一種PLC控制的IGBT變頻調速電梯系統(tǒng)
發(fā)布時間:2019-07-12 11:34:01來源:
調速性能,提高了系統(tǒng)運行的可靠性。
1問題的提出電梯的種類很多,按拖動系統(tǒng)分為交流單/雙速拖動電梯、交流調壓調速電梯和VWF變頻變壓調速電梯。近年來,交流電機變頻調速技術得到迅猛發(fā)展,PWM電壓型逆變器以其諸多優(yōu)點,逐步得到廣泛應用。在電梯拖動系統(tǒng)中,通過IGBT變頻器來改變電機供電的電壓和頻率,可以平滑調節(jié)電梯的轉速,使乘坐舒適。電梯控制系統(tǒng)按控制方式可分為繼電控制系統(tǒng)和現(xiàn)在廣泛應用的PLC控制系統(tǒng)及微機控制系統(tǒng),而PLC以其諸多優(yōu)點廣泛應用在電梯控制系統(tǒng)中。本文主要論述一種PLC控制的IGBT變頻調速電梯系統(tǒng)。
2主電路構成所示交流電機變頻調速系統(tǒng)是一種典型的交一直一交變頻電路,分為整流一直流一逆變三個環(huán)節(jié)。其中逆變環(huán)節(jié)是變頻調速系統(tǒng)中比較關鍵環(huán)節(jié),其輸出電壓波形決定調速的性能。隨著變頻調速技術的不斷發(fā)展,所采用的電力電子器件,從晶閘管過渡到自關斷型GTO和IGBT.采用GT0變頻器,可以得到理想輸出電壓波形,但GTO是電流控制型器件,對驅動電路和吸收電路要求較高,且存在噪聲較大等缺點。IGBT(絕緣柵雙極晶體管)是80年代發(fā)展起來新型復合功率器件,它集中了MOSFET和GTR的優(yōu)點,從而具有以下諸多優(yōu)點:⑴采用電壓型驅動,驅動電路簡單;⑵驅動功率小,導通時通態(tài)壓降小;近年來,隨著生產的需要,又推出了新的IGBT系列,即IPM智能功率模塊。它具有小型多功能,使用方便諸多優(yōu)點。在此,選用日本富士電機系列,與以往IGBT模塊及驅動電路的組件相比有如下特點:⑴內含驅動電路。設定了比較佳的驅動條件,驅動電路與IGBT間的距離很短,輸出阻抗很低,因此,不需要加反向偏壓。
⑵內含過流保護短路保護。由于是通過檢測各集電極電流實現(xiàn)保護的,故不管哪個管發(fā)生異常,都能保護。
⑶內含驅動電源欠電壓保護,每個驅動電路都具有保護功能。
內含過熱保護,可防止續(xù)流二極管過熱。
在變頻調速系統(tǒng)中,PWM脈沖的生成很重要。本系統(tǒng)選用SLE4520專用集成芯片。它是一種應用ACMOS技術制作的低功耗大規(guī)模集成電路,能把三個8位數(shù)字量同時轉換成三路相應脈寬矩形波信號,與8位微機聯(lián)合使用,可產生三相變頻器所需的六埕控制信號,輸出的SPWM波的開關頻率可達20kHZ,基波頻率可達2600HZ,因此,適用于IGBT變頻器。本系統(tǒng)采用8031微機系統(tǒng)與SLE.4520配合使用形成SPWM波驅動IPM智能功率模塊。系統(tǒng)框圖如所示,對硬件電路簡要說明如下:的Po相連,為數(shù)據(jù)總線。SLE4520的六路輸出口接到驅動模塊的輸入端,以輸出SPWM脈沖。
SLE4520的SETSTATUS接至外部故障電路的輸出端,出現(xiàn)故障時,通過該端對SLE4520的六路輸出進行封鎖。
⑷給定頻率由電位器RP設定,經積分電路和ADC0809模數(shù)轉換器讀入8031中。
3PLC控制系統(tǒng)設計3.1自動電梯動作要求⑴手動運行(有司機運行)手動運行時,可實現(xiàn)開慢車及開關門。
⑵自動運行(無司機運行)順向截車,比較遠程反向截車:以6層交流變壓變頻調速電梯為例。選用日本三菱公司生產的三菱小型機FieOMR.它共有輸入點36個,輸出點24個,192個輔助繼電器,32個計時器和32個計數(shù)器,可以滿足本系統(tǒng)的要求。
3.3PLC控制I/O編號賦值表Y430上行接觸器Y431下行接觸器Y432快速接觸器Y434慢速接觸器Y435樓層指示燈3.4PLC控制的程序設計(1)樓層感應電路;⑵轎內指令及廳招喚電路;⑶電梯的選向電路:⑷電梯的換速、平層電路;電梯的起動、平層電路;以轎內指令控制梯形圖為例,給出梯形圖如所不。
3.5試驗結果電梯的控制方法多種多樣,且控制極為復雜。
而采用繼電控制系統(tǒng),可靠性差,接線復雜,故障率高。使用PLC控制后,控制程序易于實易于更改,且可靠性遠遠高于前者。實踐證明,這種系統(tǒng)的平均故障間隔大于4萬小時,而平均修復時間小于10分鐘。
4結束語IGBT變頻器的使用,將使電機調速性能大大改善,而采用PLC控制,提高了系統(tǒng)的可靠性。因此,本系統(tǒng)的應用,可以解決老式電梯存在的弊端。