施工升降機用變頻控制系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種施工升降機用變頻控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含：極限開關，其連接在變頻控制系統(tǒng)的電源輸入端，控制變頻控制系統(tǒng)的電源通斷；過電流保護控制開關，其電路連接在極限開關接入變頻控制系統(tǒng)的一端；相序控制開關、主交流接觸器和控制變壓器，其分別電路連接過電流保護控制開關；矢量控制型變頻器，其輸入端電路連接主交流接觸器，輸出端電路連接施工升降機的電機；控制回路，其電路連接控制變壓器。本發(fā)明使用的是針對升降機的矢量控制型變頻器，其內(nèi)部的控制軟件是針對施工用升降機的專業(yè)特性設計的，彌補了原工頻控制系統(tǒng)在運行時有沖擊感覺，減少了對機械設備的沖擊破壞，另一方面對駕乘人員提高了舒適感。
【專利說明】施工升降機用變頻控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應用在施工升降機領域的變頻控制技術，具體涉及一種施工升降機用變頻控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術】
[0002]目前，建筑用升降機在具體使用時的安全性和舒適度都不太理想，需要新的解決方案。
[0003]變頻器雖然已經(jīng)在機床及機械設備領域中廣泛使用，但在建筑用升降機上還沒有被用戶認同，因為在升降機的使用過程中并不是單獨的調速，涉及到設備在起動和停止時的平穩(wěn)性以及設備停止時系統(tǒng)中制動元件運行效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種施工升降機用變頻控制系統(tǒng)及其控制方法，解決了原來傳統(tǒng)的工頻控制系統(tǒng)在實際運行時震動大，給人一種不舒適、不安全的感覺，提高舒適度和安全性。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種施工升降機用變頻控制系統(tǒng)，其特點是，該系統(tǒng)包含:
極限開關，其連接在變頻控制系統(tǒng)的電源輸入端，控制變頻控制系統(tǒng)的電源通斷；過電流保護控制開關，其電路連接在極限開關接入變頻控制系統(tǒng)的一端；
相序控制開關、主交流接觸器和控制變壓器，其分別電路連接過電流保護控制開關；矢量控制型變頻器，其輸入端電路連接主交流接觸器，輸出端電路連接施工升降機的電機；
控制回路，其電路連接控制變壓器；
上述控制回路包含并聯(lián)連接的門限控制電路、上電電路、運行電路、故障電路、剎車電路、上限位電路、上升控制電路、下降控制電路；
上述門限控制電路中電路連接有安全器開關、天窗開關、籠門開關和第五中間繼電器；上電電路中串聯(lián)連接有主交流接觸器和第四中間繼電器常閉開關K4-2 ;運行電路通過第三中間繼電器和第五中間繼電器常開開關K5-1電路連接上電電路；故障電路串聯(lián)連接有第四中間繼電器及其常開開關K4-3 ;剎車電路中串聯(lián)連接有第二交流接觸器、第三中間繼電器常開開關K3-2和第六中間繼電器常開開關K6-1 ;上限位電路中設有第七中間繼電器；
該上升控制電路和下降控制電路由手柄控制，手柄控制上升開關SK1或下降開關SK2的通斷；上升控制電路中設有第一中間繼電器，下降控制電路中設有第二中間繼電器；第一中間繼電器的常閉開關K1-1與下降開關SK2串聯(lián)連接在下降控制電路中，第二中間繼電器的常閉開關K2-1與上升開關SK1串聯(lián)連接在上升控制電路中；
上述矢量控制型變頻器含有電路連接在一起的上升信號端子、下降信號端子、解鎖信號端子、故障信號端子、減速信號端子；上升信號端子處接有第七中間繼電器常開開關K7-1和第一中間繼電器常開開關Kl-2 ;下降信號端子處接有第二中間繼電器常開開關K2-2，解鎖信號端子處接有第七中間繼電器常閉開關K7-2 ;解鎖信號端子和故障信號端子與上升信號端子、下降信號端子和減速信號端子之間接有第三中間繼電器常開開關K3-3 ；減速信號端子處接有第二中間繼電器常開開關K2-4 ；
矢量控制型變頻器還包含有剎車信號端子，其連接有第六中間繼電器。
[0006]上述的控制變壓器還通過整流橋連接有電磁抱閘，該電磁抱閘作為電機的制動器。
[0007]上述的矢量控制型變頻器還電路連接有制動電阻。
[0008]上述的控制變壓器還電路連接有電阻風機電源，該電阻風機電源電路連接風機。
[0009]上述的控制變壓器還串聯(lián)連接有照明旋鈕和籠內(nèi)照明燈。
[0010]上述的控制變壓器還電路連接有啟動鈴。
[0011]上述的控制回路還包含并聯(lián)連接的電源指示電路、運行指示電路、報警指示電路；
電源指示電路中設有電源指示燈；
運行指示電路中串聯(lián)連接有運行指示燈和第三中間繼電器常開開關K3-1 ；
報警指示電路中串聯(lián)連接有報警指示燈和第四中間繼電器常開開關K4-1。
[0012]上述的門限控制電路的第五中間繼電器還并聯(lián)連接有門限指示燈。
[0013]上述施工升降機用變頻控制系統(tǒng)的控制方法，其特點是，該方法包含以下步驟:步驟1、極限開關、過電流保護控制開關閉合，控制變壓器得電，控制控制回路的門限控
制電路關閉升降機籠箱門，主交流接觸器工作，矢量控制型變頻器得電；
步驟2、控制升降機的升降，若控制上升則跳轉到步驟3，若控制下降則跳轉到步驟4 ；步驟3、上升開關SK1導通，第一中間繼電器工作，矢量控制型變頻器上升信號端子得到上升信號，輸出端輸出頻率從0赫茲延時上升至50赫茲的正向交流電壓給升降機電機，同時輸驅動第六中間繼電器工作，使第二交流接觸器工作，升降機電機的制動器得電釋放，電機正向旋轉，升降機向上運行；
上升開關SK1斷開，矢量控制型變頻器失去上升信號，輸出頻率從50赫茲延時下降至0赫茲，直至斷電，同時第六中間繼電器斷電，第二交流接觸器停止工作，升降機電機的制動器失電制動，電機停止工作且制動，升降機停機；跳轉到步驟5 ；
步驟4、下降開關SK2導通，第二中間繼電器工作，矢量控制型變頻器下降信號端子得到下降信號，輸出端輸出頻率從0赫茲延時上升至50赫茲的反向交流電壓給升降機電機2，同時驅動第六中間繼電器工作，第二交流接觸器工作，升降機電機的制動器得電釋放，電機反向旋轉，升降機向下運行；
下降開關SK2斷開，矢量控制型變頻器失去下降信號，輸出頻率從50赫茲延時下降至0赫茲，直至斷電，同時第六中間繼電器斷電，第二交流接觸器停止工作，升降機電機的制動器失電制動，電機停止工作且制動，升降機停機；跳轉到步驟5 ；
步驟5、升降機控制完成，跳轉到步驟2。
[0014]本發(fā)明施工升降機用變頻控制系統(tǒng)及其控制方法和現(xiàn)有技術施工升降機相比，其優(yōu)點在于，本發(fā)明使用的是針對升降機的矢量控制型變頻器，其內(nèi)部的控制軟件是針對施工用升降機的專業(yè)特性設計的，彌補了原工頻控制系統(tǒng)在運行時有沖擊感覺，減少了對機械設備的沖擊破壞，另一方面對駕乘人員提高了舒適感；
本發(fā)明控制回路中設計了專用線路，加入了多端的安全保護電路，確保了設備在運行過程中的正常使用，經(jīng)一年多的市場使用，故障率為零，簡化了設備使用時的維護保養(yǎng)；本發(fā)明整個電控線路與升降機設備中的機械安全系統(tǒng)實行了連鎖控制，確保了設備安全使用，減少了設備事故和人生安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明施工升降機用變頻控制系統(tǒng)的主電路的電路原理圖；
圖2為本發(fā)明施工升降機用變頻控制系統(tǒng)的控制回路的電路原理圖；
圖3為本發(fā)明施工升降機用變頻控制系統(tǒng)的矢量控制型變頻器的接線示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖，進一步說明本發(fā)明的具體實施例。
[0017]如圖1所示，為本發(fā)明公開的一種施工升降機用變頻控制系統(tǒng)的主電路。其包含極限開關4、過電流保護控制開關QF1、相序控制開關、主交流接觸器KM1、控制變壓器3、矢量控制型變頻器1、控制回路5。
[0018]極限開關4連接在變頻控制系統(tǒng)的三相電源輸入端，用于控制變頻控制系統(tǒng)的電源通斷。
[0019]過電流保護控制開關QF1電路連接在極限開關4接入變頻控制系統(tǒng)的一端。相序控制開關、主交流接觸器KM1和控制變壓器3分別電路連接的過電流保護控制開關QF1的另一端。控制變壓器3規(guī)格為800VA將380伏降壓至220伏。
[0020]矢量控制型變頻器1是起重專用的，軟件部分是結合施工用升降機的特有性能專門設計，產(chǎn)品采用了與目前國際領先技術同步的轉矩矢量控制技術，具有優(yōu)異的轉矩控制、可靠的制動器控制時序、速度監(jiān)視、轉矩監(jiān)視、轉矩驗證、位置處理、智能減速等功能，充分保證了升降機的安全可靠和高效率。
[0021]矢量控制型變頻器1三相輸入端R、S、T電路連接主交流接觸器KM1，該矢量控制型變頻器1三相輸出端U、V、W電路連接兩個施工升降機的電機2。
[0022]控制回路5個電阻風機電源電路連接控制變壓器3的220V端。該電阻風機電源電路連接風機。
[0023]控制變壓器3的220V端還串聯(lián)連接有照明旋鈕SB7和籠內(nèi)照明燈。以及與照明旋鈕SB7和籠內(nèi)照明燈并聯(lián)連接的啟動鈴，該啟動鈴由按鈕SB6-1和SB3-1控制。
[0024]主交流接觸器KM1與控制變壓器3通過50A的整流橋連接有作為電機2制動器的電磁抱閘6。該整流橋兩端分別電路連接有第二交流接觸器KM2的常開開關ΚΜ2-1、ΚΜ2-2、KM2-3、KM2-4。
[0025]如圖2所示，控制回路5包含并聯(lián)連接的電源指示電路、運行指示電路、報警指示電路、門限控制電路、上電電路、運行電路、故障電路、剎車電路、上限位電路、上升控制電路、下降控制電路。
[0026]門限控制電路中電路連接有安全器開關、天窗開關、籠門開關和第五中間繼電器K5。門限控制電路的第五中間繼電器K5還并聯(lián)連接有門限指示燈H3。[0027]上電電路中串聯(lián)連接有主交流接觸器KM1、第四中間繼電器K4常閉開關K4-2、旋鈕SB6-2、SB3-2，以及板面急停按鈕SB4-1和柜面急停按鈕SB5-1。
[0028]運行電路設有第三中間繼電器K3和第五中間繼電器K5常開開關K5-1，并電路連接上電電路。
[0029]故障電路中串聯(lián)連接有第四中間繼電器K4，以及第四中間繼電器K4常開開關K4-3。
[0030]剎車電路中串聯(lián)連接有第二交流接觸器KM2、第三中間繼電器K3常開開關K3-2和第六中間繼電器K6常開開關K6-1。
[0031 ] 上限位電路中設有第七中間繼電器K7。
[0032]上升控制電路和下降控制電路包含柜控和外控兩種控制方式。
[0033]外控情況下，上升控制電路和下降控制電路由手柄控制，手柄用于控制上升開關SK1或下降開關SK2的通斷。上升控制電路中設有第一中間繼電器K1，下降控制電路中設有第二中間繼電器K2。第一中間繼電器K1的常閉開關K1-1與下降開關SK2串聯(lián)連接在下降控制電路中，第二中間繼電器K2的常閉開關K2-1與上升開關SK1串聯(lián)連接在上升控制電路中。
[0034]柜控情況下，上升開關SK1或下降開關SK2由柜面按鈕SB1和SB2代替，分別控制上升控制電路和下降控制電路的通斷。
[0035]電源指示電路中設有電源指示燈H1。
[0036]運行指示電路中串聯(lián)連接有運行指示燈H4和第三中間繼電器K3常開開關K3-1。
[0037]報警指示電路中串聯(lián)連接有報警指示燈H5和第四中間繼電器K4常開開關K4-1。
[0038]如圖3所示，為矢量控制型變頻器1的信號端子接線示意圖，控制型變頻器1包含有電路連接在一起的上升信號端子、下降信號端子、解鎖信號端子、故障信號端子、減速信號端子。
[0039]上升信號端子XI處接有第七中間繼電器K7常開開關K7-1和第一中間繼電器K1常開開關K1-2。
[0040]下降信號端子X2處接有第二中間繼電器K2常開開關K2-2。
[0041]解鎖信號端子X3處接有第七中間繼電器K7常閉開關K7-2。
[0042]解鎖信號端子X3和故障信號端子X4與上升信號端子X1、下降信號端子X2和減速信號端子X5之間接有第三中間繼電器K3常開開關K3-3。
[0043]減速信號端子X5處接有第二中間繼電器K2常開開關K2-4。
[0044]矢量控制型變頻器1還包含有剎車信號端子Y1，其連接有第六中間繼電器K6。
[0045]矢量控制型變頻器1的信號端子B1和B2還電路連接有制動電阻4*15KW*12.5歐姆。
[0046]矢量控制型變頻器1的R信號端子A和RC為故障輸出。
[0047]矢量控制型變頻器1的公共信號端子COM電路連接故障信號端子X4和解鎖信號端子X3。
[0048]本發(fā)明還公開一種施工升降機用變頻控制系統(tǒng)的控制方法，該方法包含以下步驟:
步驟1、極限開關4、過電流保護控制開關QF1閉合，控制變壓器3得電，控制控制回路5的門限控制電路關閉升降機籠箱門，主交流接觸器KM1工作，矢量控制型變頻器1得電。
[0049]步驟2、控制升降機的升降，若控制上升則跳轉到步驟3，若控制下降則跳轉到步驟4。
[0050]步驟3、推動籠箱內(nèi)操作面板上的上下升開關，手柄向上推動，使上升開關SK1導通，第一中間繼電器K1工作，矢量控制型變頻器1上升信號端子XI得到上升信號，輸出端OUT PUT輸出頻率從0赫茲延時上升至50赫茲的正向交流電壓給升降機電機2，同時輸出24V直流電壓，驅動第六中間繼電器K6工作，使第二交流接觸器KM2工作，升降機電機2的制動器(即電磁抱閘6)得電釋放，電機2正向旋轉，升降機向上運行。
[0051]放開操作手柄，上升開關SK1斷開，矢量控制型變頻器1失去上升信號，輸出頻率從50赫茲延時下降至0赫茲，直至斷電，同時輸出24V直流電壓斷電，第六中間繼電器K6斷電，第二交流接觸器KM2停止工作，升降機電機2的制動器6失電制動，電機停止工作且制動，升降機停機；跳轉到步驟5。
[0052]步驟4、當上下升開關的手柄向下推動時，下降開關SK2導通，第二中間繼電器K2工作，矢量控制型變頻器1下降信號端子X2得到下降信號，輸出端OUT PUT輸出頻率從0赫茲延時上升至50赫茲的反向交流電壓給升降機電機2，同時輸出24V直流電壓，驅動第六中間繼電器K6工作，第二交流接觸器KM2工作，升降機電機的制動器得電釋放，電機反向旋轉，升降機向下運行。
[0053]放開操作手柄，下降開關SK2斷開，矢量控制型變頻器1失去下降信號，輸出頻率從50赫茲延時下降至0赫茲，直至斷電，同時輸出24V直流電壓斷電，第六中間繼電器K6斷電，第二交流接觸器KM2停止工作，升降機電機的制動器失電制動，電機停止工作且制動，升降機停機；跳轉到步驟5。
[0054]在以上的每一個循環(huán)工作過程中，互相的時間間隙都由變頻器中專用軟件程序控制。
[0055]步驟5、升降機控制完成，跳轉到步驟2，選擇以上升或下降的方式啟動升降機。
[0056]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種施工升降機用變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含:極限開關(4)，其連接在變頻控制系統(tǒng)的電源輸入端，控制變頻控制系統(tǒng)的電源通斷；過電流保護控制開關(QF1)，其電路連接在極限開關(4)接入變頻控制系統(tǒng)的一端；相序控制開關、主交流接觸器(KM1)和控制變壓器(3)，其分別電路連接所述的過電流保護控制開關(QF1);矢量控制型變頻器(1 )，其輸入端電路連接所述主交流接觸器(KM1 )，輸出端電路連接施工升降機的電機(2)；控制回路(5)，其電路連接所述控制變壓器(3)；所述控制回路(5)包含并聯(lián)連接的門限控制電路、上電電路、運行電路、故障電路、剎車電路、上限位電路、上升控制電路、下降控制電路；所述門限控制電路中電路連接有安全器開關、天窗開關、籠門開關和第五中間繼電器(K5);上電電路中串聯(lián)連接有主交流接觸器(KM1)和第四中間繼電器(K4)常閉開關K4-2 ；運行電路通過第三中間繼電器(K3)和第五中間繼電器(K5)常開開關(K5-1)電路連接上電電路；故障電路串聯(lián)連接有第四中間繼電器(K4)及其常開開關(K4-3);剎車電路中串聯(lián)連接有第二交流接觸器(KM2)、第三中間繼電器(K3)常開開關(K3-2)和第六中間繼電器(K6)常開開關(K6-1);上限位電路中設有第七中間繼電器(K7)；該上升控制電路和下降控制電路由手柄控制，手柄控制上升開關SK1或下降開關(SK2)的通斷；上升控制電路中設有第一中間繼電器(K1)，下降控制電路中設有第二中間繼電器(K2);第一中間繼電器(K1)的常閉開關(K1-1)與下降開關(SK2)串聯(lián)連接在下降控制電路中，第二中間繼電器(K2) 的常閉開關(K2-1)與上升開關(SK1)串聯(lián)連接在上升控制電路中；所述矢量控制型變頻器(1)包含有電路連接在一起的上升信號端子、下降信號端子、解鎖信號端子、故障信號端子、減速信號端子；上升信號端子處接有第七中間繼電器(K7)常開開關(K7-1)和第一中間繼電器(K1)常開開關(K1-2);下降信號端子處接有第二中間繼電器(K2)常開開關(K2-2)，解鎖信號端子處接有第七中間繼電器(K7)常閉開關K7-2 ；解鎖信號端子和故障信號端子與上升信號端子、下降信號端子和減速信號端子之間接有第三中間繼電器(K3)常開開關(K3-3);減速信號端子處接有第二中間繼電器(K2)常開開關(K2-4)；矢量控制型變頻器(1)還包含有剎車信號端子，其連接有第六中間繼電器(K6)。
2.如權利要求1所述的施工升降機用變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制變壓器(3 )通過整流橋連接有電磁抱閘(6 )，該電磁抱閘(6 )作為電機(2 )的制動器。
3.如權利要求1所述的施工升降機用變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的矢量控制型變頻器(1)還電路連接有制動電阻。
4.如權利要求1所述的施工升降機用變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制變壓器(3 )還電路連接有電阻風機電源，該電阻風機電源電路連接風機。
5.如權利要求1所述的施工升降機用變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制變壓器(3)還串聯(lián)連接有照明旋鈕和籠內(nèi)照明燈。
6.如權利要求1所述的施工升降機用變頻 控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制變壓器(3)還電路連接有啟動鈴。
7.如權利要求1所述的施工升降機用變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制回路(5)還包含并聯(lián)連接的電源指示電路、運行指示電路、報警指示電路；電源指示電路中設有電源指示燈(H1);運行指示電路中串聯(lián)連接有運行指示燈(H4)和第三中間繼電器(K3)常開開關(K3-1)；報警指示電路中串聯(lián)連接有報警指示燈(H5)和第四中間繼電器(K4)常開開關(K4-1)。
8.如權利要求1或7所述的施工升降機用變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的門限控制電路的第五中間繼電器(K5 )還并聯(lián)連接有門限指示燈(H3 )。
9.一種如權利要求1至8中任意一項權利要求所述施工升降機用變頻控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該方法包含以下步驟:步驟1、極限開關(4)、過電流保護控制開關(QF1)閉合，控制變壓器(3)得電，控制控制回路(5)的門限控制電路關閉升降機籠箱門，主交流接觸器(KM1)工作，矢量控制型變頻器(1)得電；步驟2、控制升降機的升降，若控制上升則跳轉到步驟3，若控制下降則跳轉到步驟4 ；步驟3、上升開關(SK1)導通，第一中間繼電器(K1)工作，矢量控制型變頻器(1)上升信號端子得到上升信號，輸出端輸出頻率從0赫茲延時上升至50赫茲的正向交流電壓給升降機電機，同時驅動第六中間繼電器(K6)工作，使第二交流接觸器(KM2)工作，升降機電機(2)的制動器得電釋放，電機(2)正向旋轉，升降機向上運行；上升開關(SK1)斷開，矢量控制型變頻器(1)失去上升信號，輸出頻率從50赫茲延時下降至0赫茲，直至斷電，同時第六中間繼電器(K6)斷電，第二交流接觸器(KM2)停止工作，升降機電機(2)的制動器失電制動，電機停止工作且制動，升降機停機；跳轉到步驟5 ；步驟4、下降開關(SK2)導通，第二中間繼電器(K2)工作，矢量控制型變頻器(1)下降信號端子得到下降信號，輸出端輸出頻率從0赫茲延時上升至50赫茲的反向交流電壓給升降機電機2，同時驅動第六中間繼電器(K6)工作，第二交流接觸器(KM2)工作，升降機電機的制動器得電釋放，電機反向旋轉，升降機向下運行；下降開關(SK2)斷開，矢量控制型變頻器(1)失去下降信號，輸出頻率從50赫茲延時下降至0赫茲，直至斷電，同時第六中間繼電器(K6)斷電，第二交流接觸器(KM2)停止工作，升降機電機的制動器失電制動，電機停止工作且制動，升降機停機；跳轉到步驟5 ；步驟5、升降機控制完成，跳轉到步驟2。
【文檔編號】B66B5/02GK103693517SQ201310747808
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】陳章一, 宋杰, 吳金岳 申請人:江蘇三上機電制造股份有限公司