变频器提升类负载及相关应用
导语：今天和大家谈谈变频器驱动提升类负载的相关问题。提升类负载实际上是位能性恒转矩负载的一种通俗说法，大家都能直观想到这类负载的实际应用场所，比如：起重机的主钩副钩，卷扬机、电梯，扶梯，堆垛机升降机构，矿井罐笼，上料小车，斗提机，塔机，港口的装卸桥，门机，车厂的搬运设备等等。
今天和大家谈谈变频器驱动提升类负载的相关问题。提升类负载实际上是位能性恒转矩负载的一种通俗说法，大家都能直观想到这类负载的实际应用场所，比如：起重机的主钩副钩，卷扬机、电梯，扶梯，堆垛机升降机构，矿井罐笼，上料小车，斗提机，塔机，港口的装卸桥，门机，车厂的搬运设备等等。
之前我们曾经介绍过机械负载的分类，其中包含位能性恒转矩负载，这里再次回顾一下这种负载类型的特点：
1、负载转矩恒定。
2、负载转矩方向始终向下。
3、特性曲线位于第一、第四象限。
4、重物下放，存在能量回馈情况。
针对这种负载特性，无论哪个行业，什么工况的提升机设备，对于变频器和电机构成的电气传动系统来讲，最核心的两个问题就是：
(1)位能的处理
(2)抱闸的控制
一、位能的处理
1、重物下放过程中能量的转换过程
a.重物下放时，重力势能转化为动能。
b.重物通过钢丝绳、减速机等机械机构反拖电机(电机转子速度超过变频器输出的速度)，使得电机处于发电状态，重物所具有的动能转化成电能。
c.电能通过变频器逆变桥中的二极管流向直流回路。
d.由于直流环节的电容容量所限，电能不可能无限制地被吸收。
2、直流环节电能的处理：
a.如果变频器配备了制动单元和制动电阻，可以通过CU单元控制制动单元的开通将制动电阻接入，使电能转换成电阻发热的热能。
b.如果变频器的整流桥具备能量回馈功能，可以通过CU单元控制整流单元，将能量回馈到电网。
c.电机回馈能量的及时处理，确保变频器不发生过电压故障。
d.直流环节的电能是通过发热消耗掉还是回馈电网再利用，需要综合考虑设备的工况和变频器的投入预算。
二、抱闸的控制：
电机抱闸的控制，西门子变频器提供了抱闸控制方式，比如顺序控制，通过BICO互联参数进行控制。当电机的控制方式为矢量控制时，开闭抱闸条件为设定输出扭矩的门限值;如果电机的控制方式为V/F方式，开闭抱闸条件设定为速度的百分比。
对于西门子的S120、G130、G150系列变频器，还提供了扩展抱闸功能，扩展抱闸的控制功能更强大一些，可以加入一些更复杂的状态参量去控制抱闸。
当然电机抱闸的控制也可以用外围的PLC进行控制。
三、提升类负载变频器调试注意事项
1.抱闸逻辑的调试、打开关闭延时时机的调试(P1216，P1217)。
2.多个变频器控制多个电机的系统，抱闸的动作需要一致。
3.抱闸线圈不允许接到变频器的输出，需要正确接到相应电源上。
4.制动单元、制动电阻参数正确设置。
5.制动电阻工作过程中会发热，需保证制动电阻周围有足够的散热空间。
6.速度环优化、考虑加速度预控。
7.各种限幅保护，比如转矩、电流、功率等。
8.对于载客人电梯，需要考虑舒适度，可以增加圆弧曲线;增设称重传感器，进而调整速度环PI参数。
9.这类负载通常需要带载启动，要求变频器能够在低频输出大的扭矩，需要调整低频补偿电压。
10.通常提升类应用，在轨道上或者钢丝绳滚筒上，都会设置极限、超极限保护，系统超速保护、钢绳过卷保护，防止重物冲顶或者坠底。
11.对于垂直载人电梯，设置机械电气的多重保护，比如机械限速、超重、井道安全钳等。
四、提升类负载常见问题及处理
1、溜车：需要检查抱闸延迟时间，开闭抱闸的扭矩，或者外围控制抱闸的逻辑，抱闸的机械执行机构是否有问题。
2、过流：抱闸打开过晚，电机处于堵转状态;重物由悬停状态进行二次起升时抱闸打开过早，重物开始下落，电机的输出扭矩不足以克服重物向下的扭矩，电机降速过程中抱闸投入过早;提升重量超过额定负载;速度环参数不合理。
3、过压：可能制动电阻功率不够，或者参数设置不合适。
4、制动电阻发热严重：检查电阻功率选择，是否满足负载回馈功率的峰值及平均功率的曲线，是否满足电阻本身负载的重复周期。
制动模块和制动电阻的负载曲线请参考下图：
