罗克韦尔自动化带有TorqProve的PowerFlex 700变频器在升降机方面的应用

灵活的概念 TorqProve功能通过抱紧和释放一个机械制动，来自动协调PowerFlex 700变频器停止和启动操作，从而简化升降机或工业电梯类的应用项目。罗克韦尔自动化高性能变频器市场经理Glenn Frazier先生解释道，首先，TorqProve通过给定电机的转矩来实现协调控制；然后，通过检测电机三相绕组的电流来确定能够控制全部负载，只有这种情况下才释放机械制动。 带有TorqProve的PowerFlex 700变频器具有动态调整功能，它允许在用户重新修改负载时不用每次都设置机械制动。变频器将保持零速输出，然后按照预先设定的时间释放机械制动；从而完成对机械制动的设置。 另一个特点是微调，它允许在设置一个负载时可以有微小地或者缓慢地移动。另外，快速停车功能可以减少机械制动的使用。Frazier先生认为，该性能在不考虑任何减速斜率的情况下，命令变频器以最快的速度制动负载，然后启动机械制动。一个减速限位开关数字量输入选择可以使电机减速到一个预置速度。一个末端限位开关数字量输入选择用于执行快速停车，同时禁止变频器以减速方向再启动。这两个数字量输入应用在通过限位开关来检测升降位置的典型垂直传送系统中，可使其控制效果更加完美。 而且，如果是较轻的负载，基于负载的速度限制允许其在基速运行。电机的基速是一个恒定的马力输出范围，当以该基速运行时，有效转矩将随速度的增加而减小。如果是重负载，该特性将保持一个指定的速度，这样为全负载控制提供足够的转矩。 保护设备 根据Frazier先生的介绍，带有TorqProve的PowerFlex 700变频器具有一些保护功能。首先是制动打滑检测。 Frazier先生解释道，当负载停止并且机械制动抱闸时，变频器将缓慢减小输出转矩，同时监视编码器脉冲，确定负载是否保持不动。如果存在编码器脉冲输入，说明出现制动打滑，此时变频器将增加转矩，重新控制负载，并按照预先设定的比率逐渐减少输出转矩。如此循环，直到控制住负载，制动器将负载保持，或者让负载安全着地。 第二个功能称为编码器失效故障。根据Frazier先生的介绍，任何编码器失效都会引起一个故障，这时将停止变频器并启动机械制动。 最后的一个功能就是通常所说的速度偏移故障。如果负载没有按照指定的速度运行，变频器会立即启动机械制动。该功能可以在机械堵转或失速状态下发挥作用。 在许多升降应用项目中，带有TorqProve功能的PowerFlex 700变频器允许无编码器工作。但是，在无编码器工作情况下，有两个功能是无效的：动态调整和制动打滑检测。由于没有编码器，因而对于辨别负载是否丢失，或者负载是否停止造成很大的困难。在没有编码器时，TorqProve功能还是可以为大多数应用项目提供帮助，但是带编码器的运行方式将为设备提供更大程度的保护。 关注运输物料福特汽车公司所有汽车生产线的装配车间都要采用垂直升降机。由于这些升降操作将决定其生产效率，所以福特公司对其系统进行周期性地检查，从而减少非正常停机故障。该检查发现了如下问题： 在传输一个汽车底盘时，悬链升降系统采用保险栓来保持和稳定滑撬的末端。当悬链架被提升到指定位置时，如果其中一个保险栓没有松开，现有变频器的动力将足够损坏升降系统，直到将底盘与悬链架强制分开。 为了保护升降系统免受机械堵塞的影响，满足其快速的循环周期，福特公司考察了众多的可选设备。最终决定采用Allen-Bradley带有 TorqProve功能的PowerFlex 700 变频器。TorqProve作为PowerFlex 700变频器的一项标准功能，提供精确的升降控制和机械制动之间的协调。 PowerFlex 700变频器通过精确限制转矩，速度偏移故障以及出现机械堵塞后迅速停止变频器，最大程度保护升降系统。在调试时，可以确保变频器能在负载速度偏离指定速度时，立即停车并启动机械制动。 另外，采用FORCE技术的变频器具有高性能的矢量控制。因此，工程师可以很容易地满足指定循环周期的需求，同时还提供S曲线平滑启动和停车功能。此外，零速度负载保持能力提高了稳定性，变频器只需要提供保持转矩，无需制动转矩，从而可以减少机械制动的磨损。 PowerFlex 700变频器不仅通过减少机械制动磨损来减少维护，它还能减少对控制器的编程。这是因为TorqProve的制动协调控制已嵌入到变频器中。这种卓越的电机控制功能提高了运行的稳定性，也缩短了循环周期。更重要是，变频器可以保护升降系统免受不正常操作锁定或其它机械堵塞带来的损失。 为了保护垂直升降机免受机械堵塞的影响，福特汽车公司采用了Allen-Bradley带有TorqProve功能的PowerFlex 700变频器，作为一种标准功能，它提供精确的升降控制和机械制动之间的协调