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西門子變頻器在電梯應(yīng)用的原理及接線端子的分類有哪些
西門子變頻器的應(yīng)用在各行各業(yè)，今天我們就特別介紹一下西門子變頻器在電梯中的應(yīng)用，現(xiàn)如今絕大部分電梯采用的是變頻變壓的調(diào)速方式，西門子變頻器幾乎是電梯的半壁江山。最常見的電梯標配為邏輯板+變頻器，前者為施令者，并監(jiān)督著電梯各個信號的反饋。而后者完全是電機啟動與制動的執(zhí)行者。那么西門子變頻器在電梯應(yīng)用的原理及接線端子的分類有哪些呢?下面我們就來詳細的了解下。
我們從最直觀的外部線路上入手。首先，西門子變頻器僅通過連接電機三根大線：R，S，T便可以實現(xiàn)對電機的無級調(diào)速了。先挖下變頻調(diào)速的原理吧，以三相異步電機為例，三相異步電機里的定子繞組是三相對稱的，在定子繞組里再通入三相對稱的電流，于是在轉(zhuǎn)子周圍會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的磁場，旋轉(zhuǎn)磁場再切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體使轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場受力，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。并且輸出頻率決定旋轉(zhuǎn)磁場快慢，從而實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子調(diào)速，有一道公式同步轉(zhuǎn)速 n=60f/p就是講這個的，當然級數(shù)便指這些定子繞組的數(shù)量了。平時我們在變頻器的監(jiān)控菜單里發(fā)現(xiàn)變頻器的電壓跟頻率是成比例的變大或變小的，因為在額定的工作頻率下，若電壓一定的情況下只降低頻率，會導(dǎo)致磁通過大，甚至會燒毀電機，反之，若磁通不夠，會直接造成電機輸出轉(zhuǎn)矩不足。
一般西門子變頻器內(nèi)部主電路主要由三個部分組成：整流電路、中間電路、逆變電路。整流電路較為簡單，是直接將電網(wǎng)的交流電通過三相整流橋(不可控整流用功率二級管、可控用晶閘管)轉(zhuǎn)為直流電，該電壓又稱為直流母線電壓。中間電路介于整流電路和逆變電路之間，其中一般濾波電路和制動電路，在拆開變頻器的時候可以看到有個大電容，這個電容具有濾波穩(wěn)壓的作用，因為經(jīng)整流后得到的直流電有很大的紋波，還需要進行濾波處理，才能為逆變模器提供相當穩(wěn)定的直流電源，我們看到的外接制動電阻箱也是并在這個大電容里的，當主機減速制動時，此時電機會變成發(fā)電機，電能會經(jīng)逆變器回到中間電路，使電能會儲存在大電容里，當強制動回饋電能過大超過設(shè)定值時，變頻器會控制外接制動電阻將多余電能消耗掉，從而避免變頻器過電壓。最后是逆變電路，逆變電路是變頻器最重要的部分，也是最易損壞的。一般調(diào)壓調(diào)頻的控制方式分兩種：PAM(脈幅調(diào)制型)、PWM(脈寬調(diào)制型)，但是PAM在逆變部分只控制頻率，還需要與之相配的可控整流電路，觸發(fā)要求較高，缺陷較大，現(xiàn)采用最多的是PWM控制。PWM調(diào)制是通過改變脈寬控制電壓，改變調(diào)制周期控制輸出頻率的，它是通過對逆變電路里的開關(guān)器件高頻通斷實現(xiàn)的，現(xiàn)在多采用的開關(guān)器件為IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)，然后將獲得的高頻窄脈沖沖擊電機(電感性負載)，從而獲得所需要的正弦波，并且能夠控制其電壓、頻率，從而實現(xiàn)無級調(diào)速。
上面部分只是對原理了解下，對維修電梯比較實用的還是了解下變頻器的接線端子。端子主要也分成幾類，一類是模擬信號的輸入與輸出，并都有相應(yīng)的參考點，以ART西威通用變頻器為例，1，3，5端子為模擬差分信號輸入，這三個模擬口可通過操作面板在 I/O CONFIG /Analog inputs里自行定義，2，4，6，9可以并在一起為其0V參考點，微機控制類的電梯使用的1端子作為速度模擬口輸入，變頻器接受電壓范圍為0V至 10V，接受到速度控制板不同的電壓，變頻器會給出相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)速，由于速度控制板給出的電壓還是有誤差的，還要做模擬口整定。模擬輸出口如21，23一般用于對變頻器的模擬量監(jiān)控的，可以接表頭之類的，電梯一般不用。還有一類的便是數(shù)字信號輸入輸出端口了，該變頻器共有8個數(shù)字輸入端，4個數(shù)字輸出端，這些端口也是在I/O CONFIG里Digital inputs,Digital outputs可編的，默認數(shù)字信號輸入端口有12-使能(都以19端子為其24V輸出參考)，13-正轉(zhuǎn)，14-反轉(zhuǎn)，15默認為空，36，37，38 默認分別對應(yīng)三級多段速，39為故障復(fù)位，采用多段速控制多以PLC控制，需要在井道里以磁開關(guān)的形式設(shè)定變速點，舒適感也不好。西子奧的斯OH5000 是將15端定義為DBD數(shù)字輸入檢測，36，37為抱閘開關(guān)數(shù)字輸入檢測，38不使用，39為門區(qū)DZ信號即復(fù)位。而數(shù)字輸出信號有41主接觸器吸合信號，42抱閘接觸器吸合信號，80，83可直接接繼電器輸出，我們可以通過操作面板進行定義的。
通過對輸入輸出進行編排，我們便不難把握該部件的作用。我們電梯也是同理的，所有部件都是將對應(yīng)功能的器件輸入與輸出串在一起實現(xiàn)電梯功能的，有人看圖紙難，難就難吧，只要在上面標出哪些是輸入信號，哪些是輸出信號，再與現(xiàn)場電梯里找出這些部件，整個脈絡(luò)就很清楚了。在我們知道有些復(fù)雜部件的作用再進一步去熟悉部件內(nèi)部的參數(shù)數(shù)據(jù)啊，I/O，再能夠做一些程序上的定位，自學習，對維修調(diào)試還是很有幫助的。