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智能樓宇(電梯)
英威騰EC100電梯變頻驅動單元的電氣防護方案
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1.方案背景

在常規變頻電氣電路設計中,變頻器到電機都采用直連的方式。但在電梯的控制中,因標準《GB7588-2003電梯制造與安裝安全規范》(以下簡稱《GB7588》)12.7.3的規定:

12.7.3 交流或直流電動機用靜態元件供電和控制應采用下述方法中的一種:

1)用兩個獨立的接觸器來切斷電動機電流。

電梯停止時,如果其中一個接觸器的主觸點未打開,最遲到下一次運行方向改變時,必須防止轎廂再運行。

2)一個由以下元件組成的系統:

a)切斷各相(極)電流的接觸器。至少在每次改變運行方向之前應釋放接觸器線圈,如果接觸器未釋放,應防止電梯再運行。

b)用來阻斷靜態元件中電流流動的控制裝置。

c)用來檢驗電梯每次停車時電流流動阻斷情況的監控裝置。

在正常停車期間,如果靜態元件未能有效的阻斷電流流動,監控裝置應使接觸器釋放并應防止電梯再運行。

變頻器到電機間加裝運行接觸器,如下圖:

 

   

 

 

 圖1 常規變頻電氣電路                           圖2 電梯變頻電氣電路

在電梯上使用同步電機后,驅動回路增加了電機的封星回路(圖2)。我們在實際使用中,發生運行接觸器非正常斷開時,變頻器會出現“過流”故障、甚至損壞功率模塊。

這是因為在變頻器驅動電機時,運行接觸器突然斷開,接觸器要切斷大電流,在這瞬間接觸器觸點間產生拉?。▓D3),而電弧使電流繼續流通直至接觸器觸點完全斷開電弧熄滅,而此時,接觸器的常閉觸點開始接通,導致變頻器輸出瞬間短路(圖4)。

圖3 接觸器釋放瞬間拉弧

 圖4 接觸器斷開時,電流流向

在實際使用中,為了避免此類問題發生損壞變頻器,通常單獨增加封星接觸器,或增加運行接觸器延時板。增加封心接觸器會增加電氣方案的使用成本,而增加運行接觸器延時板,因其配置功率不同,參數配置較為麻煩且不穩定。

2.方案描述

英威騰EC100電梯智能整體機,在電梯電氣方案中增加了獨立的使能控制。此使能控制的原理是在變頻驅動的DSP芯片上提供一個IO腳,作為獨立的控制端口,其斷開后,DSP芯片關斷驅動模塊,從而起到保護作用。此使能控制信號是在變頻驅動的DSP芯片上直接由硬件回路實現,有別于一般變頻驅動的IO端口由MCU接收后通訊給DSP芯片,減少了IO掃描和通訊的時間,使其動作更快。

圖5 使能控制信號

驅動的使能端口,在電路中,由運行接觸器常開觸點控制(圖5),當遇到運行接觸器突然斷開時,能及時關斷變頻驅動輸出電流,保護功率模塊。

3.總結

此方案運行穩定,既簡化了電路,也降低了電氣回路的整體成本。

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