变频技术在客运索道上的设计应用

变频技术在客运索道上的设计应用

摘要: 主要介绍了变频技术在客运索道上的设计与应用。分析了变频技术在索道业的发展趋势, 介绍了电动机、变频器及制动电阻的设计选择思路, 并给出了该技术在索道中的具体应用实例。随着我国索道业的不断发展, 对索道的制造质量和技术水平要求也越来越高。索道的各个传动机构所采用的方式、控制系统的技术水平、用户的可操作性和可维护性、游客的乘坐舒适感等方面体现了索道的技术

水平。我国的索道业从1998年才把PLC与变频技术应用于索道电气控制, 索道总体技术水平低, 自主创新能力不强, 远远落后于国外索道术。

关键词: 电动机; 变频技术; 制动电阻

中图分类号: U18; TN77 文献标识码: A

Design and App lication of

Inverter Technology in Passenger Ropeway

( Institute of Automation, Shandong Academy of Sciences, J inan 250014, China )

Abstract: We ana lyze the deve lopment tendency of invertr technology in ropew ay industry. We alsopresent the design

idea of motor, inverter and brak ing resistor. W e finally present som e spec ificapp lication instances of inverter techno logy in a ropew ay.

Key words: motor; inverter technology; brak ing resistor

一、引言

随着我国索道业的不断发展, 对索道的制造质量和技术水平

要求也越来越高。索道的各个传动机构所采用的方式、控制系统的技术水平、用户的可操作性和可维护性、游客的乘坐舒适感等方面体现了索道的技术水平。我国的索道业从1998年才把PLC与变频技术应用于索道电气控制, 索道总体技术水平低, 自主创新能力不强, 远远落后于国外索道技术。

由于现代系统集成和数字控制的发展。对索道系统的要求越来越向着精确控制，数字化控制的方向发展，对系统提出了越来越人性化的要求，要求系统的运行更加稳定，平稳，通过计算机监控实现静态上下车，精确定位防止越位，安全舒适等人性化的要求。而且在当今能源紧缺的时代对系统的工作效益也提出了要求。

然而在系统集成和数字化的控制中，以往对索道驱动部份的启

动方式和调速方式均无法和现代的系统集成和数字控制相对接。随着现代全数字化交流变频技术的几代发展，在系统集成和数字化控制中，交流变频调速方式的数字化，精确化，集成化和免维护的特点正合需求。

二、 变频技术在索道行业中的发展趋势

我国上世纪90年代建设的索道大部分驱动电机采用的是绕线式

异步电动机, 或者是直流电机。采用直流驱动的控制方式成本较高,

而绕线式异步电动机一般采用转子串电阻或频敏变阻器的启动方式, 此种启动方式启动电流大, 对电网有较大的冲击, 对电网容量要求高。该系统在变速过程中所产生的机械冲击的大小将直接影响索道结构件的疲劳损伤程度, 对设备损害大, 尤其是在启动和停止时的机械冲击对减速机损害较大, 严重时会把减速机的齿轮损坏, 缩短了设备的使用寿命。同时这种控制方式在索道运行过程中速度不可调节, 给某些游客上下车带来不便。传统控制方式在技术上落后, 其制造成本以及使用性能等方面也存在一些问题。所以, 需要我们寻求更理想的新的调速控制技术。随着变频技术的发展, 这项技术不断地被人们所认识, 它以绝对的优势超越了其它调速方案, 其优点较为突出, 如: 零速抱闸, 对制动器无磨损; 任意低的运行速度, 方便游客的上下车; 速度的平滑过渡, 对机构和结构件无冲击, 提高了索道的运行安全性; 极低的启动电流, 减轻了用户电网扩容的负担; 几乎任意宽的调速范围, 提高了索道的工作效率; 节能的调速方式, 减少了系统运行能耗; 单速的鼠笼电动机保证了机构的运行可靠性。变频调速技术在我国索道传动结构的应用已经有10年左右的时间, 取得了一些成功的应用经验。随着变频器价格的不断降低, 及可靠性的不断提高,变频技术一定能在索道上得到广泛应用。变频调速技术取代转子串电阻或频敏变阻器的技术方式和直流调速技术是大势所趋。

三、变频调速原理及控制方式选择：

1、调速原理：

变频调速是电机调速的主要技术。交流电动机转速的表达式

为：

n=60f(1 s) p

其中：f——定子供电电源的频率

p——电动机的极对数

s——电动机的转差率。

由上式可知，当平滑地改变f时，n也可得到平稳的改变。所

以，变频调速技术的关键是如何获得频率可变的大功率供电电源。

2、（V/f）恒定控制

m E1x

4.44kEfxN

m——主磁通

E1X——电动势

Fx——频率

KE——比例常数

N——每相绕组匝数

当一台电机制造完毕后其kE、N均为常数，故：

m E1x

4.44kEfxN=const

在电动机内，额定频率时，定子绕组的阻抗压降ΔU=I1zZ1，Z1

为定子绕组的阻抗，包括电阻r1和漏磁电抗x1所占比例甚小，忽略不计，所以电动势与电源相电压相平衡：

U1x≈E1X

即U1x

fx=const

由此可见，变频的同时也必须变压，故称为V/f恒定控制。

因交流电动机是个多变量、强耦合和非线性被控对象，仅用电

压/频率（V/f）恒定控制， 可控性和精确性仍然满足不了现代集成系统中数字化控制中的精度要求。

3、二象限运行 …… 此处隐藏：4396字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……