變頻器在電梯門機系統中的應用

0 引言

電梯對門機系統的要求是當電梯運行到指定樓層的平層位置時，門機能按照接收到機房給出的開門指令實現開門動作，當轎廂內的乘客走出來以及轎廂外的乘客進入轎廂以后，門機能按照接收到機房給出的關門指令實現關門動作，并在開關門的同時通過機械結構打開和關閉層門裝置。隨著變頻技術的不斷發展和成熟，VVVF型變頻調速門機以其優越的性能，超長的使用壽命和安全節能的使用方法，已全面取代繼電器控制的交流調速門機。

1 VVVF 型變頻調速門機的硬件組成

VVVF型變頻調速門機的硬件組成如圖員所示。由圖1 可知，VVVF 型變頻調速門機由控制室、數字式VVVF 門機變頻器、三相異步電動機、編碼器和門機底板等機械結構組成。控制室提供控制系統所需的AC220 V和DC24 V電源，并將開門關門信號傳送給門機變頻器，門機變頻器根據接收到的開門關門信號輸出電壓，驅動電動機開門或關門，并將開門關門到位信號反饋到控制室;編碼器是將編碼器板安裝在電動機的轉動軸上，上面裝有一個帶磁環的同步帶輪，同步帶輪的磁環每隔90毅有一對NS 極，編碼器板上有兩個霍爾元件，當NS 極經過霍爾元件時會產生脈沖，電機的正反轉導致編碼器輸出正脈沖或負脈沖給門機變頻器，門機變頻器根據反饋回來的脈沖數來判斷門機當前的位置;由于門機有開門或關門兩種運行方式，門機變頻器根據接收到的開門或關門信號變頻驅動三相異步電動機正轉或反轉，正轉即為開門，反轉即為關門，并根據接收到的正脈沖或負脈沖判斷門機是否已經開關到位。

2 VVVF 門機變頻器控制系統及工作原理

門機變頻器系統接線圖如圖2 所示。

2.1 門機變頻器工作原理

開門及關門信號經過濾波器濾波以后輸入到光耦的輸入側，產生一個低電平信號給控制用的CPU SM5964，SM5964 隨即發出一串字符給控制功率模塊STK621 -050 的CPU MC56F8013，MC56F8013 根據收到的字符傳回一個握手信號，如果SM5964 判斷這個握手信號正確，則說明握手成功，功率模塊對應輸出頻率0耀50 Hz，電壓0~310 V，驅動三相異步電動機運轉，由編碼器產生脈沖反饋電機的運行位置及狀況，反饋信號經由濾波器處理后送給SM5964，達到精確的控制。

2.2 門機變頻器性能特點

門機變頻器直接輸入AC220 V，310 V 變頻輸出。變頻器主要由開關電源模塊、功率模塊、控制模塊和操作顯示模塊組成。開關電源模塊提供所有的直流電源;控制模塊根據各種不同的工況要求對門機的運行進行精確的控制，對變頻器進行實時的監控和控制，從而保證變頻器的輸出可靠;功率模塊輸出接近正弦的PWM 波形，電機的諧波損耗大大減少，變頻器無需外接濾波器即可給電機供電，而且轉矩脈動低，可有效的消除電機發熱及負載機械的振動;操作顯示模塊提供一個觀察和操作變頻器的平臺，可以根據不同的需要任意修改參數，改變變頻器的壓頻比曲線，使門機運行得更加舒適。變頻器性能穩定可靠，并配有5045 等看門狗程序對處理器的運行狀況進行監控和復位，這在硬件上提高了可靠性。

變頻器具有完備的保護功能，主要有過電壓、過電流、欠電壓、過載、缺相、過熱、負載短路等保護功能。在條件比較惡劣的環境下也能正常使用，低頻力矩大，耗電少，可以很好的控制門機的開關，門機在開關的過程中運行平穩，速度快，無任何撞擊現象，噪音低。

3 變頻器部分功能參數設置

變頻器部分功能參數設置如表1 所列。

4 變頻器常見故障現象及排除方法

門機變頻器常見故障現象及排除方法如表2所列。

5 結語

隨著變頻技術的快速發展，VVVF 變頻門機以其可靠的性能、快捷的控制方式和超常的使用壽命，完全替代了原來的交直流門機，不僅大大降低了門機的成本，而且給電梯使用者節省了成本，使用效果良好。