打造电梯行业新媒体!
| [打印] |
从设计观点上，主电路因电梯额定速度的不同而有颇在，以目前资料所显示，从60MPM一直至150MPM，除了轻微外，基本结构加说是相同，从150MPM以上则有较主要差，因此，本音所涉及者主要为60~150MPM这范围内的主电路。在前而第三章中对V/F系统作一概论时，已将主电路的轮廓作一说明，在本章中，我们除作一补充外，主要是对若干器件作进一步说明。
1. 三相电源的R、S、T相引进控制柜后，即有线将相间电压引往电源灯（Pilot Lamp）及电压表*。读者须注意此两项设备亦为安全设备，从电源灯发光及电压表有读数，工作人员须立刻知道该控制柜内已有高电压，虽然未接全总开关，仍须小心。除上述两装置位于最前端外，即为总开关FFB，此FFB与其他型号电梯所用者并无不同，除担任人手控制开关外，还担任短路保护。在FFB后，为零相变流器
2. 由于主电路于三相整流后采用大电容作平滑，所得输出电压即可高达500伏直流，如两主功率晶体管串联，每板仍得承受250伏直流，达最高容许电压的25%，对主晶体管因然不够安全，对工作人员亦造成一定程度的危险，特别当大电容放电时，电压越低，下降越慢，如开始电压为500伏，降至100伏时，危险性仍很高，但其放电速度已颇慢，若开始时电压为300伏，则降至60伏时，虽然放电速度也很慢，但60伏已比100伏安全得多。在V/F系统中，我们不用346伏交流而采用较低电压，甚至不惜提高成本而加配一个三相变压器（降压用）也是为了这个原因。
3. 变流器
在DB、YPM等系统中，由于主电路电压波形极接近理想正弦波，同时频率既低而固定，故可采用体积小的传统式变流器，徐作显示用途外，还可担任要求较高的任务，在V/F系统中，情况是完全不同，基本频率虽然低，但却可变化，而进行PWM时，不但电流波形远离正弦形同时有一个大约3KHZ的载波，在如此高频率及方形波的情况下，传统式变流器是无法能够一方面减弱电流强度，另一方面双能忠实反映出原电流的波形。在V/F系统中，由于主要是电流控制，需要电流反馈，故有必要从另一角度撒谎寻或设计一种可行的变流器。在主电路中，有三个十分重要的电流反馈：（1）主马达U相电流反馈 [HCTU]；（2）主马达V相电流反馈 [HCTV]；（3）逆变器输入电流反馈 [HCTA]。前两个的重要性不言可喻，读者们参看第三章图七即可知道，第三个反馈可确定再生情况及其控制，过电压保护等。由于这三个反馈点都已受PWM影响，故不能使用传统式CT，而必须用霍尔效应变流器，简称为HCT。除此之外，即可使用传统式CT（编者按，如速度超过50MPM，所使用HCT数目大增，例如20MPM即使用九个HCT）。图一为HCT的一般符号。
4. 再生晶体管
在电梯中，主马达并非经常牌马达运行形式（电能à机械能），必然有些情况是牌发电机运行形式（机械能à电能），最明显的例子就是一部电梯满载由顶层下降，此时轿厢重于对重，故产生一转矩（制动器释放后）自动使用权轿车厢下降，固而马达成为了发电机。在旧式系统中，这产生的电能，只要主马达与电厂三相电源接通（例如11或12等大拍仍保持动作状态），就能流回电网。在V/F系统中，我们就必须多做一点功夫。设在某一时刻主马达三个相电流方向如图二所示，在正常马达运行形式中此情况亦即第三章图十一的（1）区情况，T1、T4、T5通电，而T2、T3、T6则开路，由于A点电压比B点高数百伏，故C点电压 ≌ E点电压， 并略低于A点电压；D点电压略高于B点电压。或：平滑电容端电压 = 主马达反电压 十 主晶体管电压降
在再生情况下，主马达实际上牌发电机运行形式，因而平滑电容端电压+主马达产生电压=主晶体管电压降。从图三可知这一来一去差别很大，对主晶体管来说，在再生情况下就受到比正常更大的电压，很易导致烧毁。补救的办法只能从电容电压着手。因为主马达在电梯应用中必然会牌再生形式，而根据最基本电机原理，再生时所产生电压方向也必然与外加电压同向。从图二我们可以看出，如果再生晶体管电路开路时，一旦主马达进入再生状态，主晶体管即面临“过电压”情况，但如在电路中，探测出再生情况出现，并发出一个适当讯号给图中TRS晶体管基极，使晶体管导通，则平滑电容可经由电阻RR及TRS晶体管迅速放电，使图三（b）中的顺时针方向电压减低，避免了主晶体管会因电压过高而损坏。从能量角度来看，机械系统向主马达输入的机械能也变成电能在电阻RR中消耗而不致造成破坏。
#p##e#5. FILR及RSH
从图二可看出RSH与接触器10T的主触点并联，而FILR则与平滑电容并联。RSH取值很低，所能通过电流也极小，其作用为当电源接上，三相整流已有输出，但因未有讯号，10T仍示动作，此时可通过其低电阻向巨大平滑电容迅速充电，RSH取值为100Ω左右。一方面可提供迅速充电，一方面亦可防止在全无电阻情况下巨大电容在开始充电的一瞬所吸取的巨量充电电流。由于RSH所容许电流不大，如10T接触不良，或甚至不动作，RSH可于极短时间内烧毁，情况有如保险丝，可主生一定的安全保障。FILR为一滤波电阻，由于接于A、B两点间，其值不能低（偏者按：如阻值低，电梯运行时FILR将消耗大量电功率，对三相电源及整流器形成额外负荷，FILR亦因而散发大量热量）。如定为12KΩ（即12,000Ω），在600伏直流电压下，流过电流为50mA，而电阻所消耗功率将为30W（瓦），FILR一方面能改善平滑电容的充电特性，而当关断三相电源后亦可提供一条放电途径给予平滑电容，避免其长期带有高电压，易生意外。由于电容及电阻都大，所以缺点是放电缓慢，从简单计算，如要高压因放电而下跌至原来的5%约需时至少200秒（看使用电容数值而定）。工作人员因此须牢记，切勿于关断总开关（并非FFB，而是隔离开关）后，即以为如其他机种一样，控制柜内再无高压存在。
6. 主晶体管的保护
除上述的再生式晶体管电路外，由于主晶体管造价昂贵，故有必要采用多项保护，图四是目前直接使用于每一主晶体管的保护元件。Ci为输入电路电容，对可能损毁主晶体管的推散超高频讯号有旁路作用。R与C串联电路为浪漂吸收器，如供电网有严重干扰可引起电源发生高频高电压，此时浪漂吸收器即能发挥其保护作用。图中所示者为N-P-N型晶体管，电源极性必须如图所示，但如电路因某种原因产生扰乱性电压，其极性与图四所示相反，则此电压有可能损坏晶体管，如接一二极管D，如图所示，则正常极性时，D是反接，等于开路，而在不正常极性时，D即发生旁路作用，保护主晶体管免受损害。在整体方面，由于主晶体管要控制大功率，其本身必然发热，又由于所有半导体都是对温度敏感的器件，故必须安排散热装置。积极方面，在主晶体管上部须装抽风扇，利用气流带走热量，同时加装巨型散热装置，使热量不会积聚于晶体管内；消极方面，则使用耐压及电流较高的晶体管，以补散热的不足。例如主马达最大电流为
7. 滤波器
在主晶体管输出与主马达之间不有一个滤波器，滤波器最佳结构为I/C型 （即电感电容式），如主马达功率不大，可以采用结构较简的滤波器，当然效果也较差。使用滤波器的原因是因为从主晶体管输出的电流，除了含有基频（在0~50Hz范围内变化）以外，还含有基频的多次谐波。虽然不会构成对主马达严重危害，但能产生高频噪音。
