【正文】 32 第 6 章 結(jié)論 ........................................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 40 致 謝 ....................................................................................................................... 42 附錄 I...................................................................................................................... 43 附錄 II ..................................................................................................................... 49 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒 論 引言 電梯 :elevator； lift； movingstaircase。一種以電動機(jī)為動力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺階式，踏步板 裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱扶梯。 1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙格雷夫斯奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿貨物的升降梯平臺上，命令助手將平臺拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒有墜毀，而是牢牢地固定在半空中 —— 奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用?！耙磺邪踩壬鷤?。”站在升降梯平臺上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰也不會想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯 。 1889 年 12 月，美國奧的斯電 梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動機(jī)為動力，通過蝸輪減速器帶動卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。 1892年，美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河 。 中國最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國奧的斯公司于 1901 年安裝的。1932 年由美國奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運(yùn)轉(zhuǎn)著。1951 年，黨中央提出要在天安門安裝一臺由我國自行制造的電梯，天津從慶生電機(jī)廠榮接此任，四個月后不辱使命，順利地完成了任務(wù)。十一屆三中全會后，沐浴著改革開 放的春風(fēng)，我國電梯業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時期。如今，在我國任何一個城市，電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障 。 選題的背景及意義 改革開放的 30 年 來，我國經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，城市化水平也得到了很大的提高，小高層、高層住宅也空前崛起，這從客觀上導(dǎo)致了電梯行業(yè)的空前繁榮景象，所以研究電梯的驅(qū)動方式能更有效的促進(jìn)電梯發(fā)展，同時也是我們自動化技術(shù)的一個重要研究內(nèi)容。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 此次選題 高層住宅樓電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合本學(xué)科專業(yè)的發(fā)展，符合 科 技、 經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要， 解決理論或?qū)嶋H工作中的問題，并能理論聯(lián)系實(shí)際，具有一定的科技、應(yīng)用的參考價值。而且符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，基本達(dá)到科學(xué)研究和實(shí)踐能力培養(yǎng)和鍛煉的目的。隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定快速的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求也越來越高，高層建筑迅速增加，電梯得到廣泛的應(yīng)用。在許多建筑物中，電梯已成為不可缺少的配套設(shè)施。作為建筑物內(nèi)的交通工具，電梯給人們帶來舒適、快捷的享受。電梯已然成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚牟糠?，所以此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)研究高層住宅電梯驅(qū)動有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 變壓變頻調(diào)速電梯特點(diǎn) 交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是施加于定 子繞組上的交流電源頻率的函數(shù)，均勻且連續(xù)地改變定子繞組的供電頻率，可平滑地改變電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。但是根據(jù)電動機(jī)和電梯為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的要求。在變頻調(diào)速時需保持電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不變，維持磁通恒定。這就要求定子繞組供電電壓要作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。因此，其電動機(jī)的供電電源驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)能同時改變電壓和頻率。即對電動機(jī)供電的變頻器要求有調(diào)壓和調(diào)頻兩種功能。使用這種變頻器的電梯常稱為 VVVF 型電梯。 （ 1） 變頻器 可分為交 交變頻器和交 直 交變頻器兩大類。交 交變頻器。 交交變頻調(diào)速系統(tǒng)是一種不經(jīng)過中間直流環(huán)節(jié)，直接將較高固定頻率的 電壓變換為頻率較低而可變輸出電壓的變頻調(diào)速系統(tǒng)。其每一相均由兩組（正、負(fù)組）三相全波變流器反并聯(lián)構(gòu)成。通過改變正、負(fù)兩組整流器觸發(fā)角的頻率，即可改變輸出電壓的頻率；改變輸出電壓比 k 值，即可 改變輸出電壓值。交交變頻器通過兩組反并聯(lián)的晶閘管交替工作來產(chǎn)生 一 相低頻的交流電壓供給負(fù)載，存在環(huán)流問題。在可逆直流傳動中采用的工作方式（如邏輯無環(huán)流、錯位無環(huán)流、可控環(huán)流）一般在交交變頻器中均可適用。交交變頻器的主電路及基本控制部分可采用直流傳動的相同組件和技術(shù)。 交 直 交變頻器。 變頻器原理是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將 工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。交 直 交變頻器則是先把交流電經(jīng)整流器先整流成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，再經(jīng)過逆變器把這個直流電流變成頻率和電壓都可變的交流電。 （ 2） PWM控制器目前電梯用 VVVF 調(diào)速系統(tǒng)大多采用脈寬調(diào)制控制器 PWM。它按一定的規(guī)律控制逆變頻器中功率開關(guān)元件的通與斷，從而在逆變器的輸出端獲得一組等幅而不等寬的矩形脈沖波，用來近似等效與正弦波。 脈沖寬度調(diào)制（ PWM） 是一種對模擬信號電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具 體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。 PWM信號仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時刻，滿幅值的直流供電要 么 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 完全 有 (ON)，要么完全無 (OFF)。電壓或電流源是以一種通 (ON)或斷 (OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時候即是直流供電被加到負(fù)載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用 PWM進(jìn)行編碼。 （ 3） 低中速 VVVF電梯拖動系統(tǒng) VVVF電梯的驅(qū)動部分是其核心，也是與定子調(diào)壓控制方式的主要區(qū)別之處。 VVVF驅(qū)動控制部分由三個單元組成：第一單元是根據(jù)來自速度控制部分的轉(zhuǎn)矩指令信 號，對應(yīng)該供給電動機(jī)的電流進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生出電流指令運(yùn)算信號；第二單元是將數(shù) /模轉(zhuǎn)換后的電流指令和實(shí)際流向電動機(jī)的電流進(jìn)行比較，從而控制主回路轉(zhuǎn)換部分的 PWM控制器；第三單元是將來自 PWM控制部分的指令電流供給電動機(jī)的主回路控制部分。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2章 電梯的發(fā)展、規(guī)格參數(shù)及組成 概述 電梯的作用 在我國，電梯、手扶梯、自動人行道等屬于起重運(yùn)輸設(shè)備。電梯是在垂直方向上運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，手扶梯是在斜面上運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備。但是電梯和手扶梯都是把人或貨物從一個水平面提升到另一個水平面的起重運(yùn)輸設(shè)備。 隨著人口的增加、科學(xué)技術(shù)日新月異地發(fā) 展、人們物質(zhì)生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅樓鱗次櫛比。完全可以預(yù)想到，隨著社會的發(fā)展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將會和汽車一樣，成為重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。 電梯產(chǎn)品發(fā)展簡史 據(jù)國外有關(guān)資料介紹，公元前 2800年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動的升降機(jī)械。公元 1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)后， 1858年美國研制出以蒸汽機(jī)為動力，并通過帶傳動和蝸輪減速裝置驅(qū)動的電梯。 1878年英國的阿姆斯特郎發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓 梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯。后來又采用液壓泵和控制閥以及直接拄塞式和側(cè)拄塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯，這種液壓梯至今仍為人們所采用。但是電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電力作為動力來源。 我國電梯的使用歷史悠久。 80 年代中期以來，隨著我國對外開放，對內(nèi) 搞 活經(jīng)濟(jì)的政策深入貫徹執(zhí)行，隨著技術(shù)引進(jìn)工作的進(jìn)一步開展，在國內(nèi)建立一批合資和獨(dú)資電纜生產(chǎn)廠，使我國的電梯工業(yè)又取得巨大的發(fā)展，我國又新頒布一批具有 80 年代國際水平的電梯制造標(biāo)準(zhǔn)，隨著采用新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的電梯批量推向市場，技術(shù)性能和質(zhì)量明顯提高的電梯又進(jìn)一步促進(jìn)建筑業(yè)和電梯業(yè) 的發(fā)展，電梯工業(yè)蓬勃發(fā)展的局面已經(jīng)形成。 電梯的運(yùn)行工作情況 電梯在做垂直運(yùn)行的過程中，有起點(diǎn)站也有終點(diǎn)站。對于三層以上建筑物內(nèi)的電梯，起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間還設(shè)有?？空?。起點(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高樓，設(shè)在一樓的起點(diǎn)站常作為基站。起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間的?？空痉Q為中間站。 各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕或觸 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 鈕。一般電梯在兩端站的召喚箱上各設(shè)置一只按鈕或觸鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩只按鈕或觸鈕。對于無司機(jī)控制的電梯。在各層站的召喚箱上均設(shè)置一只按鈕或觸鈕。而電梯的轎 廂內(nèi)都設(shè)置有（雜物電梯除外）操縱箱，操縱箱上設(shè)置有手柄開關(guān)或與層站對應(yīng)的按鈕或觸鈕，供司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行。召喚箱上的按鈕或觸鈕稱為指令或觸鈕，操縱箱上的按鈕或觸鈕稱為內(nèi)指令按鈕或觸鈕。外指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號稱為外指令信號。內(nèi)指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號稱為內(nèi)指令信號。 80年代中期后，觸鈕已被微動按鈕所取代。 作為電梯基站的廳外召喚箱，除設(shè)置一只召喚按鈕或觸鈕外，還設(shè)置一只鑰匙開關(guān)，以便下班關(guān)閉電梯時，司機(jī)或管理人員把電梯開到基站后，可以通過專用鑰匙扭動鑰匙開關(guān)，把電梯的廳轎門關(guān)閉妥當(dāng)后，自動 切斷電梯控制電源或動力源。 電梯的運(yùn)行工作情況和汽車有共同之處，但是汽車的起動、加速、?？康热克緳C(jī)控制操作，而且在運(yùn)行過程中可能遇到的情況比較復(fù)雜，因此汽車司機(jī)必須經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核。而電梯的自動化程度比較高，一般電梯的司機(jī)或乘用人員只需要通過操縱箱上按鈕或觸鈕向電氣控制系統(tǒng)下達(dá)一個指令，電梯就能自動關(guān)門、定向、起動、加速，在預(yù)定的層站平層?？块_門。對于自動化程度比較高的電梯，司機(jī)或乘用人員一次還可以下達(dá)一個一上的指令信號，電梯便能夠依次起動和?？?，依次完成任務(wù)。 盡管電梯和汽車在運(yùn)行工作過程有許多不同 的地方，但仍有許多共同之處，其中乘客電梯的運(yùn)行工作情況類似公共汽車，在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間往返運(yùn)行，在運(yùn)行方向前方的停靠站上有順向的指令信號時，電梯到站能自動平層停靠開門接客。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況下則類似卡車，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行時一般一次只能下達(dá)一個指令任務(wù)，當(dāng)一個指令任務(wù)完成后才達(dá)另一個任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，從一個層站出發(fā)到另一層站時，假若中間層站出現(xiàn)指令信號，一般都不能自動?？浚暂d貨電梯的自動化程度比乘客電梯低。 電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸 電梯的 主要參數(shù) 1）額定載重量 （ kg） ： 制造和設(shè)計(jì)規(guī)定的電梯載重量。 2）轎廂尺寸 （ mm） ：寬深高。 3）轎廂形式：有單或雙面開門及其它特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對電風(fēng)扇、電話的要求等。 4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 等。 5）開門寬度（ mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。 6）開門方向：人在廳外面對廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。 7）曳引方式：常用的有半繞 1： 1 吊索法 ，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。半繞 2： 1 吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。全繞 1： 1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。 8）額定速度（ m/s）：制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。 9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動系統(tǒng)的形式等。如交流電機(jī)拖動或直流電機(jī)拖動，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。 10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。 11）提升高度（ mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。 12）頂層高度 （ mm） :由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板 下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。 13）底坑深度（ mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，底坑一般越深。 14）井道深度（ mm）：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。 15）井道尺寸（ mm）：寬深。 對電梯參數(shù)和 尺寸的規(guī)定 為了加強(qiáng)對電梯產(chǎn)品的管理，提高電梯產(chǎn)品的使用效果，國家曾于 1974 年頒布了 JBI4357 JBI8167 JB/Z11074 等一批電梯產(chǎn)品的部標(biāo)準(zhǔn)。 電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠和設(shè) 計(jì)和制造電梯的依據(jù)。用戶選用電梯時，必須根據(jù)電梯的安裝使用地點(diǎn)、載運(yùn)對象等，