Отдел силовой
электроники
+7 (495) 792-57-57
Напишите нам

Программируемый преобразователь частоты Danfoss VLT® Lift Drive LD302 берет управление лифтом на себя

см. также:

С 1970-х годов ни одна отрасль промышленности не обходится без применения электронных компонентов. Это утверждение в полной мере относится и к лифтовой промышленности, в которой первые системы управления на базе микропроцессоров появились в начале 1980-х годов.

Эти устройства управления были не очень гибкими и не всегда надежными, но более стойкими к износу и компактными, чем использовавшиеся ранее системы управления на базе электромеханических реле. Сейчас устройства управления лифтами на базе микропроцессорной техники позволяют реализовать любые, даже самые замысловатые алгоритмы управления, и при этом имеют высокую надежность.

Система управления «Преобразователь частоты (ПЧ) – Двигатель»

На сегодняшней день наиболее распространена система управления лифтом, включающая в себя станцию (комплексно управляет всем рабочим циклом от вызова до высадки пассажира), преобразователь частоты (управляет двигателем, обеспечивая плавность кривых разгона/замедления кабины) и электродвигатель лебедки (подает крутящий момент непосредственно на исполнительный механизм – лифтовую лебедку). Станция управления, в первую очередь, обеспечивает функции обработки сигналов, поступающих от кнопок вызовов (расположены на этажах) и кнопок приказов (расположены в кабине) и контроля контура безопасности шахты лифта. На основе информации, полученной с кнопок вызовов и приказов, станция управления определяет направление и скорость лифта, зависящую от расстояния, которое необходимо пройти. После этого станция подает дискретные сигналы управления на преобразователь частоты, который, в свою очередь, подает питание на обмотки электродвигателя.

Функцией преобразователя частоты в структуре такой системы управления является только формирование плавной кривой разгона и замедления кабины лифта, обеспечивающей плавный старт, стабильную без рывков работу на номинальной скорости и такие же плавные и точные замедление до малой скорости и остановку. Такой профиль эксплуатации преобразователя частоты приводил к значительному увеличению объема работ при вводе лифта в эксплуатацию, так как требовал кропотливой работы по настройке большого объема параметров в памяти преобразователя. Однако прогресс систем управления электроприводами не стоит на месте.
Благодаря миниатюризации электронных компонентов постоянно увеличивающееся число функций стало возможным реализовать на базе очень компактного программируемого контроллера. Возрос объем доступной памяти контроллера, а вычислительная мощность достигла уровня, который позволяет выполнять сложнейшие задачи управления.

Основываясь на желании многих производителей лифтов получить легко настраиваемую, компактную и конкурентоспособную систему управления, перенос описанной выше функциональности со станции управления на преобразователь частоты был очевидным шагом.

Компактный преобразователь частоты – основа интегрированной системы управления лифтом

Преобразователь частоты Danfoss LD302 для управления лифтом

Целью данной разработки было формирование структуры аппаратного обеспечения системы управления лифтом, предлагающей надежность, максимальный комфорт во время движения, простоту ввода в эксплуатацию и при этом минимальные капиталовложения.

Рис. 1. Преобразователь частоты Danfoss LD302: несмотря на свои компактные размеры, этот преобразователь реализует все функции, присущие станции управления лифтом

В качестве платформы новой системы инженеры компании «Данфосс» выбрали модульный преобразователь частоты Danfoss Lift Drive LD302, оснащенный мощным и компактным свободно программируемым контроллером МСО361 (см. рис. 1). Еще в 1968 году компания «Данфосс» первой в мире представила серийно производимый преобразователь частоты Danfoss VLT5, а в настоящее время она является одним из ведущих производителей силовой электронной техники в диапазоне мощностей, применяемых в лифтовой промышленности. Компания «Данфосс» имеет богатейший опыт сотрудничества с такими всемирно известными производителями лифтов, как Thyssen Krupp, Schmitt Sohn и Arian Asansor.

Преобразователь частоты Danfoss LD302 идеально совместим практически со всеми двигателями лифтовых лебедок: от стандартных асинхронных, до удовлетворяющих современным требованиям по энергоэффективности класса АС2. Особенно эффективна интегрированная система управления в паре с высокодинамичными синхронными электродвигателями на постоянных магнитах. Адаптация двигателя к преобразователю частоты выполняется за несколько секунд простым выбором конкретной модели двигателя, внесенной в базу данных в памяти преобразователя частоты. Если двигатель отсутствует в базе данных, ее легко дополнить при помощи графического интерфейса управления преобразователя. Акустический шум двигателя, вызванный ШИМ-модуляцией, удается значительно снизить благодаря используемым в преобразователе частоты Danfoss LD302 транзисторным модулям с частотой коммутации в 16 кГц.

Схема интегрированной системы управления лифтом с преобразователями частоты Рис. 2. Структурная схема интегрированной системы управления лифтом: базовые функции управления реализованы в преобразователе частоты Danfoss LD302

Реализовать функционал станции управления лифтом в преобразователе частоты удалось благодаря применению в его конструкции контроллера МСО361, оснащенного мощным процессором и значительным объемом памяти. Для передачи сигналов от постов вызовов и приказов, датчиков нижнего и верхнего этажа, датчиков цепи безопасности в преобразователь частоты используется универсальная последовательная шина CAN. Для преобразования дискретных сигналов в формат, пригодный для передачи данных, применяются дополнительные платы Teubner CAN I/O Boards (см. рис. 2). Существенное преимущество такой структуры системы управления – возможность использования лифта во время монтажа и наладки в режиме инспекции без использования передачи данных по протоколу CAN. Аналогично, в случае блокировки потока данных по шине CAN в процессе нормальной работы (например, если неожиданно пропало питающее напряжение), после восстановления системы возможно продолжение движения в заданном направлении.

Более высокий уровень комфортности поездки

Кривые разгона-замедления лифта Рис. 3. Идеальные кривые разгона/замедления обеспечивают максимально комфортную поездку

Для контроля положения ротора в момент запуска двигателя преобразователь частоты Danfoss LD302 использует сигнал обратной связи от оптического датчика (энкодера). Для определения положения кабины в шахте применяется энкодер абсолютного положения, смонтированный либо на вал ограничителя скорости (оптический энкодер), либо установленный на кабине (магнитная лента). Благодаря такому расположению энкодеров достигается позиционирование кабины в шахте лифта с точностью до 0,1 мм.

Столь точное определение положения кабины позволяет преобразователю идеально точно рассчитать график изменения скорости как при поэтажном, так и при черезэтажном разъездах, независимо от скорости кабины.

Алгоритм расчета кривой разгона/замедления, реализованный в преобразователе частоты серии Danfoss LD302, учитывает такие параметры лифта, как:
• диаметр канатоведущего шкива;
• тип подвески;
• количество канатов;
• величина номинальной скорости лифта в об/мин;
• ускорение;
• рывок;
• текущая позиция кабины в мм над нулевой точкой.
Еще до начала движения преобразователь частоты определяет точную точку остановки, точку начала замедления, скорость замедления на трех независимых участках кривой торможения. Таким образом, даже при минимальном поэтажном разъезде достигается исключительная комфортность перемещения (см. рис. 3).

Изобилие преимуществ

Интегрированная система управления лифтом имеет целый ряд преимуществ, являющихся существенными в процессе монтажа лифта. За счет использования энкодера абсолютного положения стало возможным отказаться от использования шунтов замедления и точной остановки, что значительно сократило время, затрачиваемое на монтаж шахты. Снизился объем проводов, необходимых для монтажа цепей управления, так как нет необходимости в проводке между станцией и преобразователем. Исчезла проблема электромагнитной совместимости преобразователя частоты и станции управления. Все механические параметры лифта напрямую вводятся в преобразователь при помощи графического интерфейса управления в соответствующих физических единицах измерения.

В итоге можно констатировать, что результатом работы инженеров компании «Данфосс» стала исключительно эргономичная, компактная и недорогая система управления лифтом.

Видео: Настройка преобразователей частоты для лифтов