施工升降机的电路分析

施工升降机的电路分析
作者：北京金鼎盛起重建筑机械设备有限公司
为了降低升降机的电压降，电缆直径就会增加。

建筑高度超过400m高时，较粗的电缆不但增加了成本，而且带来了电缆托架匹配、电缆因自重引起的强度、随风摆动幅度等的一系列的施工问题。

采用制动电阻来释放施工升降机下行时的能量，需要巨大的制动电阻。

长时间的制动（400m长距离，连续制动时间超过5分钟），存在极大能源浪费和一定的安全隐患。

690v带能量回馈共直流母线的变频系统，有如下优点：
（1）艾默生ct的690v变频器电压适应范围为：450~760v，完全适应建筑工地的电压波动。

（2）艾默生ct的afe整流单元spmd可以实现单位或可控输入功率因数、纯正弦波输入电网电流。

这样，既可以取消笨重耗能的制动电阻，又可以回馈节能。

（3）艾默生ct的690v变频器共直流母线技术，可以保证电网波动时，直流母线电压恒定，从而可以很稳定地发挥变频器的优异性能，即使电机在电网电压波动时，同样输出一致的特性。

（4）三台电机分别由变频器驱动，可以保证电机驱动系统互为备份，即使其中一台电机或变频器出现故障，系统仍然可以不停机运行，保证建筑施工的连续性。

2 系统介绍
在本系统的建筑施工升降机中，变频器用于控制电梯升降。

电机分为三台，同时分摊轿厢载重，电机经减速机构连接到塔架的齿条上面。

控制柜安装在轿厢的顶部，经由变频器调速来控制电机完成对升降速度的要求。

变频器的控制方式是编码器矢量闭环控制，三台变频器驱动三台电机，共直流母线、无制动单元、全回馈系统。

afe整流回馈单元spmd承当了母线电压的提供和回馈功能的控制。

这是国内第一次采用690v三电机闭环控制、全回馈系统。

(a)试验塔(b)电控系统(c)电机系统
2 升降机现场
客户要求：
（1）满载(2800kg)，梯速要求96m/min。

（2）能量回馈率45%(上行与下行总计)以上，下行回馈率大于95%。

（3）启动、运行、停机过程平稳。

3.1 空载调试
（1）确定电路没有问题之后，上电进行变频器参数设定，进行电机优化自学习：三角形接法87hz、690v电机名牌参数设定下旋转自整定；
星形接法690v、50hz电机名牌参数设定下旋转自整定。

（2）确认每台电机及编码器方向、电机减速机输出轴转向方向统一；检查编码器信号。

（3）无负载下单独电机运行。

在三角形接法下额定频率、电压及电流为87hz、690v、46a时运行曲线如图6所示，高速度时转速稳定，基本无偏差，输出电流稳定17.4a。

在三角形接法下额定频率、电压及电流为50hz、400v、46a时运行曲线如图7所示，高速度时转速稳定，基本无偏差，输出电流稳定14.5 ~15a。

在星形接法下额定频率、电压及电流为50hz、690v、26.5a时运行曲线如图8所示，高速度时转速稳定，基本无偏差，输出电流稳定8~9a。

（4）将电机安装在轿顶的塔架上，控制柜安装在轿厢顶部。

（5）按照三角形接法，设定电机额定值参数为87hz、690v、46a，负载为电机组的自重时运行调试，先单机运行后，再试主从两台运行，最后三台主从同时运行，一切正常。

带轿厢运行调试，一台主机（速度）两台从机（转矩）运行。

（1）确认逻辑给定信号逻辑正确后，额定速度下运行无异常(电机速度
1450r/min)，运行曲线如图9所示，上行电流17a，下行电流13a；加载1吨后运行无异常，上行电流20a，下行电流13a。

（2）由于起动时候抱闸打开瞬间溜车现象较为明显（见图10），为解决此问题用预转矩的方法很难解决。

在用预转矩的情况下出现开闸时候的力矩超调或过补偿现象，很明显有振荡感觉。

启动sp变频器的起重逻辑功能，优化整梯运行曲线，有效降低起动时候溜车现象。

经检查，建筑施工升降梯是靠每一节3米长的标准齿条对接来提升高度的，在每节对接时，不可避免的存在对接接缝，当齿轮在齿条上高速行驶时，不平的接点，将会产生较大的转矩突变。