西門子變頻器的應(yīng)用第2講 MM440變頻器在電梯控制中的應(yīng)用

浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李方園

The Application of MM440 AC Inverter in the Elevator Control

1 電梯的驅(qū)動(dòng)方式

電梯停層時(shí)梯速為零，正常運(yùn)行時(shí)以額定速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)。在零速與額定速度之間則作加速或減速過(guò)渡，對(duì)這一段時(shí)間里電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制叫作調(diào)速。在轎廂作加速或減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，乘客會(huì)出現(xiàn)超重與失重。普通人對(duì)超重和失重的承受能力是很有限的，我國(guó)國(guó)標(biāo)GB10058規(guī)定了a值不得大于1.5m/s2。另外，如果加速度總在疲動(dòng)，乘客就會(huì)有顛簸的感覺(jué)，甚至出現(xiàn)眩暈。這就要求加速度變化率盡可能減小。

自電梯驅(qū)動(dòng)中應(yīng)用調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速技術(shù)后，其調(diào)速性能已完全可與原直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)相媲美。除了具有良好的舒適感之外，平層準(zhǔn)確度也大為提高，而且具有明顯的節(jié)能效果。

2 制動(dòng)電阻的選型

電梯是一種垂直運(yùn)輸工具，它在運(yùn)行中不但具有動(dòng)能，而且具有勢(shì)能。它經(jīng)常處在正反轉(zhuǎn)、反復(fù)起制動(dòng)過(guò)程中。一般情況下，電梯控制采用的是能耗制動(dòng)，即采用制動(dòng)電阻加制動(dòng)單元的方式。

在電梯應(yīng)用中，制動(dòng)電阻阻值絕對(duì)不可小于表1中對(duì)應(yīng)值，可以稍大。制動(dòng)電阻連續(xù)功率最好按表中峰值功率選，至少要保證在一次全程檢修運(yùn)行中滿功率制動(dòng)而不過(guò)熱，因?yàn)楫?dāng)輕載上升或重載下降時(shí)，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于制動(dòng)狀態(tài)。例如5.5kW變頻器，制動(dòng)電阻阻值為56Ω，功率至少為3900W，同時(shí)設(shè)置：P1237=5, P1240=0。制動(dòng)電阻連接在B+、B-端。

表1 制動(dòng)電阻值

3 脈沖編碼器

脈沖編碼器對(duì)于傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)性能、穩(wěn)定運(yùn)行具有十分關(guān)鍵的意義，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員務(wù)必認(rèn)真安裝、調(diào)校。脈沖編碼器與脈沖編碼器模板的連接線必須采用屏蔽線，最好采用雙絞屏蔽線甚至雙屏蔽雙絞線，在編碼器一側(cè)預(yù)留屏蔽接地點(diǎn)，以便在特殊情況下采用雙端屏蔽。原則上該連接線應(yīng)使用無(wú)斷頭屏蔽線，如無(wú)法避免斷頭，必須對(duì)斷頭連接處作屏蔽處理。

（1）脈沖編碼器模板

脈沖編碼器模板將脈沖編碼器的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成變頻器可識(shí)別的轉(zhuǎn)速信號(hào)，脈沖編碼器與脈沖編碼器模板的連接線必須采用屏蔽線，在模板一側(cè)必須接地，暴露于屏蔽層外的部分盡量短，編碼器模板的外觀如圖1所示。

圖1 脈沖編碼器外觀

需要說(shuō)明的是：

? 編碼器模板可以用于高壓晶體管邏輯（HTL）和晶體管－晶體管邏輯（TTL）數(shù)字編碼器.

? 編碼器模板的電源是通過(guò)變頻器面板上的一個(gè)40-線插接頭，直接由MICROMASTER 440變頻器供電。

? 在下列情況下，為了編碼器模板的正常工作，必須提供一個(gè)外部電源 (接線方法如圖2所示) ：編碼器消耗的電流為140mA或更大時(shí)，電源電壓為直流18～24V；編碼器消耗的電流為 330mA 或更大時(shí)，電源電壓為直流5V；所用的電纜長(zhǎng)度大于50米時(shí)，供電電源的電壓必須與編碼器模板的要求相匹配，并且不超過(guò)24V DC。

圖2 具有外接電源的編碼器

（2）屏蔽及端子、DIP 開關(guān)

為了保證編碼器能夠正確完成其功能，必須遵照下面列出的指導(dǎo)原則：編碼器模板與編碼器之間的連線只能采用具有雙絞線的屏蔽電纜；電纜的屏蔽層必須與編碼器模板上的屏蔽線接線端子相連接；如果編碼器電纜具有“屏蔽/地/接地”接線端，這一接線端應(yīng)該與編碼器模板上的PE (保護(hù)接地) 端子相連接；信號(hào)電纜的安裝位置一定不要緊靠動(dòng)力電纜。

編碼器模板上的DIP 開關(guān)是供用戶正確地選擇與編碼器模板連接的編碼器的設(shè)定值（單端輸入或差動(dòng)輸入），具體見參考文獻(xiàn)[2]。

4 基本調(diào)試步驟

（1）快速調(diào)試（如表2所示）

表2 快速調(diào)試參數(shù)

（2）基本參數(shù)設(shè)置（如表3所示）

表3 基本參數(shù)設(shè)置

P0492=5 高速時(shí)速度信號(hào)丟失允許的偏差 5Hz P0494=500 低速時(shí)反饋信號(hào)丟失應(yīng)對(duì)延遲500ms P0700=2 選擇命令源 2=端子控制P0701=17 選擇數(shù)字輸入1的功能 二進(jìn)制編碼+ON P0702=17 選擇數(shù)字輸入2的功能 二進(jìn)制編碼+ON P0703=17 選擇數(shù)字輸入3的功能 二進(jìn)制編碼+ON P0704=1 選擇數(shù)字輸入4的功能 正向啟動(dòng)P0705=2 選擇數(shù)字輸入5的功能 反向啟動(dòng)P0706=4 選擇數(shù)字輸入6的功能 急停P0731=52.3 選擇數(shù)字輸出1的功能-故障數(shù)字輸出繼電器設(shè)置與電梯控制器關(guān)系密切，用戶可根據(jù)情況設(shè)置P0732=53.5 選擇數(shù)字輸出2的功能-零速52.3故障，52.1驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行準(zhǔn)備就緒，52.2驅(qū)動(dòng)裝置正在運(yùn)行P0733=52.2 選擇數(shù)字輸出3的功能-運(yùn)行52.12/C電動(dòng)機(jī)抱閘制動(dòng)投入，P2150=XX 零速點(diǎn)設(shè)置，53.5零速，P1002=3 固定頻率2 再平層速度P1003=3 固定頻率3 爬行速度P1004=12 固定頻率4 檢修速度P1005=48 固定頻率5 單層速度P1006=12 固定頻率6 檢修速度P1007=48 固定頻率7 多層速度P1036=2852 MOP減速命令源 在松閘 0.7 秒后撤掉啟動(dòng)速度P1040=1.2Hz MOP的設(shè)定值 啟動(dòng)速度P1060=20S 點(diǎn)動(dòng)的斜坡上升時(shí)間 啟動(dòng)速度上升時(shí)間P1061=5 點(diǎn)動(dòng)的斜坡下降時(shí)間 啟動(dòng)速度撤消時(shí)間P1074=2853 在松閘 0.7 秒后開始加速P1120 斜坡上升時(shí)間P1121 斜坡下降時(shí)間P1124=2853 使能點(diǎn)動(dòng)斜坡時(shí)間P1130 斜坡上升起始段園弧時(shí)間P1131 斜坡上升結(jié)束段園弧時(shí)間P1132 斜坡下降起始段園弧時(shí)間P1133 斜坡下降結(jié)束段園弧時(shí)間P1215=1 使能抱閘制動(dòng) 抱閘接觸器由變頻器控制及使用啟動(dòng)速度時(shí)需設(shè)置P1216=0.7 釋放抱閘制動(dòng)的延遲時(shí)間 抱閘接觸器由變頻器控制及使用啟動(dòng)速度時(shí)需設(shè)置P1217=0.7 斜坡下降后的抱閘時(shí)間 抱閘接觸器由變頻器控制及使用啟動(dòng)速度時(shí)需設(shè)置P1237=5 動(dòng)力制動(dòng) 動(dòng)力制動(dòng)周期為100%，本參數(shù)極為關(guān)鍵P1240=0 直流電壓控制器的組態(tài) 關(guān)閉最大電壓控制器，本參數(shù)極為關(guān)鍵P1300=21 控制方式 帶編碼器矢量控制P1442=4 速度控制器濾波時(shí)間P1460=50 速度控制器的增益系數(shù)P1462=200 速度控制器的積分時(shí)間P1496=100 標(biāo)定加速度預(yù)控P1511=2890/755.2 轉(zhuǎn)矩附加設(shè)定值 由P2890設(shè)置固定附加轉(zhuǎn)矩或由AI2輸入轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償（一般可不用）P2155=0.3 零速P2156=800 零速延時(shí) P2157=20 速度控制參數(shù)切換頻率 P2158=50 速度控制參數(shù)切換延時(shí) P2800=1 激活自由功能快 P2802.0=1 激活自由功能快 激活定時(shí)器1 P2849=52.12 定時(shí)器1輸入 定時(shí)器1輸入=松閘信號(hào)P2850=0.7 定時(shí)器1延時(shí) 定時(shí)器1延時(shí)0.7秒P2851=0 定時(shí)器1形式 定時(shí)器1=接通延時(shí)P0820=2198.1 DDS切換命令源0位 用于高低速不同速度控制器參數(shù)切換，詳見第6章P0819.2=1 拷貝驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)組（DDS1至DDS2）用于高低速不同速度控制器參數(shù)切換，詳見第6章P1460.1= 高速時(shí)速度控制器的增益系數(shù)P1462.1= 高速時(shí)速度控制器的積分時(shí)間

5 速度控制器的調(diào)整

速度控制器的相關(guān)參數(shù)如下：

? P1442——速度實(shí)際值的濾波時(shí)間；

? P1460——速度控制器的增益系數(shù)；

? P1462——速度控制器的積分時(shí)間。

其調(diào)整原則如圖3所示。

圖3 調(diào)整原則

圖3 為A速度給定，其余為反饋曲線。

A：速度給定信號(hào)；

B：P1460和P1462都偏??；

C：P1460偏小，低速控制效果差，高速時(shí)振動(dòng)??；

D：最優(yōu)；

E：輕微超調(diào)，P1460偏大，P1462偏小，低速時(shí)控制效果好，高速時(shí)可能會(huì)振動(dòng)大，在需要較高動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)采用；

F：嚴(yán)重超調(diào)，P1460太高，P1462太小。

在調(diào)整過(guò)程中需要說(shuō)明的是：減小P1442有助于抑制超調(diào)。但太小時(shí)反應(yīng)過(guò)于靈敏，系統(tǒng)容易震蕩。P1442大時(shí)，可減輕由負(fù)載波動(dòng)引起的頻繁調(diào)整，但會(huì)引起超調(diào)，尤其是停車時(shí)容易過(guò)沖。調(diào)試時(shí)該參數(shù)一般先不動(dòng)，可作為輔助手段與P1460/1462配合調(diào)整。

6 結(jié)語(yǔ)

變頻器應(yīng)用在電梯中的案例越來(lái)越多，本講主要針對(duì)西門子MM440在電梯控制中最常見的制動(dòng)電阻配置、編碼器選用與安裝、參數(shù)設(shè)置提出了一個(gè)綜合的思路，希望能在實(shí)踐中起到一個(gè)參考作用。

[1] 李方園. 圖解變頻器維修[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2014.

[2] 李方園. 零起點(diǎn)學(xué)西門子變頻器應(yīng)用[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2012.