变频器在电梯门机系统中的应用

0 引言

电梯对门机系统的要求是当电梯运行到指定楼层的平层位置时，门机能按照接收到机房给出的开门指令实现开门动作，当轿厢内的乘客走出来以及轿厢外的乘客进入轿厢以后，门机能按照接收到机房给出的关门指令实现关门动作，并在开关门的同时通过机械结构打开和关闭层门装置。随着变频技术的不断发展和成熟，VVVF型变频调速门机以其优越的性能，超长的使用寿命和安全节能的使用方法，已全面取代继电器控制的交流调速门机。

1 VVVF 型变频调速门机的硬件组成

VVVF型变频调速门机的硬件组成如图员所示。由图1 可知，VVVF 型变频调速门机由控制室、数字式VVVF 门机变频器、三相异步电动机、编码器和门机底板等机械结构组成。控制室提供控制系统所需的AC220 V和DC24 V电源，并将开门关门信号传送给门机变频器，门机变频器根据接收到的开门关门信号输出电压，驱动电动机开门或关门，并将开门关门到位信号反馈到控制室;编码器是将编码器板安装在电动机的转动轴上，上面装有一个带磁环的同步带轮，同步带轮的磁环每隔90毅有一对NS 极，编码器板上有两个霍尔元件，当NS 极经过霍尔元件时会产生脉冲，电机的正反转导致编码器输出正脉冲或负脉冲给门机变频器，门机变频器根据反馈回来的脉冲数来判断门机当前的位置;由于门机有开门或关门两种运行方式，门机变频器根据接收到的开门或关门信号变频驱动三相异步电动机正转或反转，正转即为开门，反转即为关门，并根据接收到的正脉冲或负脉冲判断门机是否已经开关到位。

2 VVVF 门机变频器控制系统及工作原理

门机变频器系统接线图如图2 所示。

2.1 门机变频器工作原理

开门及关门信号经过滤波器滤波以后输入到光耦的输入侧，产生一个低电平信号给控制用的CPU SM5964，SM5964 随即发出一串字符给控制功率模块STK621 -050 的CPU MC56F8013，MC56F8013 根据收到的字符传回一个握手信号，如果SM5964 判断这个握手信号正确，则说明握手成功，功率模块对应输出频率0耀50 Hz，电压0~310 V，驱动三相异步电动机运转，由编码器产生脉冲反馈电机的运行位置及状况，反馈信号经由滤波器处理后送给SM5964，达到精确的控制。

2.2 门机变频器性能特点

门机变频器直接输入AC220 V，310 V 变频输出。变频器主要由开关电源模块、功率模块、控制模块和操作显示模块组成。开关电源模块提供所有的直流电源;控制模块根据各种不同的工况要求对门机的运行进行精确的控制，对变频器进行实时的监控和控制，从而保证变频器的输出可靠;功率模块输出接近正弦的PWM 波形，电机的谐波损耗大大减少，变频器无需外接滤波器即可给电机供电，而且转矩脉动低，可有效的消除电机发热及负载机械的振动;操作显示模块提供一个观察和操作变频器的平台，可以根据不同的需要任意修改参数，改变变频器的压频比曲线，使门机运行得更加舒适。变频器性能稳定可靠，并配有5045 等看门狗程序对处理器的运行状况进行监控和复位，这在硬件上提高了可靠性。

变频器具有完备的保护功能，主要有过电压、过电流、欠电压、过载、缺相、过热、负载短路等保护功能。在条件比较恶劣的环境下也能正常使用，低频力矩大，耗电少，可以很好的控制门机的开关，门机在开关的过程中运行平稳，速度快，无任何撞击现象，噪音低。

3 变频器部分功能参数设置

变频器部分功能参数设置如表1 所列。

4 变频器常见故障现象及排除方法

门机变频器常见故障现象及排除方法如表2所列。

5 结语

随着变频技术的快速发展，VVVF 变频门机以其可靠的性能、快捷的控制方式和超常的使用寿命，完全替代了原来的交直流门机，不仅大大降低了门机的成本，而且给电梯使用者节省了成本，使用效果良好。