CN103693517A - 施工升降机用变频控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种施工升降机用变频控制系统，该系统包含：极限开关，其连接在变频控制系统的电源输入端，控制变频控制系统的电源通断；过电流保护控制开关，其电路连接在极限开关接入变频控制系统的一端；相序控制开关、主交流接触器和控制变压器，其分别电路连接过电流保护控制开关；矢量控制型变频器，其输入端电路连接主交流接触器，输出端电路连接施工升降机的电机；控制回路，其电路连接控制变压器。本发明使用的是针对升降机的矢量控制型变频器，其内部的控制软件是针对施工用升降机的专业特性设计的，弥补了原工频控制系统在运行时有冲击感觉，减少了对机械设备的冲击破坏，另一方面对驾乘人员提高了舒适感。

Description

施工升降机用变频控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种应用在施工升降机领域的变频控制技术，具体涉及一种施工升降机用变频控制系统及其控制方法。

背景技术

目前，建筑用升降机在具体使用时的安全性和舒适度都不太理想，需要新的解决方案。

变频器虽然已经在机床及机械设备领域中广泛使用，但在建筑用升降机上还没有被用户认同，因为在升降机的使用过程中并不是单独的调速，涉及到设备在起动和停止时的平稳性以及设备停止时系统中制动元件运行效果。

发明内容

本发明提供一种施工升降机用变频控制系统及其控制方法，解决了原来传统的工频控制系统在实际运行时震动大，给人一种不舒适、不安全的感觉，提高舒适度和安全性。

为实现上述目的，本发明提供一种施工升降机用变频控制系统，其特点是，该系统包含：

极限开关，其连接在变频控制系统的电源输入端，控制变频控制系统的电源通断；

过电流保护控制开关，其电路连接在极限开关接入变频控制系统的一端；

相序控制开关、主交流接触器和控制变压器，其分别电路连接过电流保护控制开关；

矢量控制型变频器，其输入端电路连接主交流接触器，输出端电路连接施工升降机的电机；

控制回路，其电路连接控制变压器；

上述控制回路包含并联连接的门限控制电路、上电电路、运行电路、故障电路、刹车电路、上限位电路、上升控制电路、下降控制电路；

上述门限控制电路中电路连接有安全器开关、天窗开关、笼门开关和第五中间继电器；上电电路中串联连接有主交流接触器和第四中间继电器常闭开关K4-2；运行电路通过第三中间继电器和第五中间继电器常开开关K5-1电路连接上电电路；故障电路串联连接有第四中间继电器及其常开开关K4-3；刹车电路中串联连接有第二交流接触器、第三中间继电器常开开关K3-2和第六中间继电器常开开关K6-1；上限位电路中设有第七中间继电器；

该上升控制电路和下降控制电路由手柄控制，手柄控制上升开关SK1或下降开关SK2的通断；上升控制电路中设有第一中间继电器，下降控制电路中设有第二中间继电器；第一中间继电器的常闭开关K1-1与下降开关SK2串联连接在下降控制电路中，第二中间继电器的常闭开关K2-1与上升开关SK1串联连接在上升控制电路中；

上述矢量控制型变频器含有电路连接在一起的上升信号端子、下降信号端子、解锁信号端子、故障信号端子、减速信号端子；上升信号端子处接有第七中间继电器常开开关K7-1和第一中间继电器常开开关K1-2；下降信号端子处接有第二中间继电器常开开关K2-2，解锁信号端子处接有第七中间继电器常闭开关K7-2；解锁信号端子和故障信号端子与上升信号端子、下降信号端子和减速信号端子之间接有第三中间继电器常开开关K3-3；减速信号端子处接有第二中间继电器常开开关K2-4；

矢量控制型变频器还包含有刹车信号端子，其连接有第六中间继电器。

上述的控制变压器还通过整流桥连接有电磁抱闸，该电磁抱闸作为电机的制动器。

上述的矢量控制型变频器还电路连接有制动电阻。

上述的控制变压器还电路连接有电阻风机电源，该电阻风机电源电路连接风机。

上述的控制变压器还串联连接有照明旋钮和笼内照明灯。

上述的控制变压器还电路连接有启动铃。

上述的控制回路还包含并联连接的电源指示电路、运行指示电路、报警指示电路；

电源指示电路中设有电源指示灯；

运行指示电路中串联连接有运行指示灯和第三中间继电器常开开关K3-1；

报警指示电路中串联连接有报警指示灯和第四中间继电器常开开关K4-1。

上述的门限控制电路的第五中间继电器还并联连接有门限指示灯。

上述施工升降机用变频控制系统的控制方法，其特点是，该方法包含以下步骤：

步骤1、极限开关、过电流保护控制开关闭合，控制变压器得电，控制控制回路的门限控制电路关闭升降机笼箱门，主交流接触器工作，矢量控制型变频器得电；

步骤2、控制升降机的升降，若控制上升则跳转到步骤3，若控制下降则跳转到步骤4；

步骤3、上升开关SK1导通，第一中间继电器工作，矢量控制型变频器上升信号端子得到上升信号，输出端输出频率从0赫兹延时上升至50赫兹的正向交流电压给升降机电机，同时输驱动第六中间继电器工作，使第二交流接触器工作，升降机电机的制动器得电释放，电机正向旋转，升降机向上运行；

上升开关SK1断开，矢量控制型变频器失去上升信号，输出频率从50赫兹延时下降至0赫兹，直至断电，同时第六中间继电器断电，第二交流接触器停止工作，升降机电机的制动器失电制动，电机停止工作且制动，升降机停机；跳转到步骤5；

步骤4、下降开关SK2导通，第二中间继电器工作，矢量控制型变频器下降信号端子得到下降信号，输出端输出频率从0赫兹延时上升至50赫兹的反向交流电压给升降机电机2，同时驱动第六中间继电器工作，第二交流接触器工作，升降机电机的制动器得电释放，电机反向旋转，升降机向下运行；

下降开关SK2断开，矢量控制型变频器失去下降信号，输出频率从50赫兹延时下降至0赫兹，直至断电，同时第六中间继电器断电，第二交流接触器停止工作，升降机电机的制动器失电制动，电机停止工作且制动，升降机停机；跳转到步骤5；

步骤5、升降机控制完成，跳转到步骤2。

本发明施工升降机用变频控制系统及其控制方法和现有技术施工升降机相比，其优点在于，本发明使用的是针对升降机的矢量控制型变频器，其内部的控制软件是针对施工用升降机的专业特性设计的，弥补了原工频控制系统在运行时有冲击感觉，减少了对机械设备的冲击破坏，另一方面对驾乘人员提高了舒适感；

本发明控制回路中设计了专用线路，加入了多端的安全保护电路，确保了设备在运行过程中的正常使用，经一年多的市场使用，故障率为零，简化了设备使用时的维护保养；

本发明整个电控线路与升降机设备中的机械安全系统实行了连锁控制，确保了设备安全使用，减少了设备事故和人生安全。

附图说明

图1为本发明施工升降机用变频控制系统的主电路的电路原理图；

图2为本发明施工升降机用变频控制系统的控制回路的电路原理图；

图3为本发明施工升降机用变频控制系统的矢量控制型变频器的接线示意图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

如图1所示，为本发明公开的一种施工升降机用变频控制系统的主电路。其包含极限开关4、过电流保护控制开关QF1、相序控制开关、主交流接触器KM1、控制变压器3、矢量控制型变频器1、控制回路5。

极限开关4连接在变频控制系统的三相电源输入端，用于控制变频控制系统的电源通断。

过电流保护控制开关QF1电路连接在极限开关4接入变频控制系统的一端。相序控制开关、主交流接触器KM1和控制变压器3分别电路连接的过电流保护控制开关QF1的另一端。控制变压器3规格为800VA将380伏降压至220伏。

矢量控制型变频器1是起重专用的，软件部分是结合施工用升降机的特有性能专门设计，产品采用了与目前国际领先技术同步的转矩矢量控制技术，具有优异的转矩控制、可靠的制动器控制时序、速度监视、转矩监视、转矩验证、位置处理、智能减速等功能，充分保证了升降机的安全可靠和高效率。

矢量控制型变频器1三相输入端R、S、T电路连接主交流接触器KM1，该矢量控制型变频器1三相输出端U、V、W电路连接两个施工升降机的电机2。

控制回路5个电阻风机电源电路连接控制变压器3的220V端。该电阻风机电源电路连接风机。

控制变压器3的220V端还串联连接有照明旋钮SB7和笼内照明灯。以及与照明旋钮SB7和笼内照明灯并联连接的启动铃，该启动铃由按钮SB6-1和SB3-1控制。

主交流接触器KM1与控制变压器3通过50A的整流桥连接有作为电机2制动器的电磁抱闸6。该整流桥两端分别电路连接有第二交流接触器KM2的常开开关KM2-1、KM2-2、KM2-3、KM2-4。

如图2所示，控制回路5包含并联连接的电源指示电路、运行指示电路、报警指示电路、门限控制电路、上电电路、运行电路、故障电路、刹车电路、上限位电路、上升控制电路、下降控制电路。

门限控制电路中电路连接有安全器开关、天窗开关、笼门开关和第五中间继电器K5。门限控制电路的第五中间继电器K5还并联连接有门限指示灯H3。

上电电路中串联连接有主交流接触器KM1、第四中间继电器K4常闭开关K4-2、旋钮SB6-2、SB3-2，以及板面急停按钮SB4-1和柜面急停按钮SB5-1。

运行电路设有第三中间继电器K3和第五中间继电器K5常开开关K5-1，并电路连接上电电路。

故障电路中串联连接有第四中间继电器K4，以及第四中间继电器K4常开开关K4-3。

刹车电路中串联连接有第二交流接触器KM2、第三中间继电器K3常开开关K3-2和第六中间继电器K6常开开关K6-1。

上限位电路中设有第七中间继电器K7。

上升控制电路和下降控制电路包含柜控和外控两种控制方式。

外控情况下，上升控制电路和下降控制电路由手柄控制，手柄用于控制上升开关SK1或下降开关SK2的通断。上升控制电路中设有第一中间继电器K1，下降控制电路中设有第二中间继电器K2。第一中间继电器K1的常闭开关K1-1与下降开关SK2串联连接在下降控制电路中，第二中间继电器K2的常闭开关K2-1与上升开关SK1串联连接在上升控制电路中。

柜控情况下，上升开关SK1或下降开关SK2由柜面按钮SB1和SB2代替，分别控制上升控制电路和下降控制电路的通断。

电源指示电路中设有电源指示灯H1。

运行指示电路中串联连接有运行指示灯H4和第三中间继电器K3常开开关K3-1。

报警指示电路中串联连接有报警指示灯H5和第四中间继电器K4常开开关K4-1。

如图3所示，为矢量控制型变频器1的信号端子接线示意图，控制型变频器1包含有电路连接在一起的上升信号端子、下降信号端子、解锁信号端子、故障信号端子、减速信号端子。

上升信号端子X1处接有第七中间继电器K7常开开关K7-1和第一中间继电器K1常开开关K1-2。

下降信号端子X2处接有第二中间继电器K2常开开关K2-2。

解锁信号端子X3处接有第七中间继电器K7常闭开关K7-2。

解锁信号端子X3和故障信号端子X4与上升信号端子X1、下降信号端子X2和减速信号端子X5之间接有第三中间继电器K3常开开关K3-3。

减速信号端子X5处接有第二中间继电器K2常开开关K2-4。

矢量控制型变频器1还包含有刹车信号端子Y1，其连接有第六中间继电器K6。

矢量控制型变频器1的信号端子B1和B2还电路连接有制动电阻4*15KW*12.5欧姆。

矢量控制型变频器1的R信号端子A和RC为故障输出。

矢量控制型变频器1的公共信号端子COM电路连接故障信号端子X4和解锁信号端子X3。

本发明还公开一种施工升降机用变频控制系统的控制方法，该方法包含以下步骤：

步骤1、极限开关4、过电流保护控制开关QF1闭合，控制变压器3得电，控制控制回路5的门限控制电路关闭升降机笼箱门，主交流接触器KM1工作，矢量控制型变频器1得电。

步骤2、控制升降机的升降，若控制上升则跳转到步骤3，若控制下降则跳转到步骤4。

步骤3、推动笼箱内操作面板上的上下升开关，手柄向上推动，使上升开关SK1导通，第一中间继电器K1工作，矢量控制型变频器1上升信号端子X1得到上升信号，输出端OUT PUT输出频率从0赫兹延时上升至50赫兹的正向交流电压给升降机电机2，同时输出24V直流电压，驱动第六中间继电器K6工作，使第二交流接触器KM2工作，升降机电机2的制动器（即电磁抱闸6）得电释放，电机2正向旋转，升降机向上运行。

放开操作手柄，上升开关SK1断开，矢量控制型变频器1失去上升信号，输出频率从50赫兹延时下降至0赫兹，直至断电，同时输出24V直流电压断电，第六中间继电器K6断电，第二交流接触器KM2停止工作，升降机电机2的制动器6失电制动，电机停止工作且制动，升降机停机；跳转到步骤5。

步骤4、当上下升开关的手柄向下推动时，下降开关SK2导通，第二中间继电器K2工作，矢量控制型变频器1下降信号端子X2得到下降信号，输出端OUT PUT输出频率从0赫兹延时上升至50赫兹的反向交流电压给升降机电机2，同时输出24V直流电压，驱动第六中间继电器K6工作，第二交流接触器KM2工作，升降机电机的制动器得电释放，电机反向旋转，升降机向下运行。

放开操作手柄，下降开关SK2断开，矢量控制型变频器1失去下降信号，输出频率从50赫兹延时下降至0赫兹，直至断电，同时输出24V直流电压断电，第六中间继电器K6断电，第二交流接触器KM2停止工作，升降机电机的制动器失电制动，电机停止工作且制动，升降机停机；跳转到步骤5。

在以上的每一个循环工作过程中，互相的时间间隙都由变频器中专用软件程序控制。

步骤5、升降机控制完成，跳转到步骤2，选择以上升或下降的方式启动升降机。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种施工升降机用变频控制系统，其特征在于，该系统包含：

极限开关（4），其连接在变频控制系统的电源输入端，控制变频控制系统的电源通断；

过电流保护控制开关（QF1），其电路连接在极限开关（4）接入变频控制系统的一端；

相序控制开关、主交流接触器（KM1）和控制变压器（3），其分别电路连接所述的过电流保护控制开关（QF1）；

矢量控制型变频器（1），其输入端电路连接所述主交流接触器（KM1），输出端电路连接施工升降机的电机（2）；

控制回路（5），其电路连接所述控制变压器（3）；

所述控制回路（5）包含并联连接的门限控制电路、上电电路、运行电路、故障电路、刹车电路、上限位电路、上升控制电路、下降控制电路；

所述门限控制电路中电路连接有安全器开关、天窗开关、笼门开关和第五中间继电器（K5）；上电电路中串联连接有主交流接触器（KM1）和第四中间继电器（K4）常闭开关K4-2；运行电路通过第三中间继电器（K3）和第五中间继电器（K5）常开开关（K5-1）电路连接上电电路；故障电路串联连接有第四中间继电器（K4）及其常开开关（K4-3）；刹车电路中串联连接有第二交流接触器（KM2）、第三中间继电器（K3）常开开关（K3-2）和第六中间继电器（K6）常开开关（K6-1）；上限位电路中设有第七中间继电器（K7）；

该上升控制电路和下降控制电路由手柄控制，手柄控制上升开关SK1或下降开关（SK2）的通断；上升控制电路中设有第一中间继电器（K1），下降控制电路中设有第二中间继电器（K2）；第一中间继电器（K1）的常闭开关（K1-1）与下降开关（SK2）串联连接在下降控制电路中，第二中间继电器（K2）的常闭开关（K2-1）与上升开关（SK1）串联连接在上升控制电路中；

所述矢量控制型变频器（1）包含有电路连接在一起的上升信号端子、下降信号端子、解锁信号端子、故障信号端子、减速信号端子；上升信号端子处接有第七中间继电器（K7）常开开关（K7-1）和第一中间继电器（K1）常开开关（K1-2）；下降信号端子处接有第二中间继电器（K2）常开开关（K2-2），解锁信号端子处接有第七中间继电器（K7）常闭开关K7-2；解锁信号端子和故障信号端子与上升信号端子、下降信号端子和减速信号端子之间接有第三中间继电器（K3）常开开关（K3-3）；减速信号端子处接有第二中间继电器（K2）常开开关（K2-4）；

矢量控制型变频器（1）还包含有刹车信号端子，其连接有第六中间继电器（K6）。

2.如权利要求1所述的施工升降机用变频控制系统，其特征在于，所述的控制变压器（3）通过整流桥连接有电磁抱闸（6），该电磁抱闸（6）作为电机（2）的制动器。

3.如权利要求1所述的施工升降机用变频控制系统，其特征在于，所述的矢量控制型变频器（1）还电路连接有制动电阻。

4.如权利要求1所述的施工升降机用变频控制系统，其特征在于，所述的控制变压器（3）还电路连接有电阻风机电源，该电阻风机电源电路连接风机。

5.如权利要求1所述的施工升降机用变频控制系统，其特征在于，所述的控制变压器（3）还串联连接有照明旋钮和笼内照明灯。

6.如权利要求1所述的施工升降机用变频控制系统，其特征在于，所述的控制变压器（3）还电路连接有启动铃。

7.如权利要求1所述的施工升降机用变频控制系统，其特征在于，所述的控制回路（5）还包含并联连接的电源指示电路、运行指示电路、报警指示电路；

电源指示电路中设有电源指示灯（H1）；

运行指示电路中串联连接有运行指示灯（H4）和第三中间继电器（K3）常开开关（K3-1）；

报警指示电路中串联连接有报警指示灯（H5）和第四中间继电器（K4）常开开关（K4-1）。

8.如权利要求1或7所述的施工升降机用变频控制系统，其特征在于，所述的门限控制电路的第五中间继电器（K5）还并联连接有门限指示灯（H3）。

9.一种如权利要求1至8中任意一项权利要求所述施工升降机用变频控制系统的控制方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤1、极限开关（4）、过电流保护控制开关（QF1）闭合，控制变压器（3）得电，控制控制回路（5）的门限控制电路关闭升降机笼箱门，主交流接触器（KM1）工作，矢量控制型变频器（1）得电；

步骤2、控制升降机的升降，若控制上升则跳转到步骤3，若控制下降则跳转到步骤4；

步骤3、上升开关（SK1）导通，第一中间继电器（K1）工作，矢量控制型变频器（1）上升信号端子得到上升信号，输出端输出频率从0赫兹延时上升至50赫兹的正向交流电压给升降机电机，同时驱动第六中间继电器（K6）工作，使第二交流接触器（KM2）工作，升降机电机（2）的制动器得电释放，电机（2）正向旋转，升降机向上运行；

上升开关（SK1）断开，矢量控制型变频器（1）失去上升信号，输出频率从50赫兹延时下降至0赫兹，直至断电，同时第六中间继电器（K6）断电，第二交流接触器（KM2）停止工作，升降机电机（2）的制动器失电制动，电机停止工作且制动，升降机停机；跳转到步骤5；

步骤4、下降开关（SK2）导通，第二中间继电器（K2）工作，矢量控制型变频器（1）下降信号端子得到下降信号，输出端输出频率从0赫兹延时上升至50赫兹的反向交流电压给升降机电机2，同时驱动第六中间继电器（K6）工作，第二交流接触器（KM2）工作，升降机电机的制动器得电释放，电机反向旋转，升降机向下运行；

下降开关（SK2）断开，矢量控制型变频器（1）失去下降信号，输出频率从50赫兹延时下降至0赫兹，直至断电，同时第六中间继电器（K6）断电，第二交流接触器（KM2）停止工作，升降机电机的制动器失电制动，电机停止工作且制动，升降机停机；跳转到步骤5；

步骤5、升降机控制完成，跳转到步骤2。

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