摘要：本文介紹了S120驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)在電梯中的應(yīng)用，闡述了電梯控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)，S120驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)用于電梯提升的調(diào)試方法。電梯永磁同步電機(jī)使用S120驅(qū)動(dòng)具有良好的動(dòng)靜態(tài)特性，滿足系統(tǒng)的要求，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)  S120  電梯驅(qū)動(dòng)  矢量

Abstract: The application of permanent magnet synchronous motor drive by S120 in elevator is introduced in this paper, describes the composition and characteristics of the elevator control system, the debugging method for elevator lifting drive by S120. Elevator permanent magnet synchronous motor using the S120 driver has good dynamic and static characteristics, to meet the requirements of the system, and achieved good results in practical application.  

Key Words: PMSM   S120   Elevator drive   Vector

一、公司簡(jiǎn)介

江蘇西德電梯公司公司主要從事各類乘客電梯、觀光電梯、扶梯、載貨電梯、別墅電梯等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售、安裝及維修服務(wù)的專業(yè)化現(xiàn)代化企業(yè)，也是西門子公司在電梯行業(yè)重要的戰(zhàn)略合作伙伴。西德電梯一直倡導(dǎo)質(zhì)量第一的理念，并致力于不斷技術(shù)創(chuàng)新，逐步成為電梯行業(yè)內(nèi)具有技術(shù)先導(dǎo)的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力企業(yè)?？蛻粼仁褂梦魍褪┠偷碌淖冾l器驅(qū)動(dòng)電梯主提升永磁同步電機(jī)，客戶為了提高自身產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，希望使用西門子變頻器驅(qū)動(dòng)電梯主提升電機(jī)。

二、系統(tǒng)的工作原理及組成部分

1、系統(tǒng)組成部分

電梯是一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。

電梯系統(tǒng)組成：

曳引系統(tǒng)：曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。

導(dǎo)向系統(tǒng)：導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。

轎廂：轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。

門系統(tǒng)：門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機(jī)，門鎖裝置組成。

重量平衡系統(tǒng)：系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。

電力拖動(dòng)系統(tǒng)：電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，實(shí)行電梯速度控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。

電氣控制系統(tǒng)：電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。

安全保護(hù)系統(tǒng)：保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由電梯限速器、安全鉗、夾繩器、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開關(guān)裝置組成。

本文主要介紹電力拖動(dòng)系統(tǒng)

2、電力拖動(dòng)系統(tǒng)

電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。

曳引系統(tǒng)主要驅(qū)動(dòng)部分曳引機(jī)可分為有齒輪曳引機(jī)和無(wú)齒輪曳引機(jī)。

有齒輪曳引機(jī)：由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速箱、盤車裝置及底座等組成，還有旋轉(zhuǎn)編碼器、熱保護(hù)、制動(dòng)器閉合確認(rèn)開關(guān)、接線裝置。主要機(jī)型為蝸輪蝸桿傳動(dòng)曳引機(jī)。

無(wú)齒輪曳引機(jī)：由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、盤車裝置及底座等組成，還有旋轉(zhuǎn)編碼器、熱保護(hù)、制動(dòng)器閉合確認(rèn)開關(guān)、接線裝置。主要機(jī)型為永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)。

                                   有齒輪傳動(dòng)曳引機(jī)                                          永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)

永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)齒輪曳引機(jī)，由于采用無(wú)齒輪曳引技術(shù)，省卻了傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿減速器，使機(jī)房噪音大大降低，較有齒輪產(chǎn)品可減小噪音10分貝以上；無(wú)需潤(rùn)滑油，根除了油污染，更符合環(huán)保要求。永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由高性能永磁體構(gòu)成，無(wú)勵(lì)磁電流，大大地提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效能。由于蝸輪蝸桿的機(jī)械傳遞效率比較低，所以永磁同步無(wú)齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)具有更高的效率，降低電力耗能。在安全方面，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有剛性直軸制動(dòng)等特點(diǎn)，在提供全時(shí)上下行超速保護(hù)功能的同時(shí)，可利用永磁同步電動(dòng)機(jī)的反向發(fā)電的特點(diǎn)，為電梯系統(tǒng)與乘客提供多層保護(hù)。在應(yīng)用方面，因?yàn)橛来磐揭芬龣C(jī)外型的小型化及薄型化特點(diǎn)，使電梯配置與建筑物間整合空間的搭配性大大提升，為建筑設(shè)計(jì)師提供更大的彈性設(shè)計(jì)空間，同時(shí)也間接的改善了人對(duì)建筑物空間的使用率與使用質(zhì)量?，F(xiàn)在市場(chǎng)上主流的垂直電梯都使用永磁同步曳引機(jī)。    

因?yàn)樯鲜鲇来磐綗o(wú)齒輪曳引機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)的有齒輪傳動(dòng)曳引機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，近些年來(lái)永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)在電梯行業(yè)推廣很快。目前國(guó)內(nèi)載人電梯中，無(wú)齒輪曳引機(jī)的使用率已達(dá)60%左右，國(guó)內(nèi)目前的客梯年產(chǎn)量為20萬(wàn)臺(tái)，無(wú)齒輪曳引機(jī)的年銷量達(dá)12萬(wàn)臺(tái)，總產(chǎn)值有20億左右。

三、電力拖動(dòng)系統(tǒng)控制方案及調(diào)試

1、 電機(jī)參數(shù)及配重的選擇

電梯曳引機(jī)選用江蘇西德電梯有限公司生產(chǎn)的無(wú)齒輪永磁同步電梯曳引機(jī)。

主要電機(jī)參數(shù)：曳引輪直徑  400mm          額定電流  25.7A

額定速度   1.5m/s         額定功率  11.5Kw

 額定負(fù)載   1150Kg         額定扭矩  765N

 額定電壓   380V           懸掛方式  2/1

額定頻率   24Hz           工作制  S5  40%

注： S5工作制 包括電制動(dòng)的斷續(xù)周期工作制：按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間、一段快速電制動(dòng)時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。

電梯配重的計(jì)算，配重是一種平衡體，其質(zhì)量應(yīng)選擇大約跟電梯廂(包括平均塔載的乘客)的質(zhì)量相等。當(dāng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，它只需要供給提升多搭載的乘客上升或少搭載的乘客下降的動(dòng)力。其余的重力由配重來(lái)平衡。按照國(guó)家標(biāo)，出現(xiàn)電梯里面坐滿40%-50%額定載荷的人的概率最大，這樣最經(jīng)濟(jì)的情況下應(yīng)該是對(duì)重的重量等于轎廂的重量加上它額定載荷40%-50%的重量最好。減去轎廂重量的有效配重占額定載荷的比例也叫電梯的平衡系數(shù)。本樣機(jī)中的動(dòng)平衡系數(shù)約為45%，且懸掛方式為2/1，則：

正常運(yùn)行時(shí)的最大扭矩M按照超載10%來(lái)計(jì)算，

M = (1.1-ψ) × QD1g/2r

    = (1.1-0.45) × 1150 × 0.4 × 9.8/4

    = 732N

式中，曳引比 r=2, Q為轎廂載重量，D1為曳引輪直徑，D1=400mm， ψ為平衡系數(shù)，

ψ=0.45。

2、電力拖動(dòng)系統(tǒng)方案

曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求：

1、驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)矢量控制。

2、西德電梯永磁同步電機(jī)的編碼器為海德漢 ERN 1387，增量式編碼器 SIN/COS (1 Vpp) 。

3、要求變頻器帶Encoder Simulation TTL差分 5V 輸出信號(hào)，此信號(hào)輸出到電梯控制主板監(jiān)控電梯實(shí)際速度。

4、為保證電梯乘坐舒適性，速度環(huán)比例積分根據(jù)實(shí)際速度切換。

5、變頻器脈寬調(diào)制頻率需要8KHz,達(dá)到降低電機(jī)運(yùn)行噪音的目的。

基于西門子S120可以提供以下兩個(gè)方案，

方案1：S120 CU320-2DP+CUA31+PM340+TM41+SMC20

方案2：S120 CU310-2DP+SMC20+PM340+編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換器

方案1中，西門子提供了整個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)，S120為了實(shí)現(xiàn)變頻器TTL模擬信號(hào)的輸出，選擇了TM41選件，且需要選配CU320-2DP做為變頻器的控制單元。相對(duì)于方案1，方案2的優(yōu)點(diǎn)是曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)變頻器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)功能的同時(shí)，大大節(jié)省了曳引同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的成本。選用了可靠的第三方編碼器轉(zhuǎn)換器，變頻器只負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)矢量速度控制，TTL差分5V信號(hào)通過(guò)編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換器直接輸出到電梯控制主板，調(diào)試簡(jiǎn)單。

3、電力拖動(dòng)系統(tǒng)選型

因?yàn)樵陔娞萏嵘到y(tǒng)中，用于電梯的永磁無(wú)齒同步曳引機(jī)根據(jù)電梯行業(yè)經(jīng)驗(yàn)直接提供負(fù)載重量和運(yùn)行線速度。關(guān)于變頻器，需要對(duì)應(yīng)同步電機(jī)功率的選擇重載功率，客戶通過(guò)計(jì)算提供了變頻器功率和制動(dòng)電阻功率。但是為了達(dá)到降低電機(jī)運(yùn)行噪音的目，變頻器的脈寬調(diào)制頻率需要增加到8KHz，因此需要考慮實(shí)際變頻器因脈寬調(diào)制頻率增大而造成的輸出電流降容。當(dāng)變頻器的脈寬調(diào)制頻率需要增加到8KHz時(shí)，變頻器允許的持續(xù)輸出電流降容到額定的70%。

PM340模塊型功率模塊的降額特性曲線

FSA 和 FSE 型： “脈沖頻率-輸出電流”函數(shù)圖

客戶主要選擇第三方制動(dòng)電阻，在S120功率單元PM340有對(duì)制動(dòng)電阻阻值的要求，即客戶選擇的制動(dòng)單元阻值不能小于PM340功率單元允許的最小阻值要求，如果選擇的制動(dòng)單元阻值小于功率單元允許的阻值，會(huì)導(dǎo)致PM340內(nèi)置的制動(dòng)單元損壞。

4、第三方永磁同步電機(jī)的調(diào)試及優(yōu)化

磁極位置識(shí)別：

S120驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)需要進(jìn)行磁極位置識(shí)別功能來(lái)確定同步電機(jī)的電氣磁極位置，在磁場(chǎng)定向控制中需要該位置。所以對(duì)于帶未校準(zhǔn)編碼器的電機(jī)，只需要進(jìn)行一次性磁極位置識(shí)別，相比較客戶原先使用施耐德ATV71L, 因?yàn)锳TV71L不能接入編碼器C, D信號(hào)，每次變頻器上電第一次運(yùn)行會(huì)自動(dòng)執(zhí)行磁極位置識(shí)別，從而引起電梯產(chǎn)生較大的震動(dòng)，降低了電梯的舒適性，而本樣機(jī)中S120驅(qū)動(dòng)沈陽(yáng)藍(lán)光永磁同步電機(jī)，編碼器為海德漢ERN1387， 帶有C，D 信號(hào)，所以只需在電梯調(diào)試時(shí)執(zhí)行一次磁極位置識(shí)別，之后運(yùn)行不會(huì)出現(xiàn)ATV71L的情況，保證了電梯運(yùn)行的舒適性。

磁極位置識(shí)別主要步驟：

1. 通過(guò) p1980 選擇一個(gè)識(shí)別方法

2. 設(shè)置 p1990 = 1，啟動(dòng)一次性磁極位置識(shí)別

實(shí)際的磁極位置識(shí)別過(guò)程，電機(jī)至少旋轉(zhuǎn)360゜

實(shí)際磁極位置識(shí)別方法應(yīng)滿足以下補(bǔ)充條件：

轉(zhuǎn)速設(shè)定值 = 0 或靜止?fàn)顟B(tài)

電機(jī)能夠自由旋轉(zhuǎn)，垂直負(fù)載脫開       

抱閘設(shè)置：

電機(jī)抱閘參數(shù)設(shè)置

P1215=3: 電機(jī)抱閘同順序控制，通過(guò) BICO 連接。P1216 電機(jī)抱閘打開時(shí)間，抱閘通電后（打開抱閘），轉(zhuǎn)速/ 速度設(shè)定值在該時(shí)間內(nèi)保持為零，之后使能轉(zhuǎn)速/ 速度設(shè)定值。P1217 電機(jī)抱閘閉合時(shí)間, 在執(zhí)行 OFF1 或 OFF3、給抱閘斷電（閉合抱閘）后，驅(qū)動(dòng)在該時(shí)間仍處于閉環(huán)控制中，轉(zhuǎn)速/速度設(shè)定值為零，在該時(shí)間屆滿后刪除脈沖。如果設(shè)置的閉合時(shí)間比實(shí)際閉合時(shí)間短，則可能會(huì)使負(fù)載滑落；而如果閉合時(shí)間設(shè)得太大，控制閉環(huán)會(huì)施加反作用在抱閘上，縮短抱閘使用壽命。

抱閘控制時(shí)序

轉(zhuǎn)矩限制：

轉(zhuǎn)矩限值是允許的最大轉(zhuǎn)矩，針對(duì)電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行和回饋運(yùn)行設(shè)置不同的轉(zhuǎn)矩限值，且由轉(zhuǎn)矩限制，電流設(shè)置和功率限制共同決定。需要確認(rèn)設(shè)定的回饋功率是否滿足電機(jī)回饋運(yùn)行。

轉(zhuǎn)矩限制

變頻器控制信號(hào)設(shè)定：

本樣機(jī)中變頻器速度給定值通過(guò)二進(jìn)制選擇的固定頻率給定實(shí)現(xiàn)。

固定頻率給定二進(jìn)制選擇

   變頻器的故障信號(hào)輸出信號(hào)連接到電梯控制主板，因?yàn)樵谙到y(tǒng)上電時(shí)，電梯的控制主板啟動(dòng)時(shí)間比變頻器時(shí)間要短，當(dāng)變頻器沒有準(zhǔn)備好，電梯控制主板提前啟動(dòng)變頻器，有可能會(huì)導(dǎo)致意外發(fā)生，所以需要故障信號(hào)輸出信號(hào)取反后發(fā)送到電梯控制主板。當(dāng)變頻器控制單元正常運(yùn)行后才能把故障信號(hào)取反發(fā)送出去，所以變頻器在正常運(yùn)行的情況才會(huì)發(fā)出常1信號(hào)，當(dāng)變頻器斷電或者變頻器故障時(shí)，電梯控制主板不能接收到這個(gè)常1信號(hào)，就認(rèn)為變頻器不具備啟動(dòng)條件，整個(gè)電梯系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。

電梯運(yùn)行舒適性設(shè)置：

為了滿足乘客乘坐電梯時(shí)舒適性的要求，需要通過(guò)擴(kuò)展斜坡函數(shù)發(fā)生器和轉(zhuǎn)速控制器適配來(lái)實(shí)現(xiàn)。

擴(kuò)展的斜波函數(shù)發(fā)生器提供電機(jī)啟動(dòng)加速過(guò)程中的起始圓弧和結(jié)束圓弧，實(shí)現(xiàn)了速度的平穩(wěn)過(guò)渡，在電梯整個(gè)加減速過(guò)程中實(shí)現(xiàn)變加速度的功能，在電梯啟動(dòng)瞬間和快加速到達(dá)給定速度時(shí)，減小了電梯運(yùn)行加速度，提高了電梯乘坐的舒適性,避免了電梯從靜止?fàn)顟B(tài)突然啟動(dòng)和電梯加速到設(shè)定速度時(shí)的沖擊。

帶初始和結(jié)束圓弧的斜波發(fā)生器

   速度控制器Kp_n/ Tn_n適配，首先電梯啟動(dòng)時(shí)，因?yàn)殡娞菔谴怪陛S，需要較大的Kp_n和較小的Tn_n，當(dāng)電梯速度變大時(shí)，為了保證電梯的舒適性，需要調(diào)小電機(jī)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，讓速度環(huán)特性變軟，即調(diào)小Kp_n和增大Tn_n。速度控制器Kp_n/ Tn_n適配實(shí)現(xiàn)了根據(jù)電梯運(yùn)行速度切換速度控制器Kp_n/ Tn_n的功能。相對(duì)于基于電梯運(yùn)行速度切換速度控制器KP_n/ Tn_n，S120速度控制器KP_n/ Tn_n適配功能更加靈活，實(shí)現(xiàn)了Kp_n/ Tn_n的平滑調(diào)整。

速度控制器Kp_n/ Tn_n適配

電梯提升的優(yōu)化：

S120驅(qū)動(dòng)曳引同步電機(jī)，首先采用 P1910 進(jìn)行電機(jī)數(shù)據(jù)識(shí)別（靜態(tài)測(cè)量）?？蛰d時(shí)進(jìn)行編碼器識(shí)別得到磁極，得到P431換向角偏移，不接入負(fù)載，通過(guò)P1960選擇2，進(jìn)行帶編碼器的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)得到更準(zhǔn)確的飽和特性曲線。在電機(jī)沒有更換及編碼器安裝沒有移動(dòng)的前提下，可以直接在P431中輸入已知的磁極換向角偏移，不需要重新做磁極角辨識(shí)。

 基于之前的優(yōu)化準(zhǔn)備工作，接入負(fù)載，曳引機(jī)掛上轎廂和配重，根據(jù)之前電梯配重的選擇，在轎廂空置的情況下，曳引機(jī)的有效負(fù)載約為額定負(fù)載的50%，基本達(dá)到了電梯運(yùn)行的最大負(fù)載，啟動(dòng)電梯下行，電機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)，出現(xiàn)溜車現(xiàn)象，S120報(bào)故障F7412（驅(qū)動(dòng)：換向角出錯(cuò)）。但在接入負(fù)載之前多次進(jìn)行了磁極位置識(shí)別，得到的P431換向角偏移基本相同，且在曳引電機(jī)空載時(shí)可以正常運(yùn)行，所以可以排除是因?yàn)閾Q向角偏移角度錯(cuò)誤的原因，根據(jù)手冊(cè)關(guān)于F7412的故障說(shuō)明中提到可能是控制回路因?yàn)閰?shù)設(shè)定錯(cuò)誤而不穩(wěn)定。結(jié)合其中溜車時(shí)的Trace圖中的速度和扭矩的變化，發(fā)現(xiàn)速度環(huán)的響應(yīng)達(dá)不到性能要求。通過(guò)逐步增大KP_n和減小Tn_n，電梯可以啟動(dòng)運(yùn)行。

KP_n, 2.5   Tn_n 60ms

 KP_n, 11.5   Tn_n 2.5ms

   運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電梯運(yùn)行在檢修模式時(shí)，電梯每次停車，都會(huì)出現(xiàn)非常大的堵轉(zhuǎn)電流，基本達(dá)到了變頻器的最大電流，實(shí)際情況也是電梯停車時(shí)都會(huì)有很大的震動(dòng)，通過(guò)觀察Trace圖的電流曲線和抱閘閉合命令輸出，最大電流出現(xiàn)在抱閘閉合命令輸出之前，本樣機(jī)中變頻器的抱閘控制命令是先輸出到電梯控制主板，然后由電梯控制主板發(fā)出抱閘打開和閉合命令。由Trace圖分析，此堵轉(zhuǎn)電流出現(xiàn)是因?yàn)殡娔X控制主板發(fā)出停車命令，而后通過(guò)檢測(cè)TTL差分信號(hào)得到電機(jī)的實(shí)際速度后控制抱閘，使抱閘閉合動(dòng)作先于變頻器的抱閘時(shí)序，導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)。通過(guò)把變頻的抱閘時(shí)序和電梯控制主板的抱閘時(shí)序進(jìn)行匹配，消除了此堵轉(zhuǎn)電流。

   電梯正常工作時(shí)，電機(jī)首先到達(dá)電梯最大速度，電梯控制主板通過(guò)樓層距離計(jì)算出的速度包絡(luò)曲線，當(dāng)轎廂快到達(dá)指定樓層時(shí)，切換到慢速運(yùn)行使轎廂底部與樓層對(duì)齊，完成平層動(dòng)作。當(dāng)速度控制器Kp_n, 11.5，Tn_n，3ms，電機(jī)運(yùn)行4.5rpm時(shí)出現(xiàn)了速度震蕩。通過(guò)Trace圖分析，因?yàn)樵诘退龠\(yùn)行時(shí)Kp_n偏大，造成電機(jī)轉(zhuǎn)速震蕩，因?yàn)殡娞輪?dòng)時(shí)需要電機(jī)具有高動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，所以不能大幅度的減小Kp_n，可以通過(guò)慢慢的減小Kp_n，本樣機(jī)中當(dāng)Kp_n減小到10.8時(shí)，電機(jī)速度在4.5rpm出現(xiàn)的速度震蕩消失，電梯在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，速度平穩(wěn)。

Kp_n, 11.5   Tn_n 2.5ms

 Kp_n, 10.8  Tn_n 2.5ms，電梯上行 電機(jī)發(fā)電運(yùn)行

 Kp_n, 10.8  Tn_n 2.5ms，電梯下行 電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行

驗(yàn)收測(cè)試及后期優(yōu)

抱閘力檢測(cè)功能:

為了保證電梯曳引機(jī)抱閘系統(tǒng)的正常運(yùn)行，增加了抱閘力檢測(cè)功能。

當(dāng)電梯處于空閑模式時(shí)，電梯控制器會(huì)輸出抱閘力測(cè)試請(qǐng)求，由變頻器負(fù)責(zé)給電機(jī)一定的堵轉(zhuǎn)力矩，由電梯控制板檢測(cè)曳引輪是否出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。如果有打滑認(rèn)為抱閘力不夠，電梯停用，否則認(rèn)為測(cè)試正常。

具體實(shí)現(xiàn)方法為：

溜車優(yōu)化

P2900 BICO 互聯(lián)到P1042，P2900 設(shè)定扭矩的百分比，是P2003的百分比，

P1041 改成1，自動(dòng)給定

r1050 BICO 互聯(lián)到P1503，測(cè)試扭矩給定

P1030 改為 2 H，取消上升斜坡的平滑

P1047 設(shè)定扭矩上升時(shí)間, 0Nm到P2003顯示扭矩的時(shí)間

P1501 BICO互聯(lián)到 抱閘測(cè)試端子

通過(guò)簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置，利用MOP的斜坡發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)了抱閘力測(cè)試的要求。

隱藏式電機(jī)停機(jī)去電流：

永磁同步電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一般可分為凸極式（IPMSM）和隱級(jí)式(SPMSM)。

對(duì)于IPMSM具有明顯的凸極效應(yīng)，即直軸電感與交軸電感不相等（一般）Ld < Lq
對(duì)于SPMSM沒有凸極效應(yīng)，即Ld = Lq
在永磁同步曳引機(jī)在電梯主提升的應(yīng)用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)隱級(jí)式同步電機(jī)在停車時(shí)會(huì)發(fā)出有別于抱閘閉合的響聲，影響了電梯乘坐的舒適感。
由下圖發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控電電機(jī)停車S120去使能瞬，由在電機(jī)零速停車時(shí)，發(fā)現(xiàn)有3rpm的速度震蕩，這個(gè)速度震蕩導(dǎo)致了停車噪音的出現(xiàn)。

電機(jī)零速停車速度曲線
根據(jù)永磁同步電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一般可分為凸極式（IPMSM）和隱級(jí)式(SPMSM)的主要不同點(diǎn)是Ld 和 Lq不相等，懷疑是否因?yàn)槿ナ鼓軙r(shí)電流突然變?yōu)榱?，?dǎo)致了電機(jī)的震動(dòng)。
所以為了驗(yàn)證電流突變是否震蕩的直接原因，所以了通過(guò)DCC編程減緩了電機(jī)去使能時(shí)的電流突變。

DCC功能圖
實(shí)現(xiàn)的主要原理是在電梯控制主板不發(fā)啟動(dòng)命令給變頻器時(shí)，激活DCC斜坡函數(shù)。通過(guò)扭矩限幅的方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)電流按照斜坡緩慢下降，達(dá)到消除電機(jī)停車震動(dòng)的問題。由下圖可以看到，當(dāng)電流按照斜坡下降時(shí)，電機(jī)速度沒有出現(xiàn)抖動(dòng)。

帶去電流功能的零速停車曲線
五、樣機(jī)開發(fā)結(jié)果
此電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)，從調(diào)試結(jié)束至今已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行了一年多，產(chǎn)品性能和電梯乘坐舒適度都得到了客戶的認(rèn)可。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)試了兩臺(tái)電梯永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)，通過(guò)簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置，以及優(yōu)化速度環(huán)比列Kp_n和積分Tn_n，容易實(shí)現(xiàn)客戶要求的性能,DCC和BICO功能，大大提高了系統(tǒng)功能的可擴(kuò)展性。
六、應(yīng)用體會(huì)
在樣機(jī)開發(fā)前期，多種控制方案的對(duì)比是非常重要的，在滿足控制性能要求的前提下，選擇性價(jià)比最高的控制方案，提高我們產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。