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【孚瑞肯十周年系列】FR500C变频器在施工升降梯上的应用

发布日期:2023-09-27 17:31:07发布人:孚瑞肯电气阅读次数:368次

导读:本文重点介绍FR500C变频器在施工升降梯上的应用

一、引言

提升机是现代高层施工中必不可少的施工设备。特别是在高层、超高层建筑施工中担任了极其重要的任务,对于保证施工工期和安全,降低施工成本,减轻劳动强度起着不可代替的左右。

目前工频施工升降机还有较大的市场占有率,工频施工升降机虽然具有控制电路简单,现场维护简单的特点,但是因为工频施工升降机具有如下重要缺陷,使得其不符合行业发展规律,迟早要被变频施工升降机取代:

a.工作效率低、起制动冲击大:工频升降机一般采用的是接触器—继电器控制方式,工频直接启动、制动器(抱闸)强制制动,具有很大的冲击,其加速度的大小决定了最高运行速度一般不超过33米/分钟,超过这个速度,吊笼内的人将难以承受启动和制动过程中的加速度。


b.电网适应性差:施工现场一般是临时电网,电缆线很长,电网欠压的情况时有发生。电机电压下降10%,出力就会大幅下降,导致出力不足,无法启动或在运行中因欠压产生危险;工频启动的电机,启动电流为电机额定电流的5~7倍,进一步增加了同一施工电网的欠压风险。


c. 易损件寿命短:工频升降机控制方向的两个接触器,需要带大电流电切换驱动电机,频繁使用的升降机,一年之内这两个接触器必须更换;因为制动器(抱闸)是在电机高速运转过程中打开和闭合的,制动器磨损很快;因为冲击很大,输出齿轮、小滚轮的寿命也很短。

二、施工升降梯对电控系统的要求

安全是施工升降机电控系统的重中之重。通过搭配防坠安全器,消除吊笼坠落事故的发生。防坠安全器是施工升降机的重要安全部件,每三个月必须进行一次防坠落试验。目前坠落试验是通过提高变频器输出频率,使电动机驱动吊笼运行在模拟坠落的速度下,看防坠安全器是否动作。

目前施工升降机选用的常用电动机规格为7.5~22kW,施工升降机通常配备电动机的数量为1~3台。当施工升降机搭配多台电动机时,变频器的选择有两种常见配置:


1)根据电动机的数量来配置相当数量的变频器,变频器的功率与电动机功率相当。例如当施工升降机搭配的电动机数量为2,且每台电动机功率为15kW时,可以选择2台15kW或者20kW变频器。此时厂家会要求2台变频器进行共直流母线的动作。

2)通过一台大功率变频器进行控制。例如,当电动机数量为2,且每台电动机功率为15kW时,可选择一台40kW的变频器(变频器的功率>2×15kW×1.2,1.2为过载系数)。

三、施工梯的PLC变频调速控制系统

施工梯的变频调速控制系统原理如图1所示。PLC根据提升机的位置和速度信号向变频器发出控制指令,变频器根据指令控制提升机的动力系统。同时当变频器检测出故障时,变频器向 PLC发出信号,PLC根据控制指令使起保护作用的继电器动作,切断电源,从而保护提升机动力系统。

                                                                      图1

四、FR500C变频器介绍

1.FR500C在施工升降梯上的特点和优势

FR500C变频器是专门为提升类应用开发的高性能变频器。FR500C具有独特的制动器控制逻辑,极大地提高了升降机乘坐舒适性,并且能使升降机的最高运行速度提升。FR500C已在众多客户低速梯(0~33米/分钟)、中速梯(0~63米/分钟)上成功应用。

FR500C能够控制吊笼实现上行、下行直接切换和频繁点动平层对位操作,进一步提高了施工升降机的工作效率。

FR500C产品还具有很宽的输入电压范围,在380V±15%范围内都能可靠工作。有很多客户正是看中了这一点,才开始在施工升降机上应用FR500C的。FR500C很好地解决了工频升降机电网适应性差的问题。另外,FR500C控制电机软起、软停,最大网侧启动电流不超过电机额定电流,不会引起工地上同一电网的电压跌落,减少了对周围施工设备的影响。

制动单元内置到90KW,体积也明显缩小,能显著减小电控柜尺寸。 

应用FR500C后,升降机的方向控制由变频器实现,省掉了控制方向的两个接触器;因为是在吊笼速度几乎为零的情况下,变频器控制制动器打开和闭合,所以冲击很小,制动器(抱闸)、输出齿轮、小滚轮的寿命大大延长。

2.FR500C接线原理图

                                                        图2

                                          升降梯电箱控制示意图

3.FR500C的快速调试参数(以55KW为例)

                                       图3

4.调试注意事项

a.在确保主电路及控制电路接线正确的情况,系统开始上电调试。通过变频器上的操作面板设置电机的参数,并选择静态自学习方式辨识电机,辨识完成后,设置控制模式,输出频率,加减速时间,继电器 DO输出方式,抱闸松开和锁紧的检测频率及其它相应参数(其具体设置参数详见各变频器使用说明书),参数设置完成后,按照施工升降机的国际实验规则,将进行空载调试、额定负载调试及125%额定负载调试几个阶段。在调试时,若出现溜钩现象,可适当调高抱闸频率,但不宜设置过高,否则变频器易报故障,一般设置在0.3~2Hz内。

b. 安全是提升机最重要的标准,在系统调试时必须按照国标进行安全测试。在空载测试时,可测试提升机上下限位、吊笼各门等限位开关是否按设计标准动作:在125%额定负载调试后,将超载保护器调整为110%,进行超载测试。防坠测试,通常在提升机上安装有防坠安全器,防坠安全器是提升机上重要的一个部件,要依靠它来消除吊笼坠落事故的发生,工地上使用中的提升机都必须每三个月进行一次坠落试验,坠落试验可通过提高变频器输出频率,使电机驱动吊笼在模拟坠落的速度下,看防坠安全器是否动作。

5.FR500C制动电阻的选型

当变频器带大惯性负载减速或者是需要急减速时,电机会处于发电状态,将负载能量通过逆变桥传递到变频器直流环节,引起变频器母线电压抬升,当超过一定值时,变频器就会报过电压故障,甚者会导致变频器内部功率模块过压损坏,为防止该现象的发生,必须配置制动组件。

以下为推荐使用的制动电阻功率以及阻值。根据负载情况,用户可以适当改变取值,但必须在推荐的范围内。

                                                                                                 图4

注:导线应当选用耐压AC450V以上,耐温105℃规格电缆。

考虑到刹车性能以及天气炎热时电阻的散热性能,刹车电阻规格的选择原则有两个方面的依据:等效电阻值保持在推荐最小电阻值,功率选择为推荐功率的2倍以上。

五、结论

将FR500C系列变频器应用于施工升降机,能够实现升降机的软启停、冲击小、乘坐体验好;FR500C内置刹车制动单元,减少外部刹车装置的安装,降低了安装操作难度;刹车平稳、工作效率高,性能稳定、效果显著。

六、施工升降梯应用现场图片