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    制造商都忙于解決升降機(jī)或電梯應(yīng)用中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：負(fù)載加載控制。如果對(duì)負(fù)載加載的控制失敗，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品或設(shè)備損壞，造成生產(chǎn)時(shí)間浪費(fèi)，維護(hù)成本增加。

    Allen-Bradley的 PowerFlex 700 變頻器新增加的功能可以讓制造商成功地控制升降設(shè)備。該功能稱為TorqProve，它能夠協(xié)調(diào)機(jī)械制動(dòng)和變頻器之間的控制。

靈活的概念

    TorqProve功能通過(guò)抱緊和釋放一個(gè)機(jī)械制動(dòng)，來(lái)自動(dòng)協(xié)調(diào)PowerFlex 700變頻器停止和啟動(dòng)操作，從而簡(jiǎn)化升降機(jī)或工業(yè)電梯類的應(yīng)用項(xiàng)目。羅克韋爾自動(dòng)化高性能變頻器市場(chǎng)經(jīng)理Glenn Frazier先生解釋道，首先，TorqProve通過(guò)給定電機(jī)的轉(zhuǎn)矩來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制；然后，通過(guò)檢測(cè)電機(jī)三相繞組的電流來(lái)確定能夠控制全部負(fù)載，只有這種情況下才釋放機(jī)械制動(dòng)。

    帶有TorqProve的PowerFlex 700變頻器具有動(dòng)態(tài)調(diào)整功能，它允許在用戶重新修改負(fù)載時(shí)不用每次都設(shè)置機(jī)械制動(dòng)。變頻器將保持零速輸出，然后按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間釋放機(jī)械制動(dòng)；從而完成對(duì)機(jī)械制動(dòng)的設(shè)置。

    另一個(gè)特點(diǎn)是微調(diào)，它允許在設(shè)置一個(gè)負(fù)載時(shí)可以有微小地或者緩慢地移動(dòng)。另外，快速停車功能可以減少機(jī)械制動(dòng)的使用。Frazier先生認(rèn)為，該性能在不考慮任何減速斜率的情況下，命令變頻器以最快的速度制動(dòng)負(fù)載，然后啟動(dòng)機(jī)械制動(dòng)。一個(gè)減速限位開(kāi)關(guān)數(shù)字量輸入選擇可以使電機(jī)減速到一個(gè)預(yù)置速度。一個(gè)末端限位開(kāi)關(guān)數(shù)字量輸入選擇用于執(zhí)行快速停車，同時(shí)禁止變頻器以減速方向再啟動(dòng)。這兩個(gè)數(shù)字量輸入應(yīng)用在通過(guò)限位開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)升降位置的典型垂直傳送系統(tǒng)中，可使其控制效果更加完美。

    而且，如果是較輕的負(fù)載，基于負(fù)載的速度限制允許其在基速運(yùn)行。電機(jī)的基速是一個(gè)恒定的馬力輸出范圍，當(dāng)以該基速運(yùn)行時(shí)，有效轉(zhuǎn)矩將隨速度的增加而減小。如果是重負(fù)載，該特性將保持一個(gè)指定的速度，這樣為全負(fù)載控制提供足夠的轉(zhuǎn)矩。

保護(hù)設(shè)備

    根據(jù)Frazier先生的介紹，帶有TorqProve的PowerFlex 700變頻器具有一些保護(hù)功能。首先是制動(dòng)打滑檢測(cè)。

    Frazier先生解釋道，當(dāng)負(fù)載停止并且機(jī)械制動(dòng)抱閘時(shí)，變頻器將緩慢減小輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)監(jiān)視編碼器脈沖，確定負(fù)載是否保持不動(dòng)。如果存在編碼器脈沖輸入，說(shuō)明出現(xiàn)制動(dòng)打滑，此時(shí)變頻器將增加轉(zhuǎn)矩，重新控制負(fù)載，并按照預(yù)先設(shè)定的比率逐漸減少輸出轉(zhuǎn)矩。如此循環(huán)，直到控制住負(fù)載，制動(dòng)器將負(fù)載保持，或者讓負(fù)載安全著地。

    第二個(gè)功能稱為編碼器失效故障。根據(jù)Frazier先生的介紹，任何編碼器失效都會(huì)引起一個(gè)故障，這時(shí)將停止變頻器并啟動(dòng)機(jī)械制動(dòng)。

    最后的一個(gè)功能就是通常所說(shuō)的速度偏移故障。如果負(fù)載沒(méi)有按照指定的速度運(yùn)行，變頻器會(huì)立即啟動(dòng)機(jī)械制動(dòng)。該功能可以在機(jī)械堵轉(zhuǎn)或失速狀態(tài)下發(fā)揮作用。

    在許多升降應(yīng)用項(xiàng)目中，帶有TorqProve功能的PowerFlex 700變頻器允許無(wú)編碼器工作。但是，在無(wú)編碼器工作情況下，有兩個(gè)功能是無(wú)效的：動(dòng)態(tài)調(diào)整和制動(dòng)打滑檢測(cè)。由于沒(méi)有編碼器，因而對(duì)于辨別負(fù)載是否丟失，或者負(fù)載是否停止造成很大的困難。在沒(méi)有編碼器時(shí)，TorqProve功能還是可以為大多數(shù)應(yīng)用項(xiàng)目提供幫助，但是帶編碼器的運(yùn)行方式將為設(shè)備提供更大程度的保護(hù)。

    關(guān)注運(yùn)輸物料福特汽車公司所有汽車生產(chǎn)線的裝配車間都要采用垂直升降機(jī)。由于這些升降操作將決定其生產(chǎn)效率，所以福特公司對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行周期性地檢查，從而減少非正常停機(jī)故障。該檢查發(fā)現(xiàn)了如下問(wèn)題：

    在傳輸一個(gè)汽車底盤時(shí)，懸鏈升降系統(tǒng)采用保險(xiǎn)栓來(lái)保持和穩(wěn)定滑撬的末端。當(dāng)懸鏈架被提升到指定位置時(shí)，如果其中一個(gè)保險(xiǎn)栓沒(méi)有松開(kāi)，現(xiàn)有變頻器的動(dòng)力將足夠損壞升降系統(tǒng)，直到將底盤與懸鏈架強(qiáng)制分開(kāi)。

    為了保護(hù)升降系統(tǒng)免受機(jī)械堵塞的影響，滿足其快速的循環(huán)周期，福特公司考察了眾多的可選設(shè)備。最終決定采用Allen-Bradley帶有 TorqProve功能的PowerFlex 700 變頻器。TorqProve作為PowerFlex 700變頻器的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)功能，提供精確的升降控制和機(jī)械制動(dòng)之間的協(xié)調(diào)。

    PowerFlex 700變頻器通過(guò)精確限制轉(zhuǎn)矩，速度偏移故障以及出現(xiàn)機(jī)械堵塞后迅速停止變頻器，最大程度保護(hù)升降系統(tǒng)。在調(diào)試時(shí)，可以確保變頻器能在負(fù)載速度偏離指定速度時(shí)，立即停車并啟動(dòng)機(jī)械制動(dòng)。

    另外，采用FORCE技術(shù)的變頻器具有高性能的矢量控制。因此，工程師可以很容易地滿足指定循環(huán)周期的需求，同時(shí)還提供S曲線平滑啟動(dòng)和停車功能。此外，零速度負(fù)載保持能力提高了穩(wěn)定性，變頻器只需要提供保持轉(zhuǎn)矩，無(wú)需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而可以減少機(jī)械制動(dòng)的磨損。

    PowerFlex 700變頻器不僅通過(guò)減少機(jī)械制動(dòng)磨損來(lái)減少維護(hù)，它還能減少對(duì)控制器的編程。這是因?yàn)門orqProve的制動(dòng)協(xié)調(diào)控制已嵌入到變頻器中。這種卓越的電機(jī)控制功能提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性，也縮短了循環(huán)周期。更重要是，變頻器可以保護(hù)升降系統(tǒng)免受不正常操作鎖定或其它機(jī)械堵塞帶來(lái)的損失。

    為了保護(hù)垂直升降機(jī)免受機(jī)械堵塞的影響，福特汽車公司采用了Allen-Bradley帶有TorqProve功能的PowerFlex 700變頻器，作為一種標(biāo)準(zhǔn)功能，它提供精確的升降控制和機(jī)械制動(dòng)之間的協(xié)調(diào)