電梯變頻驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)要求

（1）由于是無齒輪減速直接曳引，電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)變化將通過鋼絲繩直接作用在電梯轎廂上，因此為考慮電梯的振動(dòng)、舒適感等指標(biāo)，需要設(shè)計(jì)控制精度高，響應(yīng)速度快的高性能變頻調(diào)速控制器。特別是電流環(huán)的檢測精度和計(jì)算響應(yīng)的速度。

（2）旋轉(zhuǎn)編碼器

在永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，編碼器除了反饋電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，還需要檢測電動(dòng)機(jī)的磁極位置，所以編碼器需要能夠反饋磁極位置信號(hào)。另外，無齒輪曳引方式，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低，因此要求編碼器的分辨率更高，一般要求在4096c/t以上才能使系統(tǒng)有良好的控制性能。所以這種電梯系統(tǒng)一般會(huì)選用絕對值或正、余弦的高性能旋轉(zhuǎn)編碼器。而目前一般的變頻器標(biāo)準(zhǔn)配置為a、b相的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，這就要求在變頻器的設(shè)計(jì)中要考慮新的旋轉(zhuǎn)編碼器的接口和應(yīng)用設(shè)計(jì)。

（3）與交流異步電動(dòng)機(jī)比較，永磁同步電動(dòng)機(jī)在額定頻率下并不能自起動(dòng)，需要在變頻器驅(qū)動(dòng)下起動(dòng)。這是因?yàn)橛来磐诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁體，其轉(zhuǎn)子磁場是恒定的，所以定子磁場的產(chǎn)生需要配合轉(zhuǎn)子磁場磁極的位置，以產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的轉(zhuǎn)矩。因此在永磁同步電動(dòng)機(jī)的電梯系統(tǒng)中，變頻器需要設(shè)計(jì)有通過編碼器反饋檢測磁極位置信號(hào)，并根據(jù)磁極位置、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、所須轉(zhuǎn)矩等產(chǎn)生定子旋轉(zhuǎn)磁場的功能。

（4）在目前的系統(tǒng)中，對永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁極檢測，在變頻器的設(shè)計(jì)上，需要對變頻器參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)定。很多時(shí)變頻器需要對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行空載運(yùn)轉(zhuǎn)來作設(shè)定，但是對于電梯產(chǎn)品，當(dāng)一臺(tái)電梯安裝完成后，這是電動(dòng)機(jī)上已經(jīng)掛上了轎廂、對重等負(fù)載，再進(jìn)行空載運(yùn)轉(zhuǎn)來作磁極位置初始化設(shè)定并不實(shí)際，所以在這種電梯系統(tǒng)中，變頻器需要有不需空載運(yùn)轉(zhuǎn)來作磁極位置初始化設(shè)定的功能。

（5）為了保證在各種負(fù)載條件下電梯都獲得較好的起動(dòng)特性和制動(dòng)特性，在無齒輪曳引驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)置負(fù)載檢測裝置是十分必要的。在系統(tǒng)中，由于如前所述，采用絕對值或正、余弦的高性能旋轉(zhuǎn)編碼器，變頻器的設(shè)計(jì)可以利用旋轉(zhuǎn)編碼器的性能，在電梯起動(dòng)瞬間，計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)牧?，并補(bǔ)償進(jìn)輸出力矩上，從而達(dá)到平穩(wěn)起動(dòng)。這需要變頻器在信號(hào)檢測精度、抗干擾能力和計(jì)算響應(yīng)速度上都有一定程度的提高。

（6）考慮到無齒輪曳引，需要低速大轉(zhuǎn)矩，因此電動(dòng)機(jī)要采用多極數(shù)的設(shè)計(jì)，一般都在20極以上，甚至有40及或更高的。所以電梯用的變頻器比以前需要能適應(yīng)更高電動(dòng)機(jī)極數(shù)的要求。

（7）噪音

傳統(tǒng)的電梯系統(tǒng)，由于采用的是有齒輪減速箱的傳動(dòng)方式，所以電梯機(jī)房的噪音一般是以齒輪箱的噪音為主。而采用永磁同步電動(dòng)機(jī)的無齒輪傳動(dòng)的電梯，由于沒有了齒輪減速箱，電動(dòng)機(jī)的電磁噪音就成了電梯機(jī)房噪音的主要成分。所以系統(tǒng)對變頻器在電動(dòng)機(jī)噪音抑制方面也提出了更高的要求。

（8）保護(hù)

一般的變頻調(diào)速電梯，其變頻器的設(shè)計(jì)在對自身的保護(hù)和對系統(tǒng)及安全方面的保護(hù)都作了不少的考慮，但是對于永磁同步電動(dòng)機(jī)的無齒輪傳動(dòng)的電梯，在傳統(tǒng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還需要根據(jù)無齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)以及永磁同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，在電梯的安全性方面進(jìn)行新的設(shè)計(jì)。如對電動(dòng)機(jī)可能因磁極位置檢測錯(cuò)誤而發(fā)生的失速動(dòng)作進(jìn)行保護(hù)，這需要變頻器有專門的設(shè)計(jì)，同時(shí)有更高的檢測和計(jì)算速度。

（9）能量回饋

電梯作為垂直運(yùn)輸?shù)慕煌üぞ?，其特點(diǎn)決定其運(yùn)行過程中必然存在電動(dòng)和發(fā)電兩種狀態(tài)。傳統(tǒng)的電梯變頻器在設(shè)計(jì)上，一般是將電梯在發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行時(shí)反饋的能量通過電阻消耗掉。一方面，變頻器這樣的設(shè)計(jì)會(huì)比較簡單，成本較低；另一方面，傳統(tǒng)的電梯采用有齒輪減速箱的傳動(dòng)方式，效率較低，所以反饋的能量也較少。但是采用永磁同步電動(dòng)機(jī)的無齒輪傳動(dòng)的電梯，由于沒有齒輪減速箱，效率提高了，所以反饋的能量也相應(yīng)增加了不少。如果還是采用傳統(tǒng)的方法，通過電阻消耗，一個(gè)是電阻的功率、體積和成本都大幅提高，另一個(gè)在能源緊缺的今天，也不符合節(jié)能環(huán)保的趨勢。因此在永磁同步電動(dòng)機(jī)的無齒輪傳動(dòng)的電梯系統(tǒng)中，變頻器的設(shè)計(jì)需要有能量回饋的功能，將這些反饋的能量通過變頻器回饋到電網(wǎng)。