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自动扶梯曳引机由静态元件供电的拖动线路及其PLC控制(上)

时间:2015-03-18   作者:2015-11-09  【原创】       阅读

自动扶梯曳引机由静态元件供电的拖动线路及其PLC控制(上)

 

陈洁

 

自动扶梯和自动人行道曳引机的交流或直流电动机由静态元件供电,应采用下述两种方法之一。其一是由两个独立的接触器切断电动机电流;当自动扶梯或自动人行道停止时,如果其中任一接触器的主触点未打开,则自动扶梯或自动人行道应不能重新起动。其二是也可采用一个由以下元件组成的系统:切断各相(极)电流的接触器,当自动扶梯或自动人行道停止时,如果接触器未释放,则自动扶梯或自动人行道应不能重新起动;用来阻断静态元件中电流流动控制装置;用来检验自动扶梯或自动人行道每次停止时电流阻断情况的监控装置,在正常停止期间,如果静态元件未能有效阻断电流的流动,监控装置应使接触器释放并应防止自动扶梯或自动人行道重新起动。

分析GB16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》(以下简称“新标准”)中的规定,可以理解为根据电源接触器的控制是否与静态元件控制相关联,来决定放置电源接触器的数量:情况1,切断供电电源的接触器的控制,独立于静态元件的控制和监测的,则线路中必须使用与电源直接供电一样的两个独立接触器来切断。情况2,切断供电电源的接触器的控制,与静态元件的电流控制和监测相关联的,那么在线路中可以使用一个接触器来切断。

对于由静态元件供电的就是在主机与电源之间接有电力电子开关器件,这些器件主要有晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。现在最普遍使用的是由绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成的变频器。文章讨论采用变频器驱动主机的线路型式,给出了一种优选的以两个电源接触器切断曳引机电流的线路及其PLC控制电路。

    一、 变频器简介

微电子技术和电力电子技术的快速发展,使得变频器的应用已相当普遍。自动扶梯或自动人行道主机也越来越多地采用变频器作为的驱动。变频器通常由整流单元、逆变单元、制动单元、可配置控制单元等组成,图1变频器驱动电机的通用线路,可以通过对变频器的配置,实现面板起停控制、端子起停控制、通讯起停控制;固定速度、多段速切换、模拟量调速的运行。[2]在自动扶梯或自动人行道中,通常使用端子起停、多段速切换控制。

 

                                                图1 

   二、两个独立接触器切断电路

   1.一次电路

当曳引主机供电的电源接触器控制与静态元件的控制和检测不存在关联时,必须使用两个独立的接触器进行电源的分断。而在“新标准”中并没有规定该两个接触器放置与静态元件的位置,因此由静态元件供电的使用两个独立接触器串接在电源与自动扶梯主机供电线路中进行分断电源,接触器的放置位置有3种方式。其一是两个接触器都放在静态元件的前面,该线路如图2(a)所示,其二是两个接触器都放在静态元件的后面,该线路如图2(b)所示,其三是两个接触器在静态元件的前后各放置一个,该线路如图2(c)所示。图中省略了电抗器和滤波器。

 

(a)

 

(b)

 

(c)

2

    图2(b)线路是电梯主机驱动的一种典型线路,该线路虽然符合“新标准”中对曳引主机电源控制的规定,但未考虑变频器自身供电电源的控制要求。若变频器出现故障,如输出失控,很可能会使故障扩大损坏变频器。对于电梯来说,由于电梯在投运期间轿厢的运动方向时常在改变,而串接在变频器电源输入侧的接触器应避免进行频繁上下电或进行直接起动操作,权衡两种情况才采用图2(b)所示线路的。但对于自动扶梯或自动人行道来说,不存在运行方向的频繁改变,按照变频器的使用要求故不宜采用。

2(a)(c)符合通用变频器的驱动线路要求,也符合“新标准”的要求。这两款线路中,起动时,两电源接触器“KMDY1”和“KMDY2”吸合后才能起动变频器;停止时,关闭了变频器后才可断开“KMDY1”和“KMDY2”;两电源接触器的动作先后并不重要。考虑到在某种突发事件出现时须尽快切断主机的电源,建议优先采用图2(c)所示线路。

   2. 接触器控制要求

2(a) 所示电路中对电源接触器的动作要求如上一节所述。

2(c)所示电路中对电源接触器“KMDY1”和“KMDY2”的动作时序有一定的要求,不能用“KMDY1”进行直接起动操作;当电机“M”投入运行时,必须先使“KMDY2”吸合后,再使“KMDY1”吸合,然后才起动变频器。停止则相反,先关闭变频器,再切断“KMDY1”,最后断开“KMDY2”。

    为了防止“KMDY1”或“KMDY2”在停止状态下未释放而允许再起动,建议将“KMDY1”和“KMDY2”的辅助触头相串联后串接入变频器的运行控制的电源回路中。以防止电源接触器主触头未打开的再起动。

 三、单个接触器切断电路

    与静态元件控制相关联的由单个独立接触器串接在静态元件与自动扶梯主机供电线路中进行切断电源,接触器的放置位置有2种方式。其一是电源接触器“KMDY”放在静态元件的前面,该线路如图3(a)所示,其二是电源接触器“KMDY”放在静态元件的后面,该线路如图3(b)所示,图中静态元件IVT控制端子与电源接触器“KMDY”之间的虚线表示存在控制关联。

 

(a)

 

(b)

3

从图中可以看出,图3(b)中电源接触器的控制虽然与变频器相关联,但与图2(b)线路具有同样的缺陷,故也不宜采用,应优先采用图3(a)所示电路。

通过分析和讨论,可知自动扶梯主机由静态元件供电时,有3种线路可选择,即图2(a)、图2(c)、图3(a)

 

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