日立YPVF变频变压调速电梯,工作原理

　　日立YPVF电梯是应用变频变压调速技术控制的快速乘客电梯。此种电梯将逆变器与微计算机相结合，功能齐全，性能稳定，舒适感好，平层准确度高，噪音低，机房占地面积小，较交流调压调速电梯节省电力50%。

　　此种电梯把编程器和微计算机做在同一块电路板上，便于现场调试、操作和做故障记录。现场操作时，在机房可以测层楼高度、机房呼叫电梯运行、机房检修运行等;电脑随时监视电梯运行的状态，并将故障发生时的参数记录下来，便于维修人员分析判断故障范围及原因;编程器还可以修改或增添电梯的某些功能，检查某个元件的动作状态。编程器能随机安装为维修调试人员带来许多方便。

　　下面按电梯的工作程序介绍一普通YPVF电梯电路工作原理。

　　1. 运行准备

　　当合上电梯动力电源开关后，从随机电路图313-33178885中可以看到，R、S、T出线端有交流380V电压，控制柜上的电压表VM应有电压指示，电源指示灯PL亮。漏电检出器投入工作。如有漏电，99C吸合，其C2、A2点闭合，主开关FFB线圈吸合，使FFB不能合闸;如无漏电，FFB可以合上。当合上主开关FFB后，由阻容电路组成的过电压(浪涌电压)保护电路投入运行。逆变器的排风扇FAN开始工作。

　　从随机电路图313-33178887可以看出，三相电源R、S、T进入了电流转换器CNV。转换器是由大功率二极管组成的桥式整流器。经转换器三相交流电变为直流电，2端为正电源，3端为负电源。由于此时交流继电器10T处于释放状态，直流电只能通过冲击限流电阻RSH向大电容FILC充电。这个预充电功能减少了电梯启动时电流对电网的冲击，此时虽然PM，NA线端有电压，由于逆变器处于关闭状态，所以此时无输出。

　　当电源主开关FFB送电后，变压器TR1、TR2，TR4，TR6有电压，各控制回路得电，层楼指示灯亮。合上控制柜上的轿厢照明开关LIGHT，轿内照明、排风扇有电。此时如果外部安全系统正常，50B继电器吸合;门处于关闭状态，40D吸合;电梯处于运行准备状态。

　　2. 外呼、开门

　　外呼电源P22A是直流+22V电源(参见随机电路图313-33192169)。设电梯轿厢在一层，乘客按一层外呼向上关梯按钮1U，+22V 电源P22A 经XH1-2，发光二极管，按钮1U，XH1-1接GD22AX;同时经FIO输入输出板的XH1-3接口，经输入缓冲器输入电脑后使输出缓冲器输出保持信号，1层上呼发光二极管1U发光。

　　经电脑检索，① 电梯在本层平层位置，② 电梯关门状态，③ 电梯无运行指令，④本层有呼梯信号，然后判断本层开门。经输出缓冲器Z102输出开门信号并触发FLS导通(参见随机电路图313-33178902)，直流100V 电压经A100→双向可控硅FLS→D1→101N(1，2)→R1→R2→R3→ 开门机A→门机开关DMCCUT，到B100，使门电动机旋转开门。开门分两个阶段。第一阶段，电流经R5、D3分流，开门速度较快，第二阶段，开门行程开关14接通，电流经电位器R4的03，14端→14开关，D3与R5并联分流。少部分电流经开门机，开门速度较慢，直到将开门限位开关撞开，101N吸合，其常闭点(1、2)断开后，开门停止。

　　3. 内选，关门

　　乘客进入轿厢，设按5层按钮(参见随机电路图313-33192168)，电路板SDC上的直流+22V电源P22C从输入缓冲器，SDC的FU/14接口，轿厢按钮接GD22A，将轿内呼叫信号输入电脑。电脑储存记忆。输出缓冲器输出记忆信号，内选5层记忆灯亮。经电脑判断定为向上行。

　　经延时或按动关门按钮(参见随机电路图313-33178902)，经FIO板的Z101输出缓冲器输出关门指令信号。负100V直流电流B100经门机开关DMC、CTU，门电动机A，R3，R2，继电器OZ(1、2)点，二极管D2，双向可控硅FLS，A100导通，门电动机旋转关门。此时关门电流经二极管D4，开关23，电位器R4的03，23端分流，关门速度较快。当凸轮将关门停止开关撞开后，OZ释放，其常开点1、2断开，门电动机停止旋转。

　　4. 启动、运行、停车

　　经电脑检测，电梯有方向指令，厅、轿门联锁已关好时，即发出运行信号(参见随机电路图313-33178897)，50B↑，40D↑，10T↑，将大功率二极管整流电流直接与逆变器回路接通。MPU板将模式电压(即给定标准电压)送给ACR板，经载频调制后进行脉冲分配，形成六路基极触发信号，该触发信号经BDC板传送放大驱动逆变器的六只大功率晶体管工作。

　　大功率晶体管经U、V、W线端输出的调频调压电流，再经电抗器L滤波，变得更加圆滑，再输入到曳引电动机的线圈，电动机开始启动。

　　FIO板的32FC/2接口经V15B输出打开抱闸信号，抱闸继电器15B吸合，抱闸打开，曳引机转动，轿厢上升。在启动过程中，由于模式电压的变化，载波频率也不断变化，随着模式电压的提高，载波频率也升高。大功率晶体管开闭的时间和角度也随之变化，电动机运转的速度也随着频率的增加或减少而改变。启动过程完毕，模式电压稳定在某一数值，频率也相应地稳定在某一数值，电梯即用一个稳定的速度运行。在运行过程中与电梯曳引电动机同轴的旋转编码器不断运转，发出相应的脉冲数码作为速度反馈信号反馈到MPU板与模式电压比较后，用以调整电压的频率，使电梯稳速运行。

　　在运行过程中，电脑不断地搜寻电梯运行方向的呼梯信号。当电梯轿厢运行到4层时，电脑已搜寻到5层停站信号，经一定延时后，MPU电脑输出减速模式电压，电梯开始减速。

　　井道中第5层的隔磁板进入平层感应器FML时，轿厢进一步减速，并开始计数到预定值时，10T释放，电梯停车，15B释放，电梯抱闸，电梯停止以后再抱闸称零速抱闸，舒适感是比较好的。

　　停车以后的电梯开门、关门动作与前相同。

　　日立YPVF电梯是应用变频变压调速技术控制的快速乘客电梯。此种电梯将逆变器与微计算机相结合，功能齐全，性能稳定，舒适感好，平层准确度高，噪音低，机房占地面积小，较交流调压调速电梯节省电力50%。

　　此种电梯把编程器和微计算机做在同一块电路板上，便于现场调试、操作和做故障记录。现场操作时，在机房可以测层楼高度、机房呼叫电梯运行、机房检修运行等;电脑随时监视电梯运行的状态，并将故障发生时的参数记录下来，便于维修人员分析判断故障范围及原因;编程器还可以修改或增添电梯的某些功能，检查某个元件的动作状态。编程器能随机安装为维修调试人员带来许多方便。

　　下面按电梯的工作程序介绍一普通YPVF电梯电路工作原理。

　　1. 运行准备

　　当合上电梯动力电源开关后，从随机电路图313-33178885中可以看到，R、S、T出线端有交流380V电压，控制柜上的电压表VM应有电压指示，电源指示灯PL亮。漏电检出器投入工作。如有漏电，99C吸合，其C2、A2点闭合，主开关FFB线圈吸合，使FFB不能合闸;如无漏电，FFB可以合上。当合上主开关FFB后，由阻容电路组成的过电压(浪涌电压)保护电路投入运行。逆变器的排风扇FAN开始工作。

　　从随机电路图313-33178887可以看出，三相电源R、S、T进入了电流转换器CNV。转换器是由大功率二极管组成的桥式整流器。经转换器三相交流电变为直流电，2端为正电源，3端为负电源。由于此时交流继电器10T处于释放状态，直流电只能通过冲击限流电阻RSH向大电容FILC充电。这个预充电功能减少了电梯启动时电流对电网的冲击，此时虽然PM，NA线端有电压，由于逆变器处于关闭状态，所以此时无输出。

　　当电源主开关FFB送电后，变压器TR1、TR2，TR4，TR6有电压，各控制回路得电，层楼指示灯亮。合上控制柜上的轿厢照明开关LIGHT，轿内照明、排风扇有电。此时如果外部安全系统正常，50B继电器吸合;门处于关闭状态，40D吸合;电梯处于运行准备状态。

　　2. 外呼、开门

　　外呼电源P22A是直流+22V电源(参见随机电路图313-33192169)。设电梯轿厢在一层，乘客按一层外呼向上关梯按钮1U，+22V 电源P22A 经XH1-2，发光二极管，按钮1U，XH1-1接GD22AX;同时经FIO输入输出板的XH1-3接口，经输入缓冲器输入电脑后使输出缓冲器输出保持信号，1层上呼发光二极管1U发光。

　　经电脑检索，① 电梯在本层平层位置，② 电梯关门状态，③ 电梯无运行指令，④本层有呼梯信号，然后判断本层开门。经输出缓冲器Z102输出开门信号并触发FLS导通(参见随机电路图313-33178902)，直流100V 电压经A100→双向可控硅FLS→D1→101N(1，2)→R1→R2→R3→ 开门机A→门机开关DMCCUT，到B100，使门电动机旋转开门。开门分两个阶段。第一阶段，电流经R5、D3分流，开门速度较快，第二阶段，开门行程开关14接通，电流经电位器R4的03，14端→14开关，D3与R5并联分流。少部分电流经开门机，开门速度较慢，直到将开门限位开关撞开，101N吸合，其常闭点(1、2)断开后，开门停止。

　　3. 内选，关门

　　乘客进入轿厢，设按5层按钮(参见随机电路图313-33192168)，电路板SDC上的直流+22V电源P22C从输入缓冲器，SDC的FU/14接口，轿厢按钮接GD22A，将轿内呼叫信号输入电脑。电脑储存记忆。输出缓冲器输出记忆信号，内选5层记忆灯亮。经电脑判断定为向上行。

　　经延时或按动关门按钮(参见随机电路图313-33178902)，经FIO板的Z101输出缓冲器输出关门指令信号。负100V直流电流B100经门机开关DMC、CTU，门电动机A，R3，R2，继电器OZ(1、2)点，二极管D2，双向可控硅FLS，A100导通，门电动机旋转关门。此时关门电流经二极管D4，开关23，电位器R4的03，23端分流，关门速度较快。当凸轮将关门停止开关撞开后，OZ释放，其常开点1、2断开，门电动机停止旋转。

　　4. 启动、运行、停车

　　经电脑检测，电梯有方向指令，厅、轿门联锁已关好时，即发出运行信号(参见随机电路图313-33178897)，50B↑，40D↑，10T↑，将大功率二极管整流电流直接与逆变器回路接通。MPU板将模式电压(即给定标准电压)送给ACR板，经载频调制后进行脉冲分配，形成六路基极触发信号，该触发信号经BDC板传送放大驱动逆变器的六只大功率晶体管工作。

　　大功率晶体管经U、V、W线端输出的调频调压电流，再经电抗器L滤波，变得更加圆滑，再输入到曳引电动机的线圈，电动机开始启动。

　　FIO板的32FC/2接口经V15B输出打开抱闸信号，抱闸继电器15B吸合，抱闸打开，曳引机转动，轿厢上升。在启动过程中，由于模式电压的变化，载波频率也不断变化，随着模式电压的提高，载波频率也升高。大功率晶体管开闭的时间和角度也随之变化，电动机运转的速度也随着频率的增加或减少而改变。启动过程完毕，模式电压稳定在某一数值，频率也相应地稳定在某一数值，电梯即用一个稳定的速度运行。在运行过程中与电梯曳引电动机同轴的旋转编码器不断运转，发出相应的脉冲数码作为速度反馈信号反馈到MPU板与模式电压比较后，用以调整电压的频率，使电梯稳速运行。

　　在运行过程中，电脑不断地搜寻电梯运行方向的呼梯信号。当电梯轿厢运行到4层时，电脑已搜寻到5层停站信号，经一定延时后，MPU电脑输出减速模式电压，电梯开始减速。

　　井道中第5层的隔磁板进入平层感应器FML时，轿厢进一步减速，并开始计数到预定值时，10T释放，电梯停车，15B释放，电梯抱闸，电梯停止以后再抱闸称零速抱闸，舒适感是比较好的。

　　停车以后的电梯开门、关门动作与前相同。

　　5. 其他电路

　　(1) 断电自动平层功能

　　当电梯电源停电时，为了放出轿厢内的乘客，根据用户需要，电梯可以安装断电自动平层开门装置。

　　当电梯电源停电时(参见随机电路图313-33178886)，继电器97S、97SA、97SAX释放，其常开触点释放，切断了转换器与电网的连线，切断了控制回路与电网的连线。应急装置得到停电信号后，经延时，备用电源使97SBX，继电器吸合，其常开点97SBX(1、2、3)使备用电源与控制回路接通;使97SB继电器吸合，其常开点97SB(1、3)使逆变器直接接入备用电源。电梯控制系统得电后，将使电梯轿厢自动慢速运行到就近平层位置，开门后，备用电源自动脱离控制系统和逆变器网络。

　　(2) 再生放电回路

　　电梯电动机工作在四个象限，当电梯轿厢空载上行或重载下行时，电动机将工作在第四象限，即电动机将变成发电机，此时发出的电流使出线端PM、NM端电压升高，超过额定值300V，此信号经PM1线传输到BDC板与基准电压(参见随机电路图313-33178894)，经比较判断为再生发电，即触发三极管，使之导通。经该三极管的射极RB1接口MH4传输到再生放电三极管TRS的基极B1(参见随机电路图313-33178887);此信号使TRS导通。电流经再生放电电阻RR和再生放电三极管TRS放电，电能消耗在电阻RR上。当电压达到标准电压值时，TRS管截止，放电停止。

　　此类电梯还设有过电压，欠电压，过电流，缺相等保护系统，但没有相序保护。因为电源接转换器后变为直流电，电动机的转向靠电脑改变逆变器的触发角而改变相序来实现，故外电网的相序不影响电梯的运行方向。

　　(3) 轿厢内检修操作

　　① 用电梯钥匙将轿厢操纵盘上的小盒盖打开，即可见到如图4-24所示两排开关。

　　图4-24　操纵盘小盒

　　将“检修灯”开关扳向下方，轿厢顶和轿厢底的检修照明灯应该亮。再将“检修”开关扳到下方，电梯即为检修运行状态。

　　② 检修向上运行，电梯处于检修状态后，按住轿内操纵盘上最高层的选层按钮，电梯将关门后检修速度上行。当电梯运行到平层区域时，操纵盘上“OPEN”按钮旁的红灯亮。这时抬手，电梯平层开门。在检修运行中，按按钮的手指抬起，电梯即随时停梯。

　　③ 检修向下运行，电梯处于检修状态后，按住轿内操纵盘上最高层的选层按钮，电梯将关门后以检修速度下行。当电梯运行到平层区域时，操纵盘上“OPEN”按钮旁的红灯亮，这时如果抬手，电梯即平层开门。

　　④ 恢复快车运行状态： 在平层区域恢复快车状态时，将“检修灯”开关、“检修”开关扳到上方，电梯即恢复快车状态。如电梯轿厢不在平层区域而将上述开关扳到上方位置时，电梯将自动鸣笛以中速运行到下一层平层位置停梯开门。恢复自动运行。

　　⑤ 轿厢顶检修运行，须两人配合操作。将电梯轿厢操纵盘上的开关置检修状态，一人在厅门外，另一人在轿厢内。轿厢内人员将电梯以检修速度向下运行，厅外人员从厅门缝观察，当轿顶与厅门地坎基本平齐以后，令轿内人员停梯。电梯停止以后，厅外人员用厅门钥匙将厅门打开，人进入轿顶前须先将轿顶操作箱上的“停止”开关或“轿顶操作”开关扳至下方以策安全。轿顶操作箱开关位置如图4-25。

　　图4-25　轿顶操作箱开关位置图

　　⑥ 厅外人员进入轿顶后，将“轿顶操作”开关扳到下方，“停止”开关和“关门机”开关均扳至正常，关好厅门。此时轿厢上行或下行只能听命于轿厢顶人员，轿厢内人员不需操作任何开关。

　　图4-26　轿顶操纵盒

　　轿顶人员欲走车时，先告诉轿内人员一声，“电梯下行”或“电梯上行”，使之有思想准备。

　　轿顶人员走车时，用手按轿顶操作盒上的上行(UP)或下行(DN)按钮。如图4-26所示。轿厢即慢车上行或慢车下行。为了工作方便，轿顶人员应将电梯向上开到平层区域，将轿内人员放出;并再将电梯向下开到轿顶与厅门地坎接近水平位置，将轿内人员接进轿顶，然后二人可同时开始检修工作。电梯每运行一次，轿门就要开关一回，为了节省时间和减少机械磨损，当轿门关闭后，可将轿顶操作箱上的“关门机”开关扳至下方，电梯停梯时，轿门就不再打开了。

　　工作中，如遇紧急情况可将轿顶操作箱的“停止”开关或轿顶操纵盒上的“停止”开关扳下，电梯便停止了。

　　⑦ 工作完毕，一人走出轿顶，在厅门外等候，另一人将电梯轿厢上升，进入门区，将门机开关扳至正常位置，电梯开门，厅外人员进入轿厢。轿顶人员将轿顶各开关恢复到正常位置。这时轿厢内人员可操纵电梯向下运行，等轿顶与厅门地坎基本平齐之后，轿顶人员走出轿顶、关好厅门。轿内人员将电梯慢速上升平层后，开门，两人均可进入轿厢内。此时将轿厢操纵盒内各开关恢复“正常”状态，电梯即可自动运行了。

　　(4) 机房检修运行

　　机房内的电梯控制屏上有一块INV-MPU电路板，该板上安装着编程器，在此称为信号装置。信号装置包括两部分： 操作装置和显示装置，如图4-27所示。

　　图4-27　信号装置示意图

　　有时需要在机房内进行检修速度运行操作，或称低速操作。操作前，先将人体静电放净。机房低速操作时，首先将轿厢操作开关盒内的各个开关设置在“正常”状态，即高速自动运行状态，然后在机房控制柜上顺序按操作装置的钮。电梯停止状态时，按MODE，再按③，再按SET，此时电梯即变为检修状态。在此状态下操作：

　　再按⑦时，轿厢即关门，然后低速上升;抬手，电梯即刻停止运行，开门。

　　再按④时，轿厢即关门，然后低速下降;抬手，电梯即刻停止运行，开门。

　　机房低速操作完毕，须使电梯恢复正常运行状态，这时须顺序按下MODE→③→RESET按钮，电梯就恢复自动运行状态了。

　　(5) 测量楼层高度

　　电梯初装之后以及以后每半年都应测量一次楼层高度。测量程序如下：

　　将电梯轿厢开至最底层平层区域，轿厢地坎厅略低于厅门地坎30～50mm的位置。将轿厢操纵盘开关盒内的开关设置在司机高速状态。

　　按控制柜操作装置上的按钮MODE-①-①-SET。然后再按START按钮持续约5s，电梯关好门后，以中速向上运行。运行期间不允许动任何开关和按钮。如电梯关门后不走车，则应检查门系统是否关好。即40D和40G继电器是否吸合。

　　当轿厢以中速运行到顶层，并超过顶层地坎30～50mm时，电梯停止，50B继电器自动断开，这时接通安装在INV-FIO-PCB上的DIP的1号开关(最左边的开关)见图4-28，即将1#开关扳至上方，电脑将数据储存后，50B继电器重新吸合，上时再将DIP的1#开关扳下，记忆完毕。如果测量失败，在显示装置上则显示60#故障，此时就应该重新检查各限位开关和RM位置探测器，并重新开始测楼高。如测量成功，即显示装置上不显示60#故障，则按信号操作装置按钮MODE-①-①-RESET。然后清理所有故障记录，电梯即自动找平层。将轿厢操纵盘开关小盒的开关扳到自动运行位置，电梯即可自动投入运行了。楼层高度测量完毕。

　　图4-28　DIP开关

　　(6) 时间指示器

　　通过操作装置，显示装置上可以显示出电梯运行h数。

　　按MODE-①-SET按钮，运行时间将以十进位制连续显示直至999999h。如果运行时间超过999999h，其高2位和低6位每隔1.5s交替显示一次，即电梯可记录近百万小时。

　　运行时间记录可以便于维修人员适时地安排大中修、换油，统计故障率等。

　　(7) 轿厢门止动

　　按控制柜信号操作装置DOOR STOP按钮，轿厢门机电源切断，轿厢门停止开关门动作。按RESET按钮，即消除了此指令，门可自动关闭。

　　(8) 机房操作呼梯信号

　　在机房控制柜信号操作装置上可以呼叫电梯运行。按MODE-④-SET指令是底层呼叫电梯;按MODE-⑤-SET是中间层呼叫电梯;按MODE-⑦-SET是顶层呼叫电梯。消除以上指令时，按相应指令MODE-④-RESET，MODE-⑤-RESET和MODE-⑦-RESET即可。