电梯变频器驱动单元的电气防护

老窝牛

在常规变频电气电路设计中，变频器到电机都采用直连的方式。但在电梯的控制中，因标准《GB7588-2003电梯制造与安装安全规范》（以下简称《GB7588》）12.7.3的规定： 12.7.3 交流或直流电动机用静态元件供电和控制应采用下述方法中的一种： 1）用两个独立的接触器来切断电动机电流。 电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，必须防止轿厢再运行。 2）一个由以下元件组成的系统： a）切断各相（极）电流的接触器。 至少在每次改变运行方向之前应释放接触器线圈，如果接触器未释放，应防止电梯再运行。 b）用来阻断静态元件中电流流动的控制装置。 c）用来检验电梯每次停车时电流流动阻断情况的监控装置。 在正常停车期间，如果静态元件未能有效的阻断电流流动，监控装置应使接触器释放 并应防止电梯再运行。   变频器到电机间加装运行接触器，如下图所示：         图1 常规变频电气电路                图2 电梯变频电气电路 在电梯上使用同步电机后，驱动回路增加了电机的封心回路（图2）。我们在实际使用中，发生运行接触器非正常断开时，变频器会出现“过流”故障，甚至损坏功率模块。 这是因为在变频器驱动电机时，运行接触器突然断开，接触器要切断大电流，在这瞬间接触器触点间产生拉弧（图3），而电弧使电流继续流通直至接触器触点完全断开电弧熄灭，而此时，接触器的常闭触点开始接通，导致变频器输出瞬间短路（图4）。                             图3 接触器释放瞬间拉弧                        图4 接触器断开时，电流流向     在实际使用中，为了避免此类问题发生损坏变频器，通常单独增加封心接触器，或增加运行接触器延时板。增加封心接触器会增加电气方案的使用成本，而增加运行接触器延时板，因其配置功率不同，参数配置较为麻烦且不稳定。 无锡英威腾德仕卡勒科技有限公司推出的EC100电梯智能整体机，在电梯电气方案中增加了独立的使能控制。此使能控制的原理是在变频驱动的DSP芯片上提供一个IO脚，作为独立的控制端口，其断开后，DSP芯片关断驱动模块，从而起到保护作用。 此使能控制信号是在变频驱动的DSP芯片上直接由硬件回路实现，有别于一般变频驱动的IO端口由MCU接收后通讯给DSP芯片，减少了IO扫描和通讯的时间，使其动作更快。                                          图5 使能控制信号      驱动的使能端口，在电路中，由运行接触器常开触点控制（图5），当遇到运行接触器突然断开时，能及时关断变频驱动输出电流，保护功率模块。 此方案既简化了电路，也降低了电气回路的整体成本。