台达门机专用变频器的应用研究

摘要：通过介绍台达电梯门机专用变频器在电梯系统的应用技术，论述电梯门机自动化基础原理。
    关键字：电梯 门机 专用变频器
    1 引言
    电梯是高层楼宇、公用建筑以及工矿企业中不可或缺的乘运工具。电梯门是电梯系统的出入通道。自动化电梯门的安全稳定精确运行性能是评价电梯系统功能和划分电梯等级的重要技术指标。中国国家标准GB7588-1995《电梯制造与安装安全规范》强制规范包括电梯门机在内的电梯系统制造安装质量。电梯门驱动控制系统的使用安装数量巨大，是现代建筑的重要自动化技术。
    2 门机系统
    电梯门机是用来控制驱动电梯厅门和轿门的开闭动作的机电一体化伺服系统。对于一部电梯而言，门机数目=厅门（楼层）数目＋1（轿门）。
    门机系统由电机驱动机构和电气控制系统组成。广泛使用的自动门机采用电机为动力，通过减速机构和开门机构带动轿厢门做开闭运动。减速机构由两级三角带传动减速，第二级减速的带轮就是曲柄轮，其通过连杆和摇杆带动轿厢左右两扇门运动，曲柄轮顺，逆时旋转180度，能使左右两扇门同时开启或闭合。电梯门分轿厢门与厅门两部分。轿厢门有门机马达、到位开关、门锁开关、安全光电等，厅门电气上有门锁开关信号，在轿厢门带动下开启关闭。
    先进的门机系统使用变频门机与旋转编码器等组成运动控制系统。变频器控制交流异步电机驱动开门机。控制器采用具有通讯功能的PLC控制技术，为电梯智控制技术的升级提供广阔的空间。
    3 台达门机控制驱动系统
    传统的变频门机电控方式是控制器+变频器结构。台达针对电梯门的特点，开发了VFD004M21W-D门机专用系统，台达门机专用变频器是根据电梯门机特点而专门制造，主要应用于电梯自动门及各种自动门的控制场合。台达门机专用系统一体化集成控制器的变频器，如图片1所示。VFD004M21W-D可以为电梯制造商和建筑业主节省成本和安装空间。  

图1台达一体化专用门机控制驱动器  

图2台达门机控制系统电气原理

    3.1VFD004M21W-D应用设计
    FD004M21W-D门机控制系统电气原理参见图2。开关门机械挡块在2个极限位置内左右移动，由于挡块上安装一颗永磁铁；当挡块在不同的位置，4个双稳态开门状态相应输出4个不同的信号，此4组信号输入给变频器。变频器从而判断门的当前位置，给出对应的速度矢量驱动曲线，控制门机执行开门到位、开门减速、开门加速、关门加速、关门减速、关门到位等运动动作。速度矢量驱动曲线如图3所示。开门时序如图4所示。关门时序如图5所示。
    图2中，FWD(关门启动)可以做到脉冲信号控制；REV(开门启动)可以做到脉冲信号控制。
    3.2VFD004M21W-D参数设置
    （1）00-09----5：控制模式四，专为双稳态开关控制模式。
    （2）00-12----1：运转信号由外部端子有效。
    （3）02-01----1.7：电机额定电流（A）
    (4)02-02----0.68:电机无载电流(A)
    (5)02-04----6:电机级数
    （6）时间设定：开门加速时间；开门减速时间；开门保持力矩（根据电机而调整）；开门到位至保持转矩准位设定（根据电机而调整）；开门力矩保持时间；关门加速时间；关门减速时间；关门保持力矩（根据电机而调整）；关门到位至保持转矩准位设定（根据电机而调整）；关门力矩保持时间。
    （7）多段速设定：MI1；MI2；MI3；MI4；MI5（多光幕信号）；关门到位；开门到位。     

图3速度矢量驱动曲线

图4开门时序


图5关门时序图

    4 结束语
    台达一体化电梯门机控制器大大简化了门机的机械结构。采用的传动电机结构简单、免维护、使用寿命长，实现了门机的全电动控制。在几万次的可靠性试验中无故障发生，用户反映良好。