西威变频器在永磁同步电梯上改造上的应用

姜冰

摘 要：近年来，随着城市的发展，高层建筑的迅速增多，电梯成了不可缺少的垂直运输设备；我国电梯的数量每年几乎以20%的量高速增长。我国虽然没有全国性电梯报废标准和年限，但是大部分电梯参考日本电梯行业15年标准制定，同时各类高新技术在电梯中的应用，用户对电梯舒适感、功能、装潢等各方面的要求也越来越高，这就意味着近十年来高速发展的中国电梯市场也将迎来电梯改造的巨大市场。以前电梯大部分都是涡轮蜗杆式的曳引结构，这种机械结构复杂、运行噪音大，维护不方便，已经被变频可调速的永磁同步电梯逐渐淘汰，其中变频器是永磁同步电梯的重要部件，控制电梯的驱动。

关键词：变频器；永磁同步电梯；改造

1 以北京某小区改造为例进行分析

该小区电梯使用时间刚好十年，但是运行时经常出现遛车、不平层，冲顶和蹲底等速度不受控制的现象，而造成这一现象的设备就是变频器。综合电梯的机械性能和运行效果，经由物业及电梯公司判定此次改造更换变频器整体报废。由于该款科比变频器已经停产，且该阿尔法曳引机原厂内置使用旋转变压器，而市场上能适用的变频器只有西威变频器。所以采用西威变频器控制电梯的速度及调整电梯的舒适感。

本项目电气控制系统由意大利西威变频器，德国阿尔法主机，米高控制器组成。

变频器：AVY4185-KBLM电梯专用型矢量变频器。

曳引机：EPM500 额定功率：9.3KW。

曳引机额定转速：2320rpm 电压：380VAC电流：23.5A 控制方式：同步控制方式 编码器：旋转变压器，脉冲数1024。

控制器：MIC3000。

2 系统控制线路图（如图1所示）

图1

3 变频器接线图、参数

西威科比I/O接线对照表：

旋转变压器端口定义：

4 快车调试要点

变频器受电梯控制器控制， 接受控制器数字信号，如正反转起动信号、多段速度给定信号，变频器的状态及报警信号通过自定义端口既可以通过继电器触点也可以通过TTL电平信号反馈给控制器，控制器根据变频器的信号作出相应的响应。曳引机在运行前必须做电机自学习 ，以此获得准确的电机电气参数，变频器才能在最佳状态下工作，电梯才能运行平稳、舒适、安全。

（1）电机电流自学习

短接变频器的12和19端子，使输出接触器吸合、抱闸打开（如有必要）；执行下列自学习命令：

（2）Cur reg autotune电流自学习

永磁同步电机只需要进行电流自学习而不需要磁场自学习。变频器控制永磁同步电机需要知道电机转子磁场的绝对位置，这个位置可以通过学习编码器的绝对位置通道得到；Enable变频器，电机将运行并停止在某一个固定的位置。此时可通过（A）机械方式、（B）软件方式、（C）自动定位（动态、静态）三种方式来完成磁场定位。

（3）编码器自动定位

在Regulation param/Flux config/Magnetiz config中的Autophase rot（動态）、Autophase stii（静态）都可以实现自动定位，可根据现场情况自己选择动态或静态ENTER键，当显示Waiting start…时给定运行信号（使能+方向）。在进行动态定位时要注意观察曳引轮是否为顺时针旋转，否则任意交换两根电机线，重新进行自动定位。由于编码器是绝对值编码器，所以必须要学习编码器的原点位置。现场使用的是旋转变压器，配西威变频器需加一块扩展模块EXP-RES卡，西威变频器可以做静态编码器原点定位，可以不需要吊轿厢，这样用户使用起来很方便，节省了人力和时间，对于一些无机房电梯来说这个特点尤为重要。永磁同步曳引机由于没有减速箱，起动的时候必须要求有很大的转矩，否则电梯起动时会溜车，例如安川IP、富士lift都是采取增加转矩补偿装置，使电梯在起动的时候有足够大的转矩。西威变频器是专为电梯控制系统设计的交流矢量变频器，最大特点是运行的平稳性与位置控制的准确性，55KW以下内置制动单元，且提升高度在80米以下无须外加称量补偿，可得到很好的起动运行效果。通过编码器的反馈，通过快速响应速度，变频器在起动的瞬间提供足够大的转矩，这样电梯可以做到平滑起动，为电梯厂家节约生产成本，而且减少了电梯调试的复杂性。

变频器调试的具体参数如下：

（1）起动过程的调整。加大Spd 0 P gain与Spd 0 I gain，一般I 比 P 值设的较大，直到起动不溜车为止，若设的太大会使系统产生震荡，如果起动时有震动，先判断震动产生在开闸之前还是在开闸之后，若在开闸之前则将 Brake open delay加大，若发生在开闸之后则相应减小Spd 0 I gain与Spd 0 P gain。（2）加速过程中的调整。调整MR0 acc ini jerk、MR0 acceleration使起动加速度适中过大会产生失重感，但要使在单层运行时有额定速度出现，并保持一断时间（1S以上），若做不到时需将相应速度降低。（3）高速过程中的调整。在高速时存在垂直震动时则相应加大 Spd 1 P gain、Spd 1 I gain。（4）减速过程中的调整。调整MR0 deceleration、MR0 dec end jerk使电梯跑单层与多层时都有较短的爬行距离，但要能看到稳定的爬行1S以上，必要时调整控制器的减速距离。（5）平层精度的调整。调整 Speed profile中的爬行速度来调整平层精度，若上高下低则减小爬行速度，若上低下高则加大爬行速度（在以精确调好平层插板的基础上调整）。（6）停车的调整。若停车后感觉向下一层，则相应加长控制器上的抱闸关闭延时，或加高零速参考值 Spd 0 speed thr，若在爬行时就有震动感，则相应减小零速参考值 Spd 0 speed thr。

5 结束语

电梯调试可以走慢车后，将井道信号，呼梯信号等全部安装完毕后， 快车调试时只需调整电梯的平层。通过调整变频器的P、I值、时序等参数，使电梯达到平稳舒适运行。变频器通过重量参数的设置，自动计算出系统的惯量补偿，对电梯在调试舒适感时，具有一定的帮助作用。而且由于具有电梯专用参数菜单结合高度自由编程方式，现场的调试人员能够通过操作面板或PC编程软件以在线或离线方式轻易完成设置工作。此现场经过调试电梯舒适感良好，运行快速平稳取得了预期的目标。

参考文献

[1]西威变频器手册[Z].

[2]科比变频器手册[Z].

[3]米高控制器手册[Z].