1、 引言
随着我国城市化进程的加快,建筑机械行业也迎来了其发展的黄金期。建筑提升机作为建筑施工必不可少的机械设备,产能逐年递增。
普通升降机的上升、下降、停机功能都是通过接触器-继电器控制来实现,而且速度不易控制、起停机瞬间冲击大,对机械结构和机构的损坏较严重;运行速度不可调,影响施工企业效益,停车稳定性差。
采用变频控制,可实现施工升降机的启动加减速、制动过程的无级调速,减小了起停机时电机对机械系统的冲击,提高了施工升降机运行过程中的平稳性和舒适感,延长了施工升降机的使用寿命,极大地提高了工作效率。
本文以某公司采用英威腾CHF100A变频器控制的建筑升降机为例,详细分析了该建筑升降机的控制原理与电气系统。
2、 升降机参数与电气系统
升降机结构简图如图1所示,最大起升重量为3.5T,其中最大载重量2T,自重1.5T,最高升降速度为35m/MIN,最大加速度为0.3G。
升降机电气系统主要由主电路和控制电路组成,主电路电气原理图如图2所示,控制电路电气原理图如图3所示,抱闸控制电气原理如图4所示。
电气传动部分由三台异步电机组成,三台电机由一台CHF100A变频器控制,其中每台电机额定功率为11KW,额定频率为50HZ,额定转速为1390 R/MIN,额定电流为24A,变频器额定输出功率为45KW,制动电阻阻值为4欧姆、功率为30KW。
为提高起停时电机输出的扭矩,变频器采用开环矢量控制模式,并配置制动单元与制动电阻。变频器采用端子控制方式,通过带有上升、停机、下降功能的手柄控制变频器上升、停机、下降输入信号。变频器有两路输出继电器RO1、RO2,其中RO1设置为故障输出功能,RO2设置为变频器输出频率检测功能以控制电机制动器的抱闸接触器。
图2:升降机主电路
图3:控制电路
图4:抱闸制动电路
当主电路空气开关闭合时,在电路无故障情况下KM1吸合,主电路上电;在空气开关QF3和QF4闭合的情况下,控制电路上电;中间继电器KA1的状态由变频器输出继电器RO1控制,RO1A与RO1B之间为常闭触点,只有在变频器通电且发生故障的情况下RO1A与RO1B之间才断开;控制电路上电时,KA1吸合,如果变频器启动按钮触发,则KM2吸合且自锁,变频器输入电源由交流接触器KM2控制;变频器设置成端子控制方式,上升与下将命令由继电器KD与KH控制,且KD与KH在电气接线图上形成互锁,如此设计主要是考虑方便操作;在升降机工作中变频器出现故障时,RO1A与RO1B之间断开,KA1断开,从而KM1断开,变频器输入电路断开,RO1A与RO1B之间重新闭合,如操作者再按下变频器启动按钮ST1,则KM1重新吸合,变频器重新上电,可查阅变频器上一次故障及时排除故障,在故障没有排除的情况下,即使重新触发变频器启动按钮ST1,启动上升或下降开关,升降机也无法上升或下降。这样,通过变频器输出继电器与外围电气设计,使系统强制性的在安全范围内工作,控制流程如图5所示