vvvf调速技术在电梯节能降耗改造中的应用

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1、VVVF调速技术在电梯节能降耗改造中的应用　　电梯是用电力拖动，服务于规定楼层的固定式的升降设备。VVVF调速—电动机的供电电源具有同时改变电压和频率的功能，能够同时调节频率和电压的调速方式，称为VVVF调速。 　　电梯按驱动方式主要分为两大类：1曳引电动机由交流电动机驱动，2曳引电动机由直流电动机驱动。现在只有交流三相异步电动机在电梯驱动中得到极广的应用。 　　上世纪电梯调速应用最多的是利用改变电动机的极对数来改变电动机的转速。现以上世纪在电梯业具有代表性的迅达电梯公司DYN-2控制系统为例，阐述它的调速原理。这种DYN-2的驱动系统是由一个4/6极特种交流电动机和一个与电动机

2、同轴的涡流制动线圈所组成的。其制动减速的控制系统是由四块印刷电路板和一个涡流变压器TER所组成的。在这一系统中，用交流电动机的6极绕组“开环”启动，当电动机起动加速到650r/min时，经印刷电路板中的速度检测环节，自动接通电动机的4极绕组，同时断开6极绕组，这样电动机就进入了快速运行状态，同步转速1500r/min.。而当电梯发出制动减速命令时，通过接触器让电动机再转换成6极运行。与此同时涡流制动线圈经晶闸管整流器获得受控制的直流电流，在涡流制动线圈内产生一个制动力强迫电梯制动减速，并使得电梯在发出减速信号之后所具有的动能逐渐消耗在涡流制动线圈与转鼓轮之间，当动能按较理想的过程

3、消耗完时，电梯停靠在该楼层平面处。 下面再说说VVVF的调速原理及过程 　　目前电梯上较普遍使用的VVVF调速系统，多为交—直—交电压源型变频装置，其基本原理是：通过整流器把三相交流电压变成直流电压，经大容量电容器平滑提升电压后，向大功率电子元件IPM组成的逆变电路供电，在速度，电流，矢量指令的控制下，以脉宽调制方式操控大功率逆变器件的导通与截止，从而将直流电转换成频率和电压可调的交流电，激励交流电动机平滑起步，平稳旋转，使电梯上下运行即安全可靠又平稳舒适。 　　现将电梯运行的几个重要参数，在交流双速与VVVF变频调速之间做如下比较： 一能量消耗 　　1.交流双速：交流双速调速在

4、能源消耗方面是比较大的。电动机先是6极起动达到一定速度后再4极运行，电动机在起动时的电流时相当大的，通常是额定运行电流的4—6倍，电梯是起动与停止非常频繁的设备，如此大的起动电流频繁出现，会产生很多热量，白白浪费电能。电梯做减速运行时，在与电动机同轴的涡流线圈中还要加入大电流的直流电进行减速直到电梯停止。 　　2.VVVF：变频调速能量消耗低。异步电动机的速度与供电频率有关，在起动运行期间，电动机电流随频率和速度的增加而增加，并以最小转差运行，对每种速度都可获得最佳效率，能够节约电能40%以上。因电动机产生的热量相当小，故在曳引机上不需要专用的通风降温系统，没有额外的能量消耗，这

5、样也就节约了大量的电能。 二、曳引机结构 　　1.交流双速：曳引机结构复杂，体积庞大。交流双速的电动机内部有两组线圈绕组，内部结构复杂，加工装配工艺要求高，与电动机同轴的涡流线圈即增加了体积也增加了曳引机的重量，因交流双速曳引机在运行中会产生很大的热量，必须有专用的降温风机来保证电动机的正常温度。 　　2.VVVF：变频调速曳引机的结构由，三相异步电机，抱闸系统，减速箱，曳引轮等组成。结构简单，体积紧凑。因它不产生多余的热量，也就不设计专用降温的风机。 三、电路负载 　　1.交流双速：由于交流双速曳引机的电动机为交流双速异步电动机，6极起动4极运行。这在控制上结构复杂，需要多个接

6、触器来实现相应控制以及相互间的保护。大电流的频繁出现，造成供电电网电压波动，影响其他用电设备，电梯供电线缆的线径也要大，否则会造成很大的压降，而且会发热。所以它的供电负载是比较大的。 　　2.VVVF：电梯在起动加速阶段，所需起动电流小于2.5倍的额定电流，且起动电流峰值时间很短，起动电流大幅度减少。故功耗和供电线缆直径可减小很多，在整个供电电网和控制柜中不会出现大电流。不会造成电网电压波动，提高了供电负荷系数。 四、控制柜 　　1.交流双速：曳引电动机的4/6极运行，需要的控制元件很多，而且大电流的控制都是通过接触器实现的，大电流要求接触器触点容量也大，自然接触器体积增大，主控

7、制回路需要五只大容量接触器来完成任务。控制柜内结构不仅复杂，而且体积很大。 　　2.VVVF：控制柜内没有大电流流动，主控制回路有一只接触器就能完成任务。并且接触器体积也不大，接触器触点的闭合与打开都是在没有电流的情况下完成的，不会产生电弧。控制柜内变频器与PLC的完美组合，电气元件不多，很精练。因此，控制柜体积不大，并且内部结构简单。 五、可靠性，使用寿命 　　1.交流双速：主控制回路大量使用接触器，而且是工作在大电流状态下，接触器的可靠性不高，进口接触器的使用寿命有30万次，