摘要：本文介紹了S120驅動永磁同步電機在電梯中的應用
，闡述了電梯控製係統的組成及特點，S120驅動永磁同步電機用於電梯提升的調試方法。電梯永磁同步電機使用S120驅動具有良好的動靜態特性，滿足係統的要求，在實際應用中取得了良好的效果。

關鍵詞：永磁同步電機  S120  電梯驅動  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、設計、製造、銷售、安an裝zhuang及ji維wei修xiu服fu務wu的de專zhuan業ye化hua現xian代dai化hua企qi業ye
，也ye是shi西xi門men子zi公gong司si在zai電dian梯ti行xing業ye重zhong要yao的de戰zhan略lve合he作zuo夥huo伴ban。西xi德de電dian梯ti一yi直zhi倡chang導dao質zhi量liang第di一yi的de理li念nian，並bing致zhi力li於yu不bu斷duan技ji術shu創chuang新xin
，逐zhu步bu成cheng為wei電dian梯ti行xing業ye內nei具ju有you技ji術shu先xian導dao的de強qiang大da競jing爭zheng力li企qi業ye。客ke戶hu原yuan先xian使shi用yong西xi威wei和he施shi耐nai德de的de變bian頻pin器qi驅qu動dong電dian梯ti主zhu提ti升sheng永yong磁ci同tong步bu電dian機ji，客ke戶hu為wei了le提ti高gao自zi身shen產chan品pin的de競jing爭zheng力li

，希xi望wang使shi用yong西xi門men子zi變bian頻pin器qi驅qu動dong電dian梯ti主zhu提ti升sheng電dian機ji。

二

、係統的工作原理及組成部分

1
、係統組成部分

diantishiyizhongyidiandongjiweidonglidechuizhishengjiangji
，zhuangyouxiangzhuangdiaocang，yongyuduocengjianzhuchengrenhuozaiyunhuowu。yeyinshengliangduanfenbielianzhejiaoxiangheduizhong，chanraozaiyeyinlunhedaoxianglunshang，yeyindiandongjitongguojiansuqibiansuhoudaidongyeyinlunzhuandong，kaoyeyinshengyuyeyinlunmocachanshengdeqianyinli
，shixianjiaoxiangheduizhongdeshengjiangyundong

，dadaoyunshumude。

電梯係統組成：

曳引係統：曳引係統的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。曳引係統主要由曳引機
、曳引鋼絲繩，導向輪
，反繩輪組成。

導向係統：daoxiangxitongdezhuyaogongnengshixianzhijiaoxiangheduizhongdehuodongziyoudu，shijiaoxiangheduizhongzhinengyanzhedaoguizuoshengjiangyundong。daoxiangxitongzhuyaoyoudaogui
，daoxuehedaoguijiazucheng。

轎廂：轎廂是運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。

門係統：門係統的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門係統由轎廂門，層門
，開門機，門鎖裝置組成。

重量平衡係統：xitongdezhuyaogongnengshixiangduipinghengjiaoxiangzhongliang
，zaidiantigongzuozhongnengshijiaoxiangyuduizhongjiandezhongliangchabaochizaixianezhinei，baozhengdiantideyeyinchuandongzhengchang。xitongzhuyaoyouduizhonghezhongliangbuchangzhuangzhizucheng。

電力拖動係統：電(dian)力(li)拖(tuo)動(dong)係(xi)統(tong)的(de)功(gong)能(neng)是(shi)提(ti)供(gong)動(dong)力(li)，實(shi)行(xing)電(dian)梯(ti)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)。電(dian)力(li)拖(tuo)動(dong)係(xi)統(tong)由(you)曳(ye)引(yin)電(dian)動(dong)機(ji)，供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)，速(su)度(du)反(fan)饋(kui)裝(zhuang)置(zhi)，電(dian)動(dong)機(ji)調(tiao)速(su)裝(zhuang)置(zhi)等(deng)組(zu)成(cheng)。

電氣控製係統：電氣控製係統的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控製。電氣控製係統主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控製屏(櫃)，平層裝置


，選層器等組成。

安全保護係統：保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發生。由電梯限速器、安全鉗、夾繩器
、緩衝器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限製裝置
、限位開關裝置組成。

本文主要介紹電力拖動係統

2、電力拖動係統

電力拖動係統由曳引電動機，供電係統，速度反饋裝置
，電動機調速裝置等組成。

曳引係統主要驅動部分曳引機可分為有齒輪曳引機和無齒輪曳引機。

有齒輪曳引機：由電動機
、製動器、減速箱、盤車裝置及底座等組成
，還有旋轉編碼器、熱保護
、製動器閉合確認開關、接線裝置。主要機型為蝸輪蝸杆傳動曳引機。

無齒輪曳引機：由電動機
、製動器
、盤車裝置及底座等組成，還有旋轉編碼器、熱保護
、製動器閉合確認開關、接線裝置。主要機型為永磁同步無齒輪曳引機。

                     

                                   有齒輪傳動曳引機                                          永磁同步無齒輪曳引機

yongcitongbudianjiqudongdewuchilunyeyinji，youyucaiyongwuchilunyeyinjishu
，shengquelechuantongdewolunwoganjiansuqi，shijifangzaoyindadajiangdi，jiaoyouchilunchanpinkejianxiaozaoyin10分貝以上；無wu需xu潤run滑hua油you
，根gen除chu了le油you汙wu染ran，更geng符fu合he環huan保bao要yao求qiu。永yong磁ci同tong步bu電dian動dong機ji轉zhuan子zi由you高gao性xing能neng永yong磁ci體ti構gou成cheng，無wu勵li磁ci電dian流liu，大da大da地di提ti高gao電dian動dong機ji的de運yun行xing效xiao能neng。由you於yu蝸wo輪lun蝸wo杆gan的de機ji械xie傳chuan遞di效xiao率lv比bi較jiao低di，所suo以yi永yong磁ci同tong步bu無wu齒chi輪lun驅qu動dong係xi統tong比bi蝸wo輪lun蝸wo杆gan傳chuan動dong係xi統tong具ju有you更geng高gao的de效xiao率lv，降jiang低di電dian力li耗hao能neng。在zai安an全quan方fang麵mian
，因yin為wei其qi結jie構gou簡jian單dan、juyougangxingzhizhouzhidongdengtedian，zaitigongquanshishangxiaxingchaosubaohugongnengdetongshi，keliyongyongcitongbudiandongjidefanxiangfadiandetedian
，weidiantixitongyuchengketigongduocengbaohu。zaiyingyongfangmian，yinweiyongcitongbuyeyinjiwaixingdexiaoxinghuajiboxinghuatedian，shidiantipeizhiyujianzhuwujianzhenghekongjiandedapeixingdadatisheng，weijianzhushejishitigonggengdadedanxingshejikongjian，tongshiyejianjiedegaishanlerenduijianzhuwukongjiandeshiyonglvyushiyongzhiliang。xianzaishichangshangzhuliudechuizhidiantidoushiyongyongcitongbuyeyinji。    

yinweishangshuyongcitongbuwuchilunyeyinjixiangduiyuchuantongdeyouchilunchuandongyeyinjideyoudian，jinxienianlaiyongcitongbuwuchilunyeyinjizaidiantixingyetuiguanghenkuai。muqianguoneizairendiantizhong，wuchilunyeyinjideshiyonglvyida60%左右，國內目前的客梯年產量為20萬台，無齒輪曳引機的年銷量達12萬台，總產值有20億左右。

三
、電力拖動係統控製方案及調試

1
、 電機參數及配重的選擇

    電梯曳引機選用江蘇西德電梯有限公司生產的無齒輪永磁同步電梯曳引機。

        主要電機參數：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           工作製  S5  40%

注： S5工作製 包括電製動的斷續周期工作製：按一係列相同的工作周期運行，每一周期包括一段起動時間、一段恒定負載運行時間、一段快速電製動時間和一段斷能停轉時間。

   電梯配重的計算，配重是一種平衡體，其質量應選擇大約跟電梯廂(包括平均塔載的乘客)的(de)質(zhi)量(liang)相(xiang)等(deng)。當(dang)起(qi)動(dong)電(dian)動(dong)機(ji)時(shi)，它(ta)隻(zhi)需(xu)要(yao)供(gong)給(gei)提(ti)升(sheng)多(duo)搭(da)載(zai)的(de)乘(cheng)客(ke)上(shang)升(sheng)或(huo)少(shao)搭(da)載(zai)的(de)乘(cheng)客(ke)下(xia)降(jiang)的(de)動(dong)力(li)。其(qi)餘(yu)的(de)重(zhong)力(li)由(you)配(pei)重(zhong)來(lai)平(ping)衡(heng)。按(an)照(zhao)國(guo)家(jia)標(biao)，出(chu)現(xian)電(dian)梯(ti)裏(li)麵(mian)坐(zuo)滿(man)40%-50%額定載荷的人的概率最大，這樣最經濟的情況下應該是對重的重量等於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係數。本樣機中的動平衡係數約為45%，且懸掛方式為2/1
，則：

正常運行時的最大扭矩M按照超載10%來計算，

        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為平衡係數，

ψ=0.45。

2、電力拖動係統方案

    曳引機驅動係統的要求：

1、驅動永磁同步電機，實現閉環矢量控製。

2
、西德電梯永磁同步電機的編碼器為海德漢 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，此信號輸出到電梯控製主板監控電梯實際速度。

4
、為保證電梯乘坐舒適性，速度環比例積分根據實際速度切換。

5
、變頻器脈寬調製頻率需要8KHz,達到降低電機運行噪音的目的。

   基於西門子S120可以提供以下兩個方案，

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

方案2：S120 CU310-2DP+SMC20+PM340+編碼器信號轉換器

方案1中，西門子提供了整個電力拖動係統，S120為了實現變頻器TTL模擬信號的輸出
，選擇了TM41選件，且需要選配CU320-2DP做為變頻器的控製單元。相對於方案1，方案2的(de)優(you)點(dian)是(shi)曳(ye)引(yin)機(ji)驅(qu)動(dong)變(bian)頻(pin)器(qi)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)

，在(zai)實(shi)現(xian)拖(tuo)動(dong)功(gong)能(neng)的(de)同(tong)時(shi)，大(da)大(da)節(jie)省(sheng)了(le)曳(ye)引(yin)同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)的(de)成(cheng)本(ben)。選(xuan)用(yong)了(le)可(ke)靠(kao)的(de)第(di)三(san)方(fang)編(bian)碼(ma)器(qi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)，變(bian)頻(pin)器(qi)隻(zhi)負(fu)責(ze)驅(qu)動(dong)永(yong)磁(ci)同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)實(shi)現(xian)閉(bi)環(huan)矢(shi)量(liang)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)，TTL差分5V信號通過編碼器信號轉換器直接輸出到電梯控製主板，調試簡單。

3、電力拖動係統選型

因(yin)為(wei)在(zai)電(dian)梯(ti)提(ti)升(sheng)係(xi)統(tong)中(zhong)，用(yong)於(yu)電(dian)梯(ti)的(de)永(yong)磁(ci)無(wu)齒(chi)同(tong)步(bu)曳(ye)引(yin)機(ji)根(gen)據(ju)電(dian)梯(ti)行(xing)業(ye)經(jing)驗(yan)直(zhi)接(jie)提(ti)供(gong)負(fu)載(zai)重(zhong)量(liang)和(he)運(yun)行(xing)線(xian)速(su)度(du)。關(guan)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)，需(xu)要(yao)對(dui)應(ying)同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)功(gong)率(lv)的(de)選(xuan)擇(ze)重(zhong)載(zai)功(gong)率(lv)，客(ke)戶(hu)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)提(ti)供(gong)了(le)變(bian)頻(pin)器(qi)功(gong)率(lv)和(he)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)功(gong)率(lv)。但(dan)是(shi)為(wei)了(le)達(da)到(dao)降(jiang)低(di)電(dian)機(ji)運(yun)行(xing)噪(zao)音(yin)的(de)目(mu)，變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)製(zhi)頻(pin)率(lv)需(xu)要(yao)增(zeng)加(jia)到(dao)8KHz
，因此需要考慮實際變頻器因脈寬調製頻率增大而造成的輸出電流降容。當變頻器的脈寬調製頻率需要增加到8KHz時
，變頻器允許的持續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： “脈衝頻率-輸出電流”函數圖

客戶主要選擇第三方製動電阻
，在S120功率單元PM340有對製動電阻阻值的要求，即客戶選擇的製動單元阻值不能小於PM340功率單元允許的最小阻值要求
，如果選擇的製動單元阻值小於功率單元允許的阻值
，會導致PM340內置的製動單元損壞。

4
、第三方永磁同步電機的調試及優化

磁極位置識別：

S120驅qu動dong永yong磁ci同tong步bu電dian機ji需xu要yao進jin行xing磁ci極ji位wei置zhi識shi別bie功gong能neng來lai確que定ding同tong步bu電dian機ji的de電dian氣qi磁ci極ji位wei置zhi，在zai磁ci場chang定ding向xiang控kong製zhi中zhong需xu要yao該gai位wei置zhi。所suo以yi對dui於yu帶dai未wei校xiao準zhun編bian碼ma器qi的de電dian機ji，隻zhi需xu要yao進jin行xing一yi次ci性xing磁ci極ji位wei置zhi識shi別bie，相xiang比bi較jiao客ke戶hu原yuan先xian使shi用yong施shi耐nai德deATV71L, 因為ATV71L不能接入編碼器C, D信號
，每次變頻器上電第一次運行會自動執行磁極位置識別，從而引起電梯產生較大的震動，降低了電梯的舒適性
，而本樣機中S120驅動沈陽藍光永磁同步電機，編碼器為海德漢ERN1387
， 帶有C，D 信號，所以隻需在電梯調試時執行一次磁極位置識別
，之後運行不會出現ATV71L的情況，保證了電梯運行的舒適性。

磁極位置識別主要步驟：

1. 通過 p1980 選擇一個識別方法

2. 設置 p1990 = 1，啟動一次性磁極位置識別

實際的磁極位置識別過程，電機至少旋轉360゜

實際磁極位置識別方法應滿足以下補充條件：

轉速設定值 = 0 或靜止狀態

電機能夠自由旋轉，垂直負載脫開       

抱閘設置：

          

電機抱閘參數設置

    P1215=3: 電機抱閘同順序控製，通過 BICO 連接。P1216 電機抱閘打開時間，抱閘通電後（打開抱閘），轉速/ 速度設定值在該時間內保持為零，之後使能轉速/ 速度設定值。P1217 電機抱閘閉合時間, 在執行 OFF1 或 OFF3、給抱閘斷電（閉合抱閘）後，驅動在該時間仍處於閉環控製中，轉速/速度設定值為零，在該時間屆滿後刪除脈衝。如果設置的閉合時間比實際閉合時間短，則可能會使負載滑落
；而如果閉合時間設得太大，控製閉環會施加反作用在抱閘上
，縮短抱閘使用壽命。

抱閘控製時序

轉矩限製：

zhuanjuxianzhishiyunxudezuidazhuanju，zhenduidianjidiandongyunxinghehuikuiyunxingshezhibutongdezhuanjuxianzhi，qieyouzhuanjuxianzhi，dianliushezhihegonglvxianzhigongtongjueding。xuyaoquerenshedingdehuikuigonglvshifoumanzudianjihuikuiyunxing。

轉矩限製

變頻器控製信號設定：

本樣機中變頻器速度給定值通過二進製選擇的固定頻率給定實現。

固定頻率給定二進製選擇

   變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)故(gu)障(zhang)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)連(lian)接(jie)到(dao)電(dian)梯(ti)控(kong)製(zhi)主(zhu)板(ban)
，因(yin)為(wei)在(zai)係(xi)統(tong)上(shang)電(dian)時(shi)
，電(dian)梯(ti)的(de)控(kong)製(zhi)主(zhu)板(ban)啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian)比(bi)變(bian)頻(pin)器(qi)時(shi)間(jian)要(yao)短(duan)，當(dang)變(bian)頻(pin)器(qi)沒(mei)有(you)準(zhun)備(bei)好(hao)，電(dian)梯(ti)控(kong)製(zhi)主(zhu)板(ban)提(ti)前(qian)啟(qi)動(dong)變(bian)頻(pin)器(qi)，有(you)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)意(yi)外(wai)發(fa)生(sheng)，所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)故(gu)障(zhang)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)取(qu)反(fan)後(hou)發(fa)送(song)到(dao)電(dian)梯(ti)控(kong)製(zhi)主(zhu)板(ban)。當(dang)變(bian)頻(pin)器(qi)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)後(hou)才(cai)能(neng)把(ba)故(gu)障(zhang)信(xin)號(hao)取(qu)反(fan)發(fa)送(song)出(chu)去(qu)
，所(suo)以(yi)變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)的(de)情(qing)況(kuang)才(cai)會(hui)發(fa)出(chu)常(chang)1信號，當變頻器斷電或者變頻器故障時
，電梯控製主板不能接收到這個常1信號，就認為變頻器不具備啟動條件，整個電梯係統無法正常運行。

電梯運行舒適性設置：

為了滿足乘客乘坐電梯時舒適性的要求
，需要通過擴展斜坡函數發生器和轉速控製器適配來實現。

擴kuo展zhan的de斜xie波bo函han數shu發fa生sheng器qi提ti供gong電dian機ji啟qi動dong加jia速su過guo程cheng中zhong的de起qi始shi圓yuan弧hu和he結jie束shu圓yuan弧hu，實shi現xian了le速su度du的de平ping穩wen過guo渡du，在zai電dian梯ti整zheng個ge加jia減jian速su過guo程cheng中zhong實shi現xian變bian加jia速su度du的de功gong能neng，在zai電dian梯ti啟qi動dong瞬shun間jian和he快kuai加jia速su到dao達da給gei定ding速su度du時shi，減jian小xiao了le電dian梯ti運yun行xing加jia速su度du，提ti高gao了le電dian梯ti乘cheng坐zuo的de舒shu適shi性xing,避免了電梯從靜止狀態突然啟動和電梯加速到設定速度時的衝擊。

帶初始和結束圓弧的斜波發生器

   速度控製器Kp_n/ Tn_n適配，首先電梯啟動時
，因為電梯是垂直軸
，需要較大的Kp_n和較小的Tn_n，當電梯速度變大時，為了保證電梯的舒適性，需要調小電機運行的動態響應，讓速度環特性變軟，即調小Kp_n和增大Tn_n。速度控製器Kp_n/ Tn_n適配實現了根據電梯運行速度切換速度控製器Kp_n/ Tn_n的功能。相對於基於電梯運行速度切換速度控製器KP_n/ Tn_n
，S120速度控製器KP_n/ Tn_n適配功能更加靈活
，實現了Kp_n/ Tn_n的平滑調整。

速度控製器Kp_n/ Tn_n適配

電梯提升的優化：

S120驅動曳引同步電機
，首先采用 P1910 進行電機數據識別（靜態測量）。空載時進行編碼器識別得到磁極，得到P431換向角偏移，不接入負載
，通過P1960選擇2，進行帶編碼器的旋轉檢測得到更準確的飽和特性曲線。在電機沒有更換及編碼器安裝沒有移動的前提下
，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。

 jiyuzhiqiandeyouhuazhunbeigongzuo
，jierufuzai，yeyinjiguashangjiaoxianghepeizhong，genjuzhiqiandiantipeizhongdexuanze，zaijiaoxiangkongzhideqingkuangxia
，yeyinjideyouxiaofuzaiyueweiedingfuzaide50%


，基本達到了電梯運行的最大負載
，啟動電梯下行，電機運行在電動狀態，出現溜車現象
，S120報故障F7412（驅動：換向角出錯）。但在接入負載之前多次進行了磁極位置識別
，得到的P431換向角偏移基本相同，且在曳引電機空載時可以正常運行，所以可以排除是因為換向角偏移角度錯誤的原因，根據手冊關於F7412的故障說明中提到可能是控製回路因為參數設定錯誤而不穩定。結合其中溜車時的Trace圖中的速度和扭矩的變化，發現速度環的響應達不到性能要求。通過逐步增大KP_n和減小Tn_n，電梯可以啟動運行。

KP_n, 2.5   Tn_n 60ms

 KP_n, 11.5   Tn_n 2.5ms

   運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，發(fa)現(xian)電(dian)梯(ti)運(yun)行(xing)在(zai)檢(jian)修(xiu)模(mo)式(shi)時(shi)，電(dian)梯(ti)每(mei)次(ci)停(ting)車(che)，都(dou)會(hui)出(chu)現(xian)非(fei)常(chang)大(da)的(de)堵(du)轉(zhuan)電(dian)流(liu)

，基(ji)本(ben)達(da)到(dao)了(le)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)最(zui)大(da)電(dian)流(liu)，實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)也(ye)是(shi)電(dian)梯(ti)停(ting)車(che)時(shi)都(dou)會(hui)有(you)很(hen)大(da)的(de)震(zhen)動(dong)
，通(tong)過(guo)觀(guan)察(cha)Trace圖tu的de電dian流liu曲qu線xian和he抱bao閘zha閉bi合he命ming令ling輸shu出chu，最zui大da電dian流liu出chu現xian在zai抱bao閘zha閉bi合he命ming令ling輸shu出chu之zhi前qian，本ben樣yang機ji中zhong變bian頻pin器qi的de抱bao閘zha控kong製zhi命ming令ling是shi先xian輸shu出chu到dao電dian梯ti控kong製zhi主zhu板ban，然ran後hou由you電dian梯ti控kong製zhi主zhu板ban發fa出chu抱bao閘zha打da開kai和he閉bi合he命ming令ling。由youTrace圖分析，此堵轉電流出現是因為電腦控製主板發出停車命令

，而後通過檢測TTLchafenxinhaodedaodianjideshijisuduhoukongzhibaozha，shibaozhabihedongzuoxianyubianpinqidebaozhashixu，daozhidianjiduzhuan。tongguobabianpindebaozhashixuhediantikongzhizhubandebaozhashixujinxingpipei，xiaochuleciduzhuandianliu。

   電dian梯ti正zheng常chang工gong作zuo時shi，電dian機ji首shou先xian到dao達da電dian梯ti最zui大da速su度du


，電dian梯ti控kong製zhi主zhu板ban通tong過guo樓lou層ceng距ju離li計ji算suan出chu的de速su度du包bao絡luo曲qu線xian，當dang轎jiao廂xiang快kuai到dao達da指zhi定ding樓lou層ceng時shi，切qie換huan到dao慢man速su運yun行xing使shi轎jiao廂xiang底di部bu與yu樓lou層ceng對dui齊qi，完wan成cheng平ping層ceng動dong作zuo。當dang速su度du控kong製zhi器qiKp_n, 11.5



，Tn_n，3ms
，電機運行4.5rpm時出現了速度震蕩。通過Trace圖分析，因為在低速運行時Kp_n偏大，造成電機轉速震蕩，因為電梯啟動時需要電機具有高動態響應能力
，所以不能大幅度的減小Kp_n
，可以通過慢慢的減小Kp_n，本樣機中當Kp_n減小到10.8時，電機速度在4.5rpm出現的速度震蕩消失，電梯在整個運行周期內

，速度平穩。

      

Kp_n, 11.5   Tn_n 2.5ms

  

 Kp_n, 10.8  Tn_n 2.5ms，電梯上行 電機發電運行

 Kp_n, 10.8  Tn_n 2.5ms
，電梯下行 電機電動運行

驗收測試及後期優

抱閘力檢測功能:

為了保證電梯曳引機抱閘係統的正常運行，增加了抱閘力檢測功能。

當dang電dian梯ti處chu於yu空kong閑xian模mo式shi時shi，電dian梯ti控kong製zhi器qi會hui輸shu出chu抱bao閘zha力li測ce試shi請qing求qiu
，由you變bian頻pin器qi負fu責ze給gei電dian機ji一yi定ding的de堵du轉zhuan力li矩ju，由you電dian梯ti控kong製zhi板ban檢jian測ce曳ye引yin輪lun是shi否fou出chu現xian打da滑hua現xian象xiang。如ru果guo有you打da滑hua認ren為wei抱bao閘zha力li不bu夠gou，電dian梯ti停ting用yong，否fou則ze認ren為wei測ce試shi正zheng常chang。

具體實現方法為：

溜車優化

P2900 BICO 互聯到P1042，P2900 設定扭矩的百分比，是P2003的百分比，

P1041 改成1
，自動給定

r1050 BICO 互聯到P1503，測試扭矩給定

P1030 改為 2 H
，取消上升斜坡的平滑

P1047 設定扭矩上升時間, 0Nm到P2003顯示扭矩的時間

P1501 BICO互聯到 抱閘測試端子

通過簡單的參數設置，利用MOP的斜坡發生器，實現了抱閘力測試的要求。

隱藏式電機停機去電流：

永磁同步電機根據轉子結構一般可分為凸極式（IPMSM）和隱級式(SPMSM)。

對於IPMSM具有明顯的凸極效應

，即直軸電感與交軸電感不相等（一般）Ld < Lq

對於SPMSM沒有凸極效應，即Ld = Lq

在zai永yong磁ci同tong步bu曳ye引yin機ji在zai電dian梯ti主zhu提ti升sheng的de應ying用yong過guo程cheng中zhong，發fa現xian隱yin級ji式shi同tong步bu電dian機ji在zai停ting車che時shi會hui發fa出chu有you別bie於yu抱bao閘zha閉bi合he的de響xiang聲sheng
，影ying響xiang了le電dian梯ti乘cheng坐zuo的de舒shu適shi感gan。

由下圖發現現場監控電電機停車S120去使能瞬，由在電機零速停車時
，發現有3rpm的速度震蕩
，這個速度震蕩導致了停車噪音的出現。

電機零速停車速度曲線

根據永磁同步電機根據轉子結構一般可分為凸極式（IPMSM）和隱級式(SPMSM)的主要不同點是Ld 和 Lq不相等
，懷疑是否因為去使能時電流突然變為零，導致了電機的震動。

所以為了驗證電流突變是否震蕩的直接原因
，所以了通過DCC編程減緩了電機去使能時的電流突變。

DCC功能圖

實現的主要原理是在電梯控製主板不發啟動命令給變頻器時
，激活DCC斜(xie)坡(po)函(han)數(shu)。通(tong)過(guo)扭(niu)矩(ju)限(xian)幅(fu)的(de)方(fang)式(shi)實(shi)現(xian)電(dian)機(ji)電(dian)流(liu)按(an)照(zhao)斜(xie)坡(po)緩(huan)慢(man)下(xia)降(jiang)，達(da)到(dao)消(xiao)除(chu)電(dian)機(ji)停(ting)車(che)震(zhen)動(dong)的(de)問(wen)題(ti)。由(you)下(xia)圖(tu)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)，當(dang)電(dian)流(liu)按(an)照(zhao)斜(xie)坡(po)下(xia)降(jiang)時(shi)
，電(dian)機(ji)速(su)度(du)沒(mei)有(you)出(chu)現(xian)抖(dou)動(dong)。

帶去電流功能的零速停車曲線

五、樣機開發結果

此ci電dian梯ti電dian力li拖tuo動dong係xi統tong，從cong調tiao試shi結jie束shu至zhi今jin已yi經jing穩wen定ding運yun行xing了le一yi年nian多duo，產chan品pin性xing能neng和he電dian梯ti乘cheng坐zuo舒shu適shi度du都dou得de到dao了le客ke戶hu的de認ren可ke。現xian場chang實shi際ji調tiao試shi了le兩liang台tai電dian梯ti永yong磁ci同tong步bu無wu齒chi曳ye引yin機ji，通tong過guo簡jian單dan的de參can數shu設she置zhi
，以yi及ji優you化hua速su度du環huan比bi列lieKp_n和積分Tn_n，容易實現客戶要求的性能,DCC和BICO功能
，大大提高了係統功能的可擴展性。

六、應用體會

   在zai樣yang機ji開kai發fa前qian期qi，多duo種zhong控kong製zhi方fang案an的de對dui比bi是shi非fei常chang重zhong要yao的de，在zai滿man足zu控kong製zhi性xing能neng要yao求qiu的de前qian提ti下xia，選xuan擇ze性xing價jia比bi最zui高gao的de控kong製zhi方fang案an，提ti高gao我wo們men產chan品pin的de競jing爭zheng力li。

七、參考文獻

(1)  SIEMENS SINAMICS S120 參數手冊 01/2013

(2)  SINAMICS S120 Function Manual Drive Functions 04/2014

(3)  永磁同步無齒輪曳引機目前狀態及發展趨勢 作者：劉文超 胥文明