VFD ile Asansör Sürüş Kalitesi Ayarı

Düzgün kullanıldığında yazılım işlevleri, geri alma etkilerini ortadan kaldırabilir ve hız kontrol yanıtını artırabilir.

Birçok kişi asansör kullandıklarında sürüş kalitesini doğal kabul eder, ancak sorunsuz ve duyarlı bir sürüş, kontrolör, değişken frekanslı sürücü (VFD) ve frenler gibi tüm sistem bileşenlerinin hassas şekilde ayarlanmasını gerektirir. VFD, uygun şekilde uygulandığında mekanik için güçlü bir ayarlama aracı olabilir. Bu makale, iki ana asansör ayarı için bir asansör VFD'sinde bulunan yazılım işlevlerine odaklanmaktadır: geri alma ve artırılmış hız kontrol yanıtı.

Rollback

Sürüşün başlangıcında, fren kalktığında, bir hız komutu henüz başlatılmadığında ve VFD, kabinin ağırlık yönünde hareket etmesini önlemek için yeterli tutma torku oluşturmadığında, kısa bir an için geri alma meydana gelebilir. Bu, kalkış sırasında araçtaki yolcular tarafından bir çarpma olarak hissedilebilir. Dişlisiz makinelerin daha düşük başlangıç ​​sürtünmesi nedeniyle geri dönüş, sabit mıknatıslı dişlisiz motorlarda endüksiyon dişli motorlara göre daha belirgindir. Asansör kontrolörü motorla birlikte makine dairesinde bulunuyorsa geri dönüş görsel olarak teşhis edilebilir. Bununla birlikte, makine dairesiz (MRL) uygulamalarda, motor görüş alanı dışında olduğundan geri dönüşü teşhis etmek daha zor olabilir. İnverter kapsam belirleme yazılımı, geri almanın belirlenmesine ve ayarlanmasına yardımcı olabilir. Şekil 1, komut hızını (kırmızı), gerçek motor hızını (mavi), motor torkunu (yeşil) ve motor konumunu (sarı) gösteren dört kanallı bir kapsam izini kullanarak geri dönüşün görsel bir temsilini sağlar.

Motor konumu (sarı), frenin kaldırıldığını ve kabini sıfır hızda tutmak için yeterli tutma torku (yeşil) olmadığını gösteren hız komutu verilmeden önce sıfırdan sapmaya başlar. Fren kaldırıldığında motor hareketine tepki olarak birkaç tork darbesi meydana gelir ve bu da kalkışta yolcuların bir darbe hissetmesine neden olabilir.

Geri alma için ayarlamanın birkaç yolu vardır. Örneğin, fren ve hız komutu zamanlaması, fren kalkarken kabin hareket etmeye başlayacak şekilde ayarlanabilir. Bu, geri dönüşün etkilerini azaltabilse de, asıl nedeni çözmez ve yolcular için sorunsuz bir kalkış sağlamaz. Neyse ki, VFD üreticisine bağlı olarak, geri dönüşü ortadan kaldırmak için yazılım kullanılabilir.

Çoğu asansör tahriki üreticisi, geri dönüşü ortadan kaldırmak için - fren altındayken veya fren çekme işleminden hemen sonra - bir tork komutu sağlama yöntemine sahiptir. Bir yöntem, motora yeterli tutma torku sağlamak ve böylece geri dönüşü önlemek için kullanılabilecek hem orantısal hem de integral katsayıdan oluşan bir geri besleme kontrol döngüsünün kullanılmasını içerir. Bu yöntem kullanıldığında, fonksiyonun düzgün çalışması için arabanın hareketi gereklidir. Bu ilk başta mantıksız görünebilir, ancak hareket o kadar küçüktür ki çıplak gözle görülemez (kasnak dönerken) veya arabadaki yolcular tarafından hissedilemez. Şekil 2, harekete yanıt olarak tork oluşumunun bir kapsam izini göstermektedir.

Motor kodlayıcıdan algılanan hareket miktarına bağlı olarak, sürücü motoru sıfır hızda tutmak için hızla torku (yeşil) artırır. Bu, geri besleme kontrol döngüsünün veya kazancın integral katsayısını ayarlayarak yapılır. İntegral yanıt, zaman içinde hata - bu durumda sıfır olmayan hız - biriktirir. Daha yüksek integral kazanç değerleri, sabit durum durumuna ulaşılana kadar (sıfır hız) sıfır olmayan hız hatasını karşılamak için torku daha hızlı artıracaktır. Tüm bunlar çok hızlı bir şekilde - 0.3-0.5 sn içinde - yani yolcuların hiçbir şey hissetmediği anlamına gelir. Fren kaldırıldığında tork sağlamaya yönelik bu yöntem, çoğu asansör uygulaması için çok iyi çalışır, ancak temel işlevselliği, orantılı ve entegre (PI) bir geri besleme kontrol döngüsü, çalışması için hataya (motor hareketi) dayanır.

Tork sağlamanın başka bir yöntemi, bir yük kantarı kullanmayı içerir. Bir yük tartma cihazı, kabindeki yük miktarını tespit etmek için sensörler kullanır ve farklı yükleme koşullarına göre hassas bir tutma torku yanıtı sağlayabilir. Kullanılan yük kantarı tipine bağlı olarak, doğrudan VFD'ye bağlanabilir ve bir analog sinyal aracılığıyla bir tork komutu iletebilir veya daha fazla filtrelemenin uygulanabileceği kontrolöre bağlanabilir; daha sonra, seri iletişim yoluyla sürücüye sonuç olarak bir tork komutu gönderilebilir.

Artan Hız Kontrol Tepkisi

Çoğu asansör uygulaması için, bir VFD'deki geri besleme kontrol döngüsündeki standart orantısal, integral ve türev (PID) kazanımları yeterli hız kontrol yanıtı sağlar, ancak bazı yüksek profilli asansör uygulamaları (yüksek kaliteli ofis binaları, apartman kompleksleri vb.) .), istenen sürüş kalitesini elde etmek için, örneğin agresif zeminden zemine zaman ayarlandığında olduğu gibi, ek ayar gerekli olabilir. Geleneksel bir PID geri besleme kontrol döngüsü, kodlayıcıdan gelen komut hızı ile gerçek motor hızı arasındaki farka dayalı olarak hız kontrol ayarlamaları yapmak için motor kodlayıcıdan gelen geribildirime dayanır. Bu farka hata denir. VFD'nin bu hataya yanıtı, orantısal ve integral hız kontrol kazançları aracılığıyla ayarlanır. Bu hız kontrolü yöntemi iyi çalışsa da hız kontrolü için motor kodlayıcıdan gelen geri bildirime dayanır. Bazı yüksek performanslı uygulamalar için geleneksel PI kontrolü, istenen hız kontrol yanıtını sağlamayabilir. Bu tür uygulamalar için daha karmaşık bir hız kontrol yöntemi kullanılabilir.

Ek hız kontrol yanıtı sağlamak için ileri besleme tork kontrolü (FFTC) kullanılabilir. FFTC, sistem ataletine dayalı olarak sistemin ne yapacağını tahmin ederek ve bu tahmine dayalı olarak gerekli tork komutunu sağlayarak motor kodlayıcıdan gelen hız geri beslemesine bağımlılığı azaltır (Şekil 3).

FFTC, sistem ataleti VFD tarafından öğrenildikten sonra etkinleştirilebilir. Motor verilerini modelleyerek, yspve sistem yanıtı, uff, sistem ataleti ile yanıtın bir tahmini yapılabilir. Motor kodlayıcı geri beslemesi alınmadan önce bir ön düzeltme yapılarak hata miktarı azaltılır. Bu hız kontrolü yöntemi, orantısal ve integral kazançlara daha az güvenerek daha doğru bir yanıt sağlar.

FFTC'nin ne kadar etkili olabileceğini göstermek için, kontrollü bir Ar-Ge laboratuvarı ortamında, düşük hız kontrol kazançları ve FFTC'nin kapalı olduğu, ayarsız bir motor kuruldu. Motorda herhangi bir ek ayar yapılmadı. Şekil 4, simülasyonlu bir asansör çalışmasının komut hızının (kırmızı), gerçek motor hızının (mavi), motor akımının (sarı) ve motor torkunun (yeşil) kapsam izini gösterir.

Profilin (daire içine alınmış) hem hızlanma hem de yavaşlama kısımlarında önemli miktarlarda alt ve üst limit aşımı mevcuttur. Ek olarak, bu alt ve üst noktalar, sürüş kalitesini olumsuz yönde etkileyebilecek büyük tork darbelerine karşılık gelir.

Ardından, FFTC kullanmanın etkisini göstermek için sistem ataleti öğrenildi ve FFTC etkinleştirildi. Aynı çalıştırma gerçekleştirilmiştir ve kapsam verilmiştir (Şekil 5).

FFTC'nin etkinleştirilmesi, profilin hızlanma ve yavaşlama bölümlerinde mevcut olan hedefi aşma ve aşmayı büyük ölçüde azaltır. Ayrıca, tork darbelerinin büyüklüğü çok daha küçüktür ve daha yumuşak tork geçişleri çok daha konforlu bir sürüş sağlar. Bu abartılı bir durum olmasına ve laboratuvar koşullarında yapılmasına rağmen, FFTC'nin asansör hız kontrolü üzerinde sahip olabileceği temel prensibi ve etkiyi göstermektedir.

Sürüş kalitesini daha da artırmak için düşük geçiş filtresi ayarlanabilir. Hız profili denetleyici tarafından harici olarak oluşturulduğunda, düşük geçiş filtresinin örnekleme süresinin arttırılması, denetleyici tarafından oluşturulan hız profili üzerinde süreksiz bükülme noktalarının neden olduğu istenmeyen etkilerin azaltılmasına yardımcı olabilir. Ek olarak, FFTC, yanıtını güçlendirmek veya zayıflatmak için kullanılabilecek bir kazanç değerine de sahiptir.

Genel olarak, FFTC'yi etkinleştirmek, asansör sistemini daha duyarlı hale getirir. Hız kazanımlarının etkisi daha az olacaktır ve daha geniş bir kazanım aralığında yeterli hız kontrolü sağlanabilir. FFTC, agresif hız kontrol profilleri içeren uygulamalarda ve dişli asenkron makineler gibi yüksek başlangıç ​​sürtünmesi sergileyen uygulamalarda iyi çalışır.

Asansör VFD'si, iki yaygın asansör sürüş kalitesi sorununa çözüm sağlayabilen güçlü bir ayarlama aracıdır. Geri alma, VFD'deki bir PI kontrol döngüsü kullanılarak ortadan kaldırılabilir. Geri dönüşü ortadan kaldırmak için yük kantarları gibi ek araçlar da kullanılabilir. FFTC, son derece dinamik asansör uygulamalarında istenen sürüş kalitesini elde etmek için ek yanıt sağlayabilir. Alçak geçiren filtreler ve kazançlar gibi ek ayarlamalar, mümkün olan en iyi yolcu deneyimi için sürüşe ince ayar yapabilir.