【正文】 α=60176。 時，鋸齒已不存在。五次、七次諧波電流有相當?shù)谋壤淮我陨现C波相對較小。 為例，從表中看出五次諧波電流是基波電流的四分之一，七次諧波為基波電流的八分之一稍多些。 ? 圖 3－ 37 三相“ Y”接、電阻負載調(diào)壓電路 I*α=f(α)關系 ? 圖 3－ 37 三相“ Y”接、電阻負載調(diào)壓電路 I*α=f(α)關系 ? 二、交流電梯調(diào)壓調(diào)速的特點 ? （一）在電梯中采用調(diào)壓方法的目的 ? 在交流調(diào)速電梯中采用調(diào)壓方法的目的簡單地說就是為了實現(xiàn)電梯運行的速度曲線，獲得良好的運行舒適感，提高平層精度。 ? 后一點對加、減速階段的過渡過程實行速度閉環(huán)控制是電梯控制與一般生產(chǎn)機械的速度控制所不同的。 ? 圖 3－ 38中曲線 1是電梯滿載運行時的負載機械特性。這三條機械特性的最大轉(zhuǎn)矩都是 Mm，比負載的最大轉(zhuǎn)矩 Mmz要大一些，有一定的轉(zhuǎn)矩裕量。從圖 3－ 38可以看出，普通異步電動機的固有機械特性曲線 2不能全部包容負載機械特性，在 GEH段的負載轉(zhuǎn)矩將是這臺電機達不到的?？梢妴渭兊靥岣唠姍C功率不是最好的解決辦法。 ? ? 從前面的分析及圖 3－ 12的負載機械特性可以看到，電梯運行當中，曳引電機經(jīng)常要運行在第 Ⅱ 、 Ⅳ 象限中，這時電機處在制動狀態(tài)。曲線 7是電機反向運行機械特性，其中 4為固有特性， 7是調(diào)壓到最低時的機械特性，其它電壓時的機械特性在 7之間， 6是其中兩條。但是這種方法有一些重大的缺陷影響其實際應用。這樣一來增加了能耗降低了電梯運行效率，同時還造成電機過熱。曲線 7是電機能耗制動機械特性，其中 4是最大勵磁電流時的能耗制動機械特性， 7是最小勵磁電流時的能耗制動機械特性，勵磁電流處在中間值時，機械特性處在 7之間， 6就是其中兩條。 15mm的要求是有一定困難的。對于調(diào)壓調(diào)速電梯常用的 4／ 16極變極電機，它的 nI’＝（ ～ ） n1’，大約為 50r／ min左右。實際上在電梯曳引電機轉(zhuǎn)速降到 50r／ min（對應梯速大約為 5cm／ s）時實施抱閘停車，已不會產(chǎn)生很大沖擊了。當然，由于能耗制動的局限，曲線 1’的 G”A段是不能實現(xiàn)的，實際上是按能耗制動機械特性 4’的 G”I’段執(zhí)行的。為解決這個死區(qū)問題，可以用如下兩種方法之一： ? 其一是采用合成機械特性，例如將電機高速繞組通人最低電壓得到機械特性 3，在電機的低速繞組中同時通入最小勵磁電流得到機械特性 7’，假設電機是線性的，那么此時電機總的機械特性應是特性 5和特性 7’的線性疊加。當然這種控制并不限于固定曲線 7’或固定曲線 3，而可以由任意一條能耗制動機械特性與任意一條三相降壓機械特性合成得到新的機械特性，從而得到所需工作點。 ? 在電梯中利用斷續(xù)控制法得到曲線 7’之間區(qū)域的工作點主要靠速度的閉環(huán)控制來實現(xiàn)，其控制原則是：當電梯的實際速度比預定速度快了并超過一定量時（超過了該量表明靠降低電機電壓已不能滿足要求了，這時電機電壓已降到最低了），切斷高速繞組，投入低速繞組的勵磁電流，使其產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，則電梯速度下降，如仍超過預定轉(zhuǎn)速，則增大勵磁電流從而增大制動轉(zhuǎn)矩，直至速度與預定速度相等時保持該勵磁電流不變。這種控制方式對減速機及其它傳動環(huán)節(jié)也有較高要求，傳動應平穩(wěn)、嚙合應緊密，否則將造成沖擊、振動、噪音。 ? 能耗制動方法與反接制動一樣，不能用開壞的方法使電梯穩(wěn)定運行在圖 3－ 40的 B點。在電動狀態(tài)起動、運行時，由于采用了調(diào)壓的方法，能耗要比雙速電梯小。好在雙速電梯的電機大多體積大，而且是開啟式的，散熱條件較好，因此改成調(diào)速梯后還可以使用。圖 3－ 41 a）中簡單地畫出了渦流制動器的剖面圖 。 ? 圖 3－ 41 a）表示的是一臺凸極式渦流制動器的結(jié)構(gòu)，在它的定子上裝有若干個磁極，轉(zhuǎn)子電樞是一個由鋼板卷成的圓筒，當電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞切割定子磁場，在電樞圓筒中產(chǎn)生渦流，渦流受磁場作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是阻礙轉(zhuǎn)子運動的。 ? 采用異步電動機 —渦流制動器拖動方式代替異步電動機高速繞組調(diào)壓 —低速繞組能耗的拖動方式時，原來在電機低速繞組中能耗制動產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移到渦流制動器中發(fā)熱，從而減輕異步電動機的發(fā)熱，改善了異步電動機的工作條件。它的主電路見圖 3－ 42。圖 3－ 42中的可控硅V V8和二極管 VD VD2構(gòu)成單相半控全波整流電路，給低速繞組提供能耗制動時的勵磁電流。 ? 與曳引電動機同軸（或經(jīng)皮帶輪傳動）裝有測速發(fā)電機 TG，由 TG產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號送到拖動控制電路，作為速度的反饋信號與給定速度比較，以實現(xiàn)預定速度曲線的閉環(huán)控制。它采用一臺 6／ 24極單繞組變極電機作為曳引電動機，該電機共有 9個引出端，電機的繞組與接線端的關系表示如圖 ? 電梯的起動及穩(wěn)速運行控制過程是開環(huán)的，與雙速電梯相似；起動初 KS ? KS、 KM（或 KMR）、 KS1吸合，將電機接成雙星形接法（六極的接線方式）并串入電阻 Rk 起動，轉(zhuǎn)速升上來后，吸合 KA將 Rk短路，電梯以快速穩(wěn)速運行。在減速過程中，如果實際速度比預定速度慢了，就要減小制動轉(zhuǎn)矩，也就是要減小勵磁電流，如果勵磁電流減到最小，實際轉(zhuǎn)速仍比預定轉(zhuǎn)速要慢，則封鎖整流橋，使其輸出電壓為 0，這時電機被斷電，電機的轉(zhuǎn)矩為零，其機械特性相當于 MOn坐標系里的縱坐標軸，這時電梯以慣性滑行，如果速度又高于預定速度了，則減小可控硅觸發(fā)角，使其導通，輸出直流勵磁電流，電機又進入能耗制動狀態(tài)。這時的減加速度是一個常數(shù)。因此，在這種拖動控制方式下，平層區(qū)應適當加大，以使出現(xiàn)上述情況時，到t0時刻轎廂也能進入平層區(qū)，也能發(fā)出抱閘停車信號。由于渦流制動器的工作原理、機械特性均與電機能耗制動工作狀態(tài)時相似，因此這種拖動方式的控制與調(diào)壓 —能耗制動拖動方式下的控制相似。在這種控制方式下，只要選取減速過程的減加速度數(shù)值比圖 3－ 43 d）中的減加速度 a2 的數(shù)值大，就不會出現(xiàn)反向溜車現(xiàn)象，這時電梯可以完全按圖 3－ 44 b）所示的減速曲線實行減速停車。那么，當調(diào)試正確時，電梯運行過程中調(diào)壓、能耗兩部分應怎樣工作呢？下面我們結(jié)合電梯不同的運行情況加以分析。由于調(diào)壓可以連續(xù)地平滑地進行，因此調(diào)壓后電機的機械特性可以覆蓋曲線 2與 3之間的區(qū)域，
。曲線 2是曳引電動機快速繞組的調(diào)壓可控硅觸發(fā)角 α=0176。 ? （三）調(diào)壓 —能耗制動拖動方式的運行分析 ? 我們已經(jīng)知道，調(diào)壓 —能耗制動拖動方式在運行中或者由可控硅調(diào)壓電路向電機快速繞組提供交流電，或者由可控硅整流電路向電機低速繞組提供直流勵磁電流。 ? 圖 3－ 44 調(diào)壓 —渦流制動器拖動方式 ? a) 主電路 b) 速度、加速度曲線 ? 相類似地，也有一種起動、穩(wěn)速運行時開環(huán)控制，減速過程由渦流制動器實現(xiàn)閉環(huán)控制的拖動方式。 ? （二）調(diào)壓 —渦流制動器拖動方式的主電路 ? 在調(diào)壓 —能耗制動拖動方式下，電梯減速過程中將很大一部分能量消耗在電機繞組中，引起電機發(fā)熱，為了克服這個缺點，采用渦流制動器來實現(xiàn)能耗制動，這時損耗的能量在渦流制動器中引起發(fā)熱，而曳引電動機的發(fā)熱則大大減小，因而可以改善電動機的工作條件，但是這樣做需要增加一個渦流制動器，增大了設備投資?？梢钥闯觯綔p速點 C之后，電梯以恒定的減加速度減速，直到過了G點之后的 I點，電梯的實際速度與予定速度相等后，開始進入能耗制動的閉環(huán)控制，電梯按予定速度曲線運行，到了 H點，電梯又進入失控區(qū)，電梯再次以重力決定的恒減加速度來減速，在 t0時刻速度減到零，如果這時不抱閘停車，則電梯將反向加速變成向下運行，造成反向溜車事故。這種控制方法的平均轉(zhuǎn)矩在能耗制動機械特性曲線與縱坐標軸之間（見圖 3－ 43 C））。這時的動作過程是：當發(fā)出減速指令后，與快速接法有關的接觸器 KS、 KA、 KS2斷電， KS1也斷電，與制動有關的接觸器 KB KB吸合，將電機慢速（ 24極）運行的三相繞組彼此串聯(lián)起來（兩相順串、一相反串），接到由單相半控整流所輸出的直流電源上，流入的直流電流在電機內(nèi)產(chǎn)生一靜止不動的磁場，該磁場對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子起作用，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使其減速停車。 ? 還有一種類型的電梯，它在減速停車階段采用能耗制動實現(xiàn)速度閉環(huán)控制，而在起動、穩(wěn)速運行階段則采用開環(huán)控制。 ? 當電梯檢修運行時，不使用可控硅調(diào)壓、勵磁電路，只需給低速繞組提供三相交流電，使電梯低速運行。當然也可以增加兩對可控硅來實現(xiàn)電機的反向，但是由于目前可控硅價格較接觸器要貴，因此圖 3－ 42仍是當前主要的電路形式，在這種形式下，還可以利用接觸器的輔助觸點實現(xiàn)互鎖、傳遞信號， KM、 KMR在不運行時可以斷開電路，起到保護可控硅的作用，還可以避免由于可控硅的誤觸發(fā)或短路故障造成電梯誤動作的事故。 ? 由于渦流制動器的機械特性在正常工作區(qū)間沒有轉(zhuǎn)矩的極值點，是單調(diào)變化的，可控性比能耗制動要好，其制動機械特性比較平緩，電梯空載上升停車前的速度控制死區(qū)（圖 3－ 40中的 G’D段）比較小。改變勵磁繞組的勵磁電流，得到不同的機械特性，圖中機械特性曲線 3分別為勵磁電流為 IL IL IL3時的機械特性，勵磁電流越大，磁場越強，制動轉(zhuǎn)矩也就越大，顯然圖中 IL3＞ IL2＞IL1。而渦流制動器中的磁場是一個靜止的磁場，它總是企圖拉住旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和它一樣靜止下來。 （ 3）采用渦流制動器實現(xiàn)第 Ⅱ 、 Ⅳ 象限的運行。在雙速電梯中，電路中的損耗很大一部分消耗在外串的電阻上，因此電機發(fā)熱井不嚴重，這種電梯的曳引電動機基本上沒有裝冷卻風機的。 ? 從耗能的角度來看，能耗制動將系統(tǒng)動能消耗在電機電路中，因此不如雙速電梯，雙速電梯在由高速到低速的制動過程中電機運行在回饋制動狀態(tài)，可以向電網(wǎng)回送一部分能量。如果出現(xiàn)諧振，可通過改變電動、制動切換判據(jù)的速度差值，或改變調(diào)節(jié)器參數(shù)來改變切換周期，使其遠離諧振周期。其本質(zhì)上就是使電機的平均轉(zhuǎn)矩按圖 3－ 40的曲線 1變化。 ? 另一種方法是斷續(xù)控制法，這種方法是這樣做的：如果欲使電機工作在圖 3－ 40曲線 1的 R點，那么在△ t1的時間里讓電機工作在曲線 3的 R3點，緊接著在△ t2的時間里讓電機工作在曲線 7’的 R7點，只要適當控制面△ t1和△ t2這兩個時間之比例，就可以使在△ t=△ t1+△ t2的時間間隔內(nèi)電機的平均轉(zhuǎn)矩為 : ? 如果時間間隔△ t足夠小（與電機的機電時間常數(shù)相比），那么電機轉(zhuǎn)矩的這種切換將不會造成轉(zhuǎn)速的明顯跳動，也就不會引起大的不舒適感。曲線 8與負載機械特性交于 L、 M點，顯然，在這種控制下，電機可以實現(xiàn)負載要求的 L、 M兩個工作點，如果固定曲線 3，增大低速繞組的勵磁電流，便可以得到新的合成機械特性，該特性曲線在曲線 8的左側(cè)，從而可以得到曲線 1上 L、 M以左、機械特性 7’以右的各工作點。因此這種電梯不能以實際轉(zhuǎn)速到達零速作為抱閘停車的依據(jù)，而可以用時間、距離、給定速度變?yōu)榱慊驅(qū)嶋H速度到達 nI’等作為抱閘停車的控制依據(jù)。因此通常把這種電梯歸于調(diào)速電梯類別中，而不稱其為雙速電梯。=％，因此平層精度可以大為提高。這可以采用降低電機同步速 n1的方法，而增加極對數(shù)可以降低 n1，因此在調(diào)壓調(diào)速電梯中，拖動電機也常采用變極雙速電機，高速用于電動運行，低速用于能耗制動運行。特別是能耗制動曲線不能包容 A點，這就使得能耗制動停車在輕載上升或重載下降時做不到零速抱閘停車，而只能是速度降到某一較低轉(zhuǎn)速（例如圖中 I點的 nI）時即抱閘，靠抱閘的摩擦力停車，因而做不到減速停車階段的全程閉環(huán)控制。 ? （ 2）采用能耗制動實現(xiàn)第 Ⅱ 、 Ⅳ 象限的運行，其原理可以用圖 3－ 40來分析。 ? 再有，若想利用機械特性曲線 5使電梯穩(wěn)速運行在 B（ C）點是辦不到的，因為曲線 5在該點具有正斜率，帶動恒轉(zhuǎn)矩負載是不能穩(wěn)定運行的。那么怎樣才能得到第二象限的制動轉(zhuǎn)矩呢？我們來考察如下幾種方法。 ? 圖 339中曲線 l為電梯空載運行的負載機械特性。這條曲線的特點是，它的最大轉(zhuǎn)矩點的轉(zhuǎn)差率 sm≈。 4號曲線也不能包容負載機械傳性，在 IEFBJ區(qū)段，電機的轉(zhuǎn)矩達不到這么大，因此如果用這臺電機作電梯曳引電機，那么在電梯起動到 I點以后，速度也將開始偏離預定速度，起動過程變慢，甚至到穩(wěn)定運行時也達不到額定速度，而只能以低于額定速度的 nL轉(zhuǎn)速運行。我們知道，異步電機降壓機械特性是最大轉(zhuǎn)矩點水平向左移動的一族形狀與固有特性相類似的曲線，它們在第一象限里分布在固有特性與縱坐標軸 Z間的區(qū)域內(nèi)。為了克服由于制造、安裝、調(diào)整的不當造成的某些地方阻力的增大，電機的拖動或制動轉(zhuǎn)矩較曲線 1還應有一定的富裕。而電梯在加、減速階段則要進行嚴格的速度閉環(huán)控制，這也就增加了電梯控制的難度。這樣做一方面可以克服摩擦阻力的波動造成的速度不均和振動，提高穩(wěn)速運行階段的舒適感，另一方面可以保證任何運行工況下減速停車前的初始速度都是同一個確定的值（即額定速度），從而提高減速階段的控制精度，最終提高平層精度。對于電機負載，由于有電感作用，因此電流連續(xù)性要比圖 3－ 41所示的電壓波形要好，諧波電流也會小些。 時相電流有效值為基值，各次諧波的標定值隨觸發(fā)角 α的變化如表 3－ 5所示。 ? 對上述波形進行富立葉分析可以得到各種觸發(fā)角的情況下各次諧波的情況。 d) α=120176。 d) α=120176。 之間時．用細實線畫出這個區(qū)間的 uo，見圖 3－ 36 d），輸出的相電壓波形就更差了。 ～ 120176。 ? 用類似的方法可以分析出 α=60176。 。而在可控硅導通后電動機得到的 U相