【正文】 的調(diào)節(jié)器，以實現(xiàn)對交流電機的高性能調(diào)速。而旋轉(zhuǎn)磁動勢是交流電機三相對稱的靜止繞組通過三相對稱的交流電所產(chǎn)生的。異步電動機存在轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷力矩變化而變動，即使目前有些變頻器具有轉(zhuǎn)差補償功能及轉(zhuǎn)矩提升功能，也難以實現(xiàn)很高的控制精度，所以采用這種控制的通用變頻器的變頻調(diào)速只適用于一般要求不高的場合。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 10 啟 動 扶 梯正 反 轉(zhuǎn)P L C 正 常變 頻 器 正 常光 電 傳 感 器 檢測有 人 加 速 運 行無 人 （ 延 時 t 秒 ，降 速 運 行 ）通 電 圖 21 扶梯工作流程 控制方式的比較與 選擇 ? V/F 控制 優(yōu)缺點 V/F 控制方式是最 早實現(xiàn)的調(diào)速方式， 屬于轉(zhuǎn)速開環(huán)控制， 其優(yōu) 點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機械特性 硬度 也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 傳統(tǒng)的控制方式都有各自的缺點，且在能源及其匱乏的今天，它們都造成了很明顯的能源浪費。維護(hù)檢修方便。如一般的 PLC能承受峰值 1000V，脈寬 ls 的矩形脈沖的尖峰干擾，并有多種保護(hù)功能，一旦出現(xiàn)故障。 隨著自動扶梯進(jìn)一步向著高科技、節(jié)能、智能化的方向發(fā)展，變頻器在扶梯領(lǐng)域也被廣泛地應(yīng)用。 繼電器控制系統(tǒng)、 PLC 控制系統(tǒng)和微單片機控制系統(tǒng)。但是這種方法存在一些缺陷，首先當(dāng)無人乘梯時，自動 扶梯處于停河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 8 機狀態(tài)，故大多乘客會認(rèn)為扶梯停開或正在維修而轉(zhuǎn)向附近的樓梯上樓，特別是在樓梯與扶梯并行設(shè)置時更是如此，從而失去了自動扶梯的作用。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動機提供了良好的保護(hù)。采 用 MM440交頻器組成的變頻控制系統(tǒng)，可以很好的解決這些問題。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 7 2 扶梯 系統(tǒng)的方案論證 目前，自動扶梯的節(jié)能運行是變頻器應(yīng)用的熱點領(lǐng)域之一。 (6)變頻技術(shù)的采用，大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊，采用變頻器可有效改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低無功損耗。 該節(jié)能方案有以下優(yōu)點 ： (1)無人乘梯時：保證扶梯自動平穩(wěn)過渡到節(jié)能運行，以 l/5額定速度運行。 自動扶梯的主要參數(shù)有提升高度（一般在 10 米以內(nèi)，特殊情況可到幾十米 )、傾斜角度 (一般為 30176。 自動扶梯的梯級沿著金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)按一定要求設(shè)置的多 根軌道運行，以形成階梯。 自動扶梯由梯路（變型的板式輸送機）和兩旁的扶手（變形河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 5 的帶式輸送機）組成。梯級在乘客入口處作水平運動（方便乘客登梯），以后逐漸形成階梯；在接近出口處階梯逐漸消失，梯級再度作水平運動。自動扶梯是由一臺特種結(jié)構(gòu)形式的鏈?zhǔn)捷斔蜋C和兩臺特殊結(jié)構(gòu)形式的膠帶輸送機所組合而成，帶有循環(huán)運動梯路，用以在建筑物的不同層高間向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅(qū)動設(shè)備（見右圖）。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 4 自動扶梯系統(tǒng)簡介 自動扶梯是帶有循環(huán)運行梯級，用于向上或向下 傾斜輸送乘客的固定電力驅(qū)動設(shè)備。 變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)、和節(jié)能技術(shù) 在國民經(jīng)濟(jì)和日常生活中具有重要地位 ，已經(jīng)滲透到經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的所有技術(shù)部門中。其目的是更好發(fā)揮變頻器的獨特功能并盡可能地方便用戶。最近，日本安川電機提出了以變頻器，伺服裝置，控制器概念，并制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，目的是為用戶提供最佳的系統(tǒng)。 ? 主控一體化。 基于電機控制理論的通用變頻器的發(fā)展是世界高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，其發(fā)展 的趨勢大致為 : ? 小型化。 ?檢修運行時扶梯以二分之一額定速度運行，便于檢修和觀察扶梯結(jié)構(gòu)的運動情況，克服了原系統(tǒng)額定速度點動停止不及時的不足。 采用 MM440 變頻器組成的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，扶梯開始運行時通過變頻器啟動，當(dāng)扶梯達(dá)到額定速度運行后， 2 分鐘后如無乘客乘梯，扶梯由額定速度自動降為約五分之一額定速度爬行；如安裝在扶梯出入 口的傳感器檢測到有乘客乘梯，則扶梯速度馬上平緩地升至額定速度，如乘客繼續(xù)進(jìn)入扶梯，扶梯將一直以額定速度正常運行。 采用MM440變頻器組成的變頻控制系統(tǒng)，可以很好的解決這些問題。這里采用第一種控制方式。這類扶梯在空閑時間無法節(jié)能運行。 關(guān)鍵詞： 扶梯 系統(tǒng) ； PLC； MM440變頻器 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 ABSTRACT Escalator is a bination of a special type of chain conveyor and two special types belt conveyor. And it is a continuous conveyor that use to carry staffs up and down between the different floors in a building. Its appearance brings human beings a great convenience in the daily life . It also bee an important indicator of material. From the birth of the first escalator, the development of the escalator so far has gone through about 100 a transport, escalator transport passengers, not only has succeeded in narrowing the distance between the target, but also make the ultrashorthaul(such as floors, platforms, etc.) and flow staff transport possible. Therefore, the economist said: The emergence of the escalator make people have the desire to go to shopping malls. Traffic experts said: The application of escalators and moving walkways make we can built the stations and the airports as large as possible. The application of the escalator has changed our the escalator toward further hightech, energyefficient, intelligent direction, 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 the frequency converter has been widely used in escalator areas. The speed control system is a bination of infrared sensors, PLC and Siemens MM440 Inverter. After the transformation ,the traditional escalator provided with the functions ,such as a smooth start , energyefficient operation and maintenance operation . When escalator starts, it avoids a lot of starting current?！弊詣臃鎏莸膽?yīng)用已經(jīng)改變了我們的生活。從第一臺名義上的自動扶梯誕生以來，自動扶梯的發(fā)展迄今為止大約經(jīng)歷了100 多年。它的出現(xiàn)給人類的日常生活帶來極大的便利，它同時也成為現(xiàn)代物質(zhì)文明的一個重要標(biāo)志。”交通學(xué)家說“是自動扶梯和自動人行道的應(yīng)用使我們可以把車站、機場建的盡可能大。扶梯啟動時，避免產(chǎn)生很大的啟動電流；無人乘梯時，扶梯由額定運行速度轉(zhuǎn)為低速運行，即節(jié)約了能源，減小了機械磨 損，也為乘客明確了扶梯運行方向；扶梯檢修時，檢修運行功能保證了扶梯檢修精度。過去．大多數(shù)自動扶梯采用繼電器控制系統(tǒng)。目前，自動扶梯節(jié)能改造方式主要有兩種．即以 PLC 為核心結(jié)合變頻器的控制方式和以單片機為核心結(jié)合變頻器的控制方式。 MM440 變頻器是一種高性能的 矢量變頻器，由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT）作為功率輸出器件。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動機提供了良好的保護(hù)。 ? 當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，可以不通過變頻器，直接通過電網(wǎng)供電， 改造中為了便于系統(tǒng)故障時不影響 用戶的使用，所以在保留原系統(tǒng)（工頻系統(tǒng)）的基礎(chǔ)上增加變頻系統(tǒng) 。 ?變頻技術(shù)的采用大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊，保證了扶梯啟動的平滑、舒適，可有效改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低無功損耗。今后的變頻器都要求在抗干擾和抑制高次諧波方面符合 EMC 標(biāo)準(zhǔn)，主要做法是在變頻器輸入側(cè)加交流電抗器或有源功率因數(shù)校正電路，改善輸入電流波形，降低電網(wǎng)諧波以及逆變橋采取電流過零的開關(guān)技術(shù)。作為發(fā)展趨勢，通用變頻器從模擬式、數(shù)字式、智能化、多功能向集中型發(fā)展。通用變頻器中出現(xiàn)專用型產(chǎn)品是近年來的事。變頻器的用量還在不斷的增加，有相當(dāng)大的市場潛力。規(guī)范我國變頻調(diào)速技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品可靠性工藝水平，實現(xiàn)規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。 自動扶梯是帶有循環(huán)運行 梯級 ，用于向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅(qū)動設(shè)備。其主要部件有梯級、牽引鏈條及鏈輪、導(dǎo)軌系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)（包括電動機、減速裝置、制動器 及中間傳動環(huán)節(jié)等）、驅(qū)動主軸、梯路張緊裝置、扶手系統(tǒng)、梳板、扶梯骨架和電氣系統(tǒng)等。因此，自動扶梯的電氣控制系統(tǒng)相對電梯來說簡單得多。這些運動都是由梯級主輪、輔輪分別沿不同的梯級導(dǎo)軌行走來實現(xiàn)的。因此，要求軌道既要滿足梯路設(shè)計要求，還應(yīng)具有光滑、平整、耐磨的工作表面，并具有一定得尺寸精度。 該課題研究的目的及意義 本文主要介紹 西門子 MM440 標(biāo)準(zhǔn)變頻器 和 PLC 在自動扶梯調(diào)速節(jié)能 系統(tǒng)中 的 應(yīng)用 。 (5)由于無人乘梯時節(jié)能運行時速度很低，機械部分的磨損大大降低，相對延長了扶梯的使用壽命。 (9)扶梯節(jié)能改造的設(shè)備費用與電能節(jié)約和機械磨損的費用相比，投入不大，短期內(nèi)即可收回投資，因此扶梯變頻節(jié)能安全改造技術(shù)的研制和使用成功，能提高現(xiàn)有扶梯安全節(jié)能，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。工作于額定運行狀態(tài)，在空載時仍以額定速度運行，具有耗能大， 機 械磨損嚴(yán)重，使用壽命低等缺點。而且采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技術(shù)，可使電動機低噪聲運行。 方案論證 控制系統(tǒng)的比較 前一種方法是在無人乘梯時停止自動扶梯的運行，有人乘梯時起動扶梯，從而達(dá)到省電的目的，由于是采用了完全停電的方法，所以在節(jié)約能源方面是非?？捎^的，一般能達(dá)到 50％的電能節(jié)約。星形接法由于轉(zhuǎn)矩只有三角形接法的 1/3，所以星形接法轉(zhuǎn)速較慢，而且兩者之間有 2— 3s的轉(zhuǎn)換時間，如果光電探測頭位置距離扶梯入口處太近時，在乘客上梯后由于星形與三角形接法的轉(zhuǎn)換會產(chǎn)生一個沖擊，使扶梯的乘用舒適感惡化，甚至釀成事故；如果光電探測頭距離扶梯入口處太遠(yuǎn)，則可避免乘客上梯后產(chǎn)生沖擊，但容易造 成誤動作，同時如果客流連續(xù)間斷造成扶梯的頻繁起動，也會產(chǎn)生不利影響。而PLC控制系統(tǒng)有著可靠性高、穩(wěn)定性好、維護(hù)檢修方便等顯著優(yōu)點，加上現(xiàn)今逐漸時興電腦化控制的電 氣設(shè)備， PLC控制的自動扶梯正好迎合了人們的心態(tài)，與市場需求緊密相連，其開發(fā)前景已被大大看好。一般 PLC 允許的輸入信號閥值比通常的微控制器大得多．且與外部電路都經(jīng)過光電隔離．抗干擾能力較強。目前 PLC 普遍采用繼電器控制形式的“梯形圖”編程方式，極易為電氣、自動控制的技術(shù)人員所接受。這樣可以大大降低故障的平均修復(fù)時間，有的 PLC采用智能型陽模塊后，還可以把外部故障判斷和檢測功能從 CPU 中分開．從而提高了外部故障檢測功能。在扶梯正常速度運行期間， 如再無光電脈沖信號則系統(tǒng)延時 t秒 (乘客自一端至另一端 )自動轉(zhuǎn)入低速運行 ,如果 一直有 乘客進(jìn)入扶梯，扶梯將一直以額定速度正常運行 （不讓扶梯停止是為了提示乘客乘梯的方向，以免人們誤以為電梯壞了）；如變頻器故障，則自動扶梯可由變頻轉(zhuǎn)換到工頻狀態(tài)運行（不節(jié)能狀態(tài)），以保證自動扶梯正常工作。 尤其是在低速區(qū)域由于定子電阻的壓降不容忽視而使電壓調(diào)整比較困難，不能得到較大的調(diào)速范圍和較高的調(diào)速精度。 矢量控制實現(xiàn)的基本 思想：交流電機的轉(zhuǎn)子能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的原因，是因為交流電機的定子能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢。 具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量 (勵磁電流 ) 和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流 ) 分別加以控制，并同時控制兩 分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式