基于VVVF的电梯PLC控制系统设计.pdf

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1、第25卷第2期2012年3月机电产品开笈局纠新Ⅸ胱岫P眦m&岫g曲n0fMachiIIery＆El∞mcalProduct．VoI．25．NO．2Mar．．2012文章缩号：l∞2蜘3(2012)02一147_03基于VVVF的电梯PLC控制系统设计张劲(扬州职业大学。江苏扬州225009)摘要：电梯是高层建筑中必不可少的运输工具。与人们的生活工作息息相关。通过PLC和V吖F变频器对电梯进行控制。不仅提高了电梯运行的可靠性和安全性，而且还能节约能耗、减少费用。关键词：电梯；PLC；V叭厂F；变频器中图分类号：TB47文献标识码：Ado

2、i：10．3969，j．i鹊n．1002-6673．2012．02．060D姻i弘of也e勘eva价PLCC衄tr．olSy咖mBased蚰VV师ZHANGJil‘(Y柚gzll伽P由techniccoⅡcge，YmgzhouJia峰u225009，clli越)Ab醴喇：Ele咖ris∞c醐巧jIllligh—fjseb11iIdi

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4、mincre越etherebabihtyandsafbty“dIcd州址orjn埘埘血lg，butal∞锄savedlec埘：r薹；，rcomuIIlpdon粗dreduce吐lecosLKey硼删辩el即砷or；PLC；Vv、厂F；在-equ∞cyconve咖0引言随着我国经济的迅猛发展和城市现代化进程的不断加快．高层建筑日益增多，电梯越来越接近我们的工作和生活。电梯作为高层建筑中垂直升降的交通工具，广泛地应用于宾馆、住宅、写字楼等场合。电梯是一种典型的机电一体化产品。它综合运用了机械技术、电力电子技术、计算机技术、传感检测技术、控

5、制技术等。传统电梯的控制系统采用继电器控制。具有触点多、可靠性差、噪声大、故障率高等缺点，正逐渐被淘汰。随着可编程控制器(PLC)和交流变压变频调速技术(VVVF)的发展。现代电梯的控制方式已逐渐采用PLC控制，拖动方式也由原来的直流调速逐渐过渡到变压变频调速，不仅满足了乘客的舒适感和保证平层的精度，还可以降低能耗，节约能源，减少运行费用，成为当今电梯设计的主要潮流。本文设计采用的PLC控制变频器调速系统即具有一定的代表性和创新性。1WVF调速原理交流异步电动机转速的数学表达式为：n：堕(1_8)p收稿日期：2011—12—20作者简

6、介：张劲(1974一)，男，江苏扬州人，讲师。硕士研究生。研究方向：机电一体化。式中：I广电动机转速；卜供电电源频率；r电动机极对数；广电动机转差率。从以上公式可知。要改变电动机的转速，可通过下述方法实现：改变电源的频率、改变电动机极对数或改变电动机转差率。前两种方法在调速过程中会产生大量的转差功率。这些转差功率消耗在转子回路上，不仅使转子发热。也降低了工作效率。当转差率s变化不大时，s“l，交流电机的转速n基本上正比于频率f，因此如果供电电源的频率可以平滑改变的话。那么交流电机的转速就可以得到平滑的调节。但是在改变转速的同时。希望电

7、机的每极磁通基本保持不变。若磁通太弱。则铁心利用不够充分．在同样的转子电流下，电磁转矩小。电机的负载能力下降。若磁通太强，又会使铁心饱和。使励磁电流过大，严重时会因绕组过热而损坏电机。在三相交流异步电机中：El=4．年4fNlKl由l皿式中：E广电机定子每相电动势的有效值；卜供电电源频率；N广定子每相绕组有效匝数；Kl一基波绕组系数；电：-每极气隙磁通。对于某固定电机，N，、Kl均为常数，故要想在改变f的时候机保持不变，只需同步地改变E。，使得E，，f-常数即可。但是，E。难于直接检测和控制，可近似地认为定子相电压Ul_El，保持Ul

8、，f兰常数。由以上分析可知．交流异步电机的调速必须按照一定的规律。同时改变其定子的电压和频率，并保持两者147·测试与控制·的比值为常数(即恒压频比)，才能满足变频调速的要求．这样的装置统称变压变频装置，即VVVF型变频器(VVVF是英文V嘶ableVolta聆V枷abk陬椰ency的缩写)。VVVF型变频器一经问世，立即以其优异的调速和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果，在电梯领域得到迅速推广。目前的VVVF型变频器多采用交一直一交方式，即先把工频电源(50Hz)经过整流装置整流成直流，再把直流电源转换频率可调(O卅_00Hz

9、)、电压可变的新的交流电。它一般由整流装置、中间直流环节、逆变装置和控制电路四个部分组成，如图1所示。整流装置将三相交流电整流成直流电，中间直流环节起滤波、储能、缓冲无功功率的作用，逆变装置为IGBT三相桥式逆变器，输出