電梯常見于高層建筑如住宅、商場、寫字樓及工廠等，分為貨梯和客梯。貨梯作為貨物轉(zhuǎn)運(yùn)可減少人力成本降低勞動強(qiáng)度、客梯作為載人可方便人們出入，是我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊环N乘降設(shè)備。它主要由曳引機(jī)（絞車）、導(dǎo)軌、對重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等)、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。
最早的電梯采用直流曳引電機(jī)直流調(diào)速器，但直流電機(jī)故障率高的維護(hù)成本比較高；近代已逐漸被交流異步電機(jī)及變頻器所取代。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展目前電梯大多采用的矢量控制型變頻器，它具備優(yōu)良的低速轉(zhuǎn)矩特性、動態(tài)響應(yīng)速度快、電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)可以使電機(jī)與變頻器更好的匹配達(dá)到最佳控制效果。
應(yīng)用案例一
一、現(xiàn)場簡介
揭西潛威電線廠?，F(xiàn)場有兩條新裝的貨梯，電梯的荷載重量都是3 噸，電梯本身自重1噸，樓層總共有3 層。曳引電機(jī)是變頻三相異步電機(jī)，功率15KW、電機(jī)額定電流33A、額定頻率35HZ，額定電壓360V6 極電機(jī)。電機(jī)及曳引機(jī)規(guī)格型號如圖：
二、變頻方案
普傳經(jīng)銷商原先為該客戶選配的普傳PI7800 系列 018G3 的通用型變頻器，沒有配制動單元跟制動電阻，就到現(xiàn)場安裝調(diào)試。安裝配線如圖：
變頻器的運(yùn)行信號、運(yùn)行頻率由控制器給定，同時變頻需要輸出一個運(yùn)行信號跟一個故障信號到控制器。客戶自行調(diào)試運(yùn)行后、變頻器跳“OC-P”，經(jīng)電話與客戶溝通調(diào)整參數(shù)后，機(jī)器能正常啟動。不載貨物機(jī)器能正常運(yùn)行，電梯上升時電流達(dá)到39A左右，下降時電流約為14A左右。但一載上貨物，變頻器就拖不動負(fù)載了。運(yùn)行一下即跳“OC-P”。與客戶再溝通調(diào)整變頻器轉(zhuǎn)矩提升相關(guān)參數(shù)，F(xiàn)07=10，F(xiàn)08=26，該變頻器勉強(qiáng)能拖動負(fù)載，但使用中會經(jīng)常跳故障、且停機(jī)平層不穩(wěn)、下降時還會跳“OU”。
鑒于這種情況最終決定選用普傳最新產(chǎn)品（基于DSP 的高性能矢量型變頻器）PI9230018G3，并配置制動單元及制動電阻，再試一下做個對比。安裝配線如圖：
三、調(diào)試參數(shù)
變頻器現(xiàn)場參數(shù)設(shè)置，如下：
按電機(jī)銘牌參數(shù)，
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功能碼 |
功能碼值 |
說明 |
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b0.00 |
1 |
電機(jī)類型選擇為異步變頻電機(jī) |
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b0.01 |
15 |
設(shè)置電機(jī)額定功率為15KW |
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b0.02 |
360 |
設(shè)置電機(jī)額定電壓為360V |
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b0.03 |
33 |
設(shè)置電機(jī)額定電流為33A |
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b0.04 |
35 |
設(shè)置電機(jī)額定頻率為35Hz |
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b0.05 |
960 |
設(shè)置電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為960rpm |
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b0.27 |
1 |
自學(xué)習(xí)選擇為異步電機(jī)參數(shù)靜止自學(xué)習(xí) |
電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)后：
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功能碼 |
功能碼值 |
說明 |
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F0.00 |
0 |
無PG 矢量控制 |
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F0.03 |
6 |
頻率源主設(shè)為多段速運(yùn)行設(shè)定 |
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F0.11 |
1 |
命令源選擇為端子臺控制 |
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F0.13 |
10 |
加速時間1 設(shè)為10S |
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F0.14 |
15 |
減速時間1 設(shè)為15S |
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F1.02 |
12 |
DI3 端子功能選擇為多段速端子1 |
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F1.03 |
13 |
DI4 端子功能選擇為多段速端子2 |
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E1.01 |
70 |
1 段速設(shè)為70%，即35Hz |
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E1.02 |
30 |
2 段速設(shè)為30%，即15Hz |
其余參數(shù)為出廠值不變。
通過端子 DI1、DI2 控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)；繼電器輸出1、繼電器輸出2 分別為故障輸出信號和變頻器運(yùn)行中信號，送給上位機(jī)；電梯高速運(yùn)行為35Hz，低速運(yùn)行為15Hz。試運(yùn)行，在停機(jī)時變頻器報(bào)“03”故障（減速過電流）。查看電梯在停機(jī)時，是直接抱閘剎車停機(jī)，修改參數(shù)F3.07=1，變頻器由減速停車改為自由停車，再試機(jī)正常運(yùn)行。
點(diǎn)動測試電機(jī)的正反轉(zhuǎn)方向、點(diǎn)動測試電機(jī)的高低速度是否合適。確定沒問題后，開始運(yùn)行電梯（滿載，裝了貨物）。先用手動控制讓電梯上升、從一樓直接上升到三樓，監(jiān)控上升時變頻的運(yùn)行電流。啟動運(yùn)行后，電流平穩(wěn)上升，最大瞬間電流為43A；之后，電流回到35A 左右。再測試下降，從3 樓下降到1 樓、電流在8A 至10A 之間變化，電梯運(yùn)行平穩(wěn)。下降過程中，制動單元開始工作。監(jiān)控變頻器直流母線電壓，上升時為560V 左右。下降時，到630V 左右，制動單元開始工作，電壓就保持在630V 左右，機(jī)器正常運(yùn)行無過壓現(xiàn)象。
手動運(yùn)行后改為自動運(yùn)行。讓客戶按常規(guī)操控運(yùn)行一樓、二樓、三樓，讓電梯自動停層。監(jiān)控變頻器的運(yùn)行狀態(tài)。整個運(yùn)行過程中，變頻器的各項(xiàng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)都正常。但，客戶反映電梯在啟動時很平穩(wěn)，但在高速變低速時出現(xiàn)急剎車、震動比較大。修改參數(shù)F0.14 減速時間由15S 減為5S， 多段速 E2.02（低速參數(shù)）=20（20%）由15Hz 降為10HZ。再運(yùn)行，監(jiān)控電流電壓沒有明顯變化，在上升時瞬間電流也在43A，正常運(yùn)行電流在35A 左右。下降時，電壓也很穩(wěn)定，電梯運(yùn)行正常，客戶感覺滿意。
通過整個的一個調(diào)試對比，說明普傳PI9000 系列變頻器低頻特性突出、變頻器性能更優(yōu)越，對比之前客戶用的7800 系列的變頻器效果要好的多，PI9000 系列矢量型變頻器更適合用于電梯這類負(fù)載，可以大膽地在該行業(yè)應(yīng)用和推廣。
四、選型注意事項(xiàng)
電梯用變頻器一般選擇 G 型通用型并至少比電機(jī)放大一檔，通過觀察電梯運(yùn)行時的最大電流做依據(jù)合理選擇；變頻器參數(shù)設(shè)置上首先要滿足客戶操控要求、性能提升參數(shù)需要經(jīng)過多次試車最終合理設(shè)置；變頻器必須按現(xiàn)場電機(jī)銘牌正確設(shè)置電機(jī)的相關(guān)參數(shù)、然后進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)，像這種負(fù)載無法脫離的場合要選擇靜止自學(xué)習(xí)方式；抱閘剎車與變頻器減速時間、時序要控制好，最簡單的是講變頻器設(shè)置為自由停車方式，防止變頻器停止輸出前電機(jī)抱閘加上去?，F(xiàn)場圖片：
應(yīng)用案例二
自動扶梯和自動人行道在酒店、商場、地鐵、火車站、寫字樓、會館、機(jī)場等場所應(yīng)用較多，在方便顧客和提高服務(wù)質(zhì)量等方面起到了相當(dāng)重要的作用。但由于其使用場合的特殊性，部分扶梯經(jīng)常處于空轉(zhuǎn)的狀態(tài)，這必將浪費(fèi)大量的電能，同時也使扶梯部件（如電機(jī)、減速箱、扶手帶等）產(chǎn)生不必要的磨損及疲勞損傷，鑒于此情況，對扶梯進(jìn)行改造已成必然。
一、變頻方案
自動扶梯的變頻節(jié)能運(yùn)行原理我們知道，由于能源和電力資源的匱乏，自動扶梯在空載狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)成為一種巨大的浪費(fèi)。因此，我們設(shè)想，如果能讓自動扶梯通過檢測負(fù)載狀態(tài)來自動調(diào)整運(yùn)行。如，在人員進(jìn)出相對不頻繁的場所，基于上述思想，自動扶梯檢測到輕載狀態(tài)一段時間后，將由全速運(yùn)轉(zhuǎn)減至半速運(yùn)轉(zhuǎn)，若一定時間后無人乘梯再逐漸減速直到停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣便可有效節(jié)省電能（約30%～50%左右），還可減少不必要的機(jī)械磨損。當(dāng)有乘客踏上自動扶梯床蓋板時，扶梯可通過設(shè)置在床蓋板入口處的光電感應(yīng)裝置自動感知乘客的到來，開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
1）改造的總體原則
在不對扶梯的正常使用產(chǎn)生任何影響的前提下，引入無速度傳感器矢量變頻調(diào)速的概念。即變頻器根據(jù)傳感器產(chǎn)生的信號，在有人乘坐時，扶梯以原有設(shè)計(jì)速度運(yùn)行；當(dāng)無人乘坐時，扶梯減速或停止運(yùn)行。
2）變頻器的作用
主要作用是用來調(diào)整扶梯運(yùn)行轉(zhuǎn)速并平穩(wěn)的啟停和運(yùn)行。在無人乘坐一段時間后，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入爬行運(yùn)行；在扶梯入口處安裝光電開關(guān)，當(dāng)有乘客時光電開關(guān)發(fā)出信號，扶梯由爬行經(jīng)變頻調(diào)速至正常速度運(yùn)行，當(dāng)全部乘客離開扶梯后，扶梯又自動進(jìn)入爬行運(yùn)行狀態(tài)待客，從而達(dá)到節(jié)能目的。在節(jié)省電能的同時減少機(jī)械磨損、延長扶梯使用壽命。
3）變頻器的選型
系統(tǒng)要求啟動運(yùn)行平穩(wěn)、無抖動，要求變頻器啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)。普傳科技PI9000系列矢量變頻器低頻能夠提供大的輸出轉(zhuǎn)矩、且過載能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高，在開環(huán)時速度誤差能達(dá)到<0.5%，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間短<10ms。 完全能夠滿足該系統(tǒng)的要求。
現(xiàn)場電機(jī)為7.5KW 4級電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)，選配普傳PI9200 011G3 11KW變頻器，考慮負(fù)載特性及變頻器需要快速響應(yīng)，因此變頻器選大一檔。變頻器設(shè)置為多段速運(yùn)行、端子正反轉(zhuǎn)控制。
4）變頻器接線圖：
5）現(xiàn)場實(shí)景：
二、參數(shù)設(shè)置
普傳PI9230 011G3變頻器參數(shù)設(shè)置：
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功能碼 |
功能碼值 |
說明 |
|
F0.03 |
6 |
頻率源主設(shè)（多段速運(yùn)行設(shè)定） |
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F0.11 |
1 |
命令源選擇（端子控制） |
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F0.13 |
3 |
加速時間（S） |
|
F0.14 |
10 |
減速時間（S） |
|
F0.18 |
8 |
載波頻率（Hz） |
|
F0.23 |
20 |
下限頻率（Hz） |
|
F1.00 |
1 |
DI1端子功能（正轉(zhuǎn)運(yùn)行） |
|
F1.01 |
2 |
DI2端子功能（反轉(zhuǎn)運(yùn)行） |
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F1.04 |
12 |
DI5端子功能選擇（多段速度端子1） |
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F3.07 |
1 |
停機(jī)方式（自由停車） |
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F4.01 |
4 |
轉(zhuǎn)矩提升（4%） |
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E1.51 |
3 |
多段速度0段給定方式（面板電位器給定） |
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E1.00 |
100 |
0段速度設(shè)定（100%） |
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E1.01 |
100 |
1段速度設(shè)定（100%） |
三、變頻效果
1）節(jié)電明顯
扶梯電機(jī)所帶負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，由于無人時扶梯電機(jī)的轉(zhuǎn)速降為正常轉(zhuǎn)速的一半，所以此時電機(jī)的無功損耗降為一半，按實(shí)際運(yùn)行負(fù)載狀況，節(jié)電率可達(dá)30-50%。
2）減少機(jī)械磨損、延長設(shè)備使用壽命
轉(zhuǎn)速下降，使機(jī)械部件的磨損大大減少、扶梯維護(hù)費(fèi)用成倍減少，特別是傳送皮帶使用年限增加節(jié)約費(fèi)用明顯，扶梯的使用壽命得以延長。
3）安全可靠、易于維護(hù)
使用PI9000高性能矢量變頻器，除應(yīng)有的電機(jī)保護(hù)功能外，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速的降低，可大幅度降低電機(jī)的溫升，使電機(jī)的工作更加安全可靠，同時變頻器的故障顯示完善，易于維護(hù)。
