【正文】 ? 1. 轎廂重載上升或輕載下降 ? 圖 3－ 45 轎廂重載上升或輕載下降時的工作狀態(tài) ? a)機(jī)械特性 b)速度曲線與工作狀態(tài) ? 在電梯轎廂重載上升的運行過程中，電梯的負(fù)載機(jī)械特性如圖 3－ 45中曲線 1。只需將送到電動機(jī)低速繞組的勵磁電流改送到渦流制動器的勵磁繞組中去即可。 ? 圖 3－ 43 d）中曲線 2是電梯減速過程的實際速度曲線和加速度曲線。 ? 減速停車時采用能耗制動閉環(huán)控制，按預(yù)定速度曲線減速。 ? 為實現(xiàn)上述動作，在正常運行時接觸器 KC、 KM2應(yīng)打開，接觸器 KS、 KB則應(yīng)接通。但是由于增加了渦流制動器，使投資略有增大。 ? 圖 3－ 41 渦流制動器的結(jié)構(gòu)與機(jī)械特性 ? a)結(jié)構(gòu) b)機(jī)械特性 ? 圖 3－ 41 渦流制動器的結(jié)構(gòu)與機(jī)械特性 ? a)結(jié)構(gòu) b)機(jī)械特性 ? 渦流制動器本質(zhì)上也是一種電動機(jī)，其工作原理類似于異步電動機(jī)，與異步電動機(jī)的主要差別在于：異步電動機(jī)的磁場是旋轉(zhuǎn)磁場，這個旋轉(zhuǎn)磁場總是企圖拉住轉(zhuǎn)子和它一起轉(zhuǎn)。 ? 采用調(diào)壓 —能耗制動方法調(diào)速的電梯，其電機(jī)電路中的運行損耗基本上都消耗在電機(jī)內(nèi)部，因此電機(jī)發(fā)熱比較嚴(yán)重，有些電機(jī)上裝有冷卻風(fēng)機(jī)，在電機(jī)溫升超過一定限額時，自動啟動風(fēng)機(jī)吹風(fēng)冷卻。如果電動、制動反復(fù)切換的頻率與機(jī)械傳動部分的固有頻率相近時，還可能引起諧振。電機(jī)一方面在電動，一方面又在制動，這就使得該方法耗能大，電機(jī)發(fā)熱較重，因此較少采用。如果過了 I’點還不抱閘停車，電梯便以 I’點對應(yīng)的速度緩慢運行。與高速制動時的 120r／ min相比，轉(zhuǎn)速減少到 42%，動能則減少到（ 42％） 178。 ? 從圖 3－ 40可以看出，能耗制動方法也有缺點，討論如下： ? 具有控制死區(qū)，圖中 GE’AH段是能耗制動機(jī)械特性所達(dá)不到的，因此在這一帶實現(xiàn)不了預(yù)定的速度曲線。 ? 首先，負(fù)載機(jī)械特性的 HF’E’G段曲線沒有被包容，要想將其包容，就必須提高電機(jī)功率，這樣將造成投資增大，電動運行時電機(jī)功率過于寬裕因而造成效率降低等缺點。對于調(diào)壓調(diào)速電梯，要想使電機(jī)運行在制動狀態(tài)應(yīng)怎樣實現(xiàn)呢？ ? 下面以電梯輕載上升運行為例如以討論。因此從電梯起動到 G點時開始，電梯速度將達(dá)不到預(yù)定速度，不能實現(xiàn)預(yù)定的速度曲線。如果曳引電動機(jī)在電梯運行中能夠被控制按這條曲線輸出轉(zhuǎn)矩的話，那么電梯就將按頂定的速度曲線運行。具體地講，主要包含如下兩個方面： ? 一個是對電梯穩(wěn)速運行時實行閉環(huán)控制，通過閉環(huán)調(diào)壓，使電梯不論負(fù)載輕重、不論運行方向均在額定梯速下運行。以 α＝ 0176。 c) α=90176。 ～ 150176。 之間變化時，輸出相電壓波形與圖 336 a）中 uuo’相似，只是波形跳變沿向前或向后推移了而已。 區(qū)間， uo’=0。 ～ 120176。 范圍內(nèi)， 5號可控硅因電壓過零變負(fù)而關(guān)斷，反向的 2號可控硅尚未觸發(fā)，因此只有 1號、 6號可控硅繼續(xù)導(dǎo)通， U、 V兩相繞組通電， O’點電位由 U、 V相繞組分壓決定，即，在 60176。 時刻 ,因此 uo’=0；在 30176。 時電機(jī)的相電壓 uuo’的波形。 ? 交流調(diào)壓電路的輸出電壓中含有較多的高次諧波，這是交流調(diào)壓方法的一個重要缺點。按常規(guī)將電源中性線的電位作為零電位。可見實際可用的 α角范圍在 0176。圖 3－ 35表示了六個可控硅的觸發(fā)脈沖與三相電源電壓 Ua0、Ub0、 Uc0的相對關(guān)系，圖中的 1號脈沖被送給圖 3－ 34中的 l號可控硅的門極去觸發(fā)該可控硅，依此類推， 2～ 6號脈沖分別去觸發(fā) 2～ 6號可控硅。由于 V1N＞ V1’＞ U1”，因此 nAnBnC（見圖 333 a））。 KS是快速接觸器，當(dāng)KS、 KS1吸合時，電機(jī)以六極 YY接法快速運轉(zhuǎn)。接觸器 KS是用于接通快速繞組實現(xiàn)快速起動、運行用的，接觸器 KM1則是用于接通慢速繞組實現(xiàn)減速、慢速運行用的。顯然這時電機(jī)為二極的。在 U21U12之間的磁力線則是由轉(zhuǎn)子指向定子，我們在此處的定子鐵心處標(biāo)以 S極。與雙繞組變極電動機(jī)相比，單繞組變極電動機(jī)的內(nèi)部空間相對寬松一些，因為它只需要放一套繞組，用銅量也會少很多。 ? 變極的實現(xiàn)主要有如下兩種做法：一是雙繞組變極，一是單繞組變極。 ，進(jìn)入整流狀態(tài)，輸出正向電壓，驅(qū)動電動機(jī)減速正轉(zhuǎn)，這時電動機(jī)又工作在正向電動狀態(tài)，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速降為零時，保持這時的輸出電壓不變，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與靜態(tài)負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等，電機(jī)工作在D點，轎廂處在動態(tài)靜止?fàn)顟B(tài)，接著發(fā)出指令抱閘停車，切斷電樞回路接觸器，將正組晶閘管的觸發(fā)延遲角置為90176。這時電機(jī)四個象限運行的控制就靠對正、反兩個整流橋的控制來實現(xiàn)。時，則保持勵磁電流 If 為額定值 If＝IfN（當(dāng)要求轉(zhuǎn)矩為負(fù)時，則 If=IfN），而通過對 UC的控制來改變電樞電流 Ia，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)矩?？刂普鳂?UC的晶閘管觸發(fā)角 α可以改變整流橋及電動機(jī)的工作狀態(tài)。 ? 圖 3－ 18 辦公大樓早晨上班期間電梯轎廂一次往返的負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化曲線 ? 圖 3－ 18 辦公大樓早晨上班期間電梯轎廂一次往返的負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化曲線 ? 以辦公大樓電梯為例，早晨上班期間電梯工作最為繁重，常常是滿載上升、空載下降，上升時負(fù)載機(jī)械特性如圖 3－ 12中的曲線 1，下降時負(fù)載機(jī)械特性如圖 3－ 12中的曲線 4。 ? ，要求電動機(jī)有較大的過載能力 ? 、制動的設(shè)備，要求電動機(jī)能夠承受頻繁起停的要求，能承受較高的每小時合閘次數(shù) ? ，要求選用周期斷續(xù)工作制的電動機(jī) ? ，要求曳引電動機(jī)有足夠的起動轉(zhuǎn)矩和盡量小的起動電流 ? 普通交流異步電動機(jī)起動電流大，可達(dá)額定電流的 5～ 7倍，起動轉(zhuǎn)矩小，一般在額定轉(zhuǎn)矩的 ～ 。這就要求曳引電動機(jī)在選定的調(diào)速方式下，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩總能達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求，考慮到電源電壓的波動造成電動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩變化、導(dǎo)軌不夠平直造成的運動阻力增大等因素，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩還應(yīng)留有一定裕度。圖 3－ 11中 D點與 A點重合，此時 n=0, M=0, 表明轎廂處在穩(wěn)定靜止?fàn)顟B(tài)。 ? 當(dāng)電梯輕載運行時， β＜ KP，轎廂、對重的重量差為負(fù)值，引起的位能性轉(zhuǎn)矩也是負(fù)值，如國 310的 1”曲線，加上摩擦力引起的反抗性負(fù)載轉(zhuǎn)矩（曲線 2）得到輕載運行時電梯的靜態(tài)負(fù)載轉(zhuǎn)矩見圖 310中的曲線３”． ? 當(dāng)電梯半載運行恰使 β=KP時，由于轎廂側(cè)與對重側(cè)重量相等，位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩為零，這時電梯的靜態(tài)負(fù)載轉(zhuǎn)矩只有摩擦力引起的反抗性負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電梯的靜態(tài)負(fù)載轉(zhuǎn)矩如圖 310中的曲線 3’（ 3’曲線也就是曲線２）。 ? 二、拋物線型電梯速度曲線設(shè)計 ? （一）速度曲線的要求 ? 從前面的分析可以看出，設(shè)計電梯的速度曲線重點是設(shè)計電梯起動階段的速度曲線 AEFB段， BC段是勻速運行段，速度為常值，無須設(shè)計；減速階段的速度曲線 CF’E’D段與 BFEA段對稱，可按對稱原則輕松得到。圖 34給出了龍門刨床的速度曲線、加速度曲線和加加速度曲線。也就是說，在加、減速過程中既不能過猛，也不能過慢：過猛時快速性好了，舒適性變差；過慢時舒適性變好，快速性卻變差。 ? ．盡可能減少電梯起、停過程中加、減速所用時間 ? 電梯是一個頻繁起、制動的設(shè)備，它的加速、減速所用時間往往占運行時間的很大比重，電梯單層運行時，幾乎全處在加速、減速運行中，如果加、減速階段所用時間縮短，便可以為乘客節(jié)省時間，達(dá)到快速性要求。對于超超高層建筑，其電梯中心區(qū)的面積將占大廈總水平投影面積的比例會超過50%，直線電機(jī)驅(qū)動的無曵引繩電梯將能改變這種狀態(tài)， 《 電梯技術(shù)發(fā)展概況 》 一文中認(rèn)為直線電機(jī)驅(qū)動的電梯是一種先進(jìn)的電梯，它將是未來電梯的發(fā)展方向。 – 對周圍電磁環(huán)境無超標(biāo)的污染。 ? 轎門及廳門的開與關(guān)則由開門電動機(jī)產(chǎn)生動力，經(jīng)開門機(jī)構(gòu)進(jìn)行減速、改變運動形式來實現(xiàn)驅(qū)動，其驅(qū)動功率較?。ㄍǔＴ?200瓦以下），是電梯的輔助驅(qū)動。 – 轎門及廳門的開關(guān)運動。 – 動作靈活、反應(yīng)迅速，在特殊情況下能夠迅速制停。 ? 轎廂升降運動的電力拖動方式 ? 單相勵磁、發(fā)電機(jī)組供電的直流電機(jī)拖動 ? 三相勵磁、發(fā)電機(jī)組供電的直流電機(jī)拖動 ? 晶閘管供電的直流電機(jī)拖動 ? 斬波控制的直流電機(jī)拖動 ? 轎廂升降運動的常見電力拖動方式可以表示如下： ? 述各種拖動方式中，發(fā)電機(jī)組供電的直流電機(jī)拖動方式由于能耗大、技術(shù)落后已不再生產(chǎn)，只有少量舊梯還在運行。 ? 在提高電梯額定速度的同時應(yīng)加強(qiáng)安全性、可靠性的措施，因此梯速提高，造價也隨之提高。我們用 a來表示加速度，用 ρ來表示加速度變化率，則當(dāng)加速度變化率 ρ較大時，人的大腦感到暈眩、痛苦，其影響比加速度 a的影響還嚴(yán)重。設(shè)計電梯的速度曲線，主要就是設(shè)計起動加速段 AEFB段曲線，而 CF’E’D曲線與 AEFB段鏡像對稱，很容易由 AEFB段的數(shù)據(jù)推出， BC段為恒速段，其速度為額定速度，無需計算。而龍門刨床在加速、減速段的最大加速度通?？蛇_(dá) 3～ 5 m/s 2，以盡量減少加速、減速段時間。 ? 從圖 3－ 9看出，由于正弦函數(shù)光滑可導(dǎo)，它的 v、 ａ、 ρ均可按要求進(jìn)行設(shè)計，因此正弦函數(shù)速度曲線也是一種較好的速度曲線。 ? 圖 3－ 2中速度曲線的 FB段是一條與 AE段反對稱的拋物線，加速度是一條向右下斜的直線，到 B點加速度減小到零， B點的動態(tài)轉(zhuǎn)矩也逐漸減小到零，因此 FB段的動態(tài)轉(zhuǎn)矩曲線與 AE段相對稱，是一段反拋物線（見圖 3—11）。 ? 圖中曲線 1為滿載上升時的負(fù)載機(jī)械特性，曲線 2為滿載下降時的負(fù)載機(jī)械特性，曲線3為空載上升時的負(fù)載機(jī)械特性，曲經(jīng) 4為空載下降時的負(fù)載機(jī)械特性，曲線 5為半載（ β=KP）上升時的負(fù)載機(jī)械特性，曲線 6為半載下降時的負(fù)載機(jī)械特性。 第四節(jié) 曳引電動機(jī)及其功率的確定 ? 電梯對曳引電動機(jī)的要求 ? 曳引電動機(jī)是電梯的動力來源，是電梯的關(guān)鍵部件之一。 ? 這時需要按如下步驟進(jìn)行。 ? 圖 3－ 20 電樞單向供電、勵磁雙向供電的 SCR－ M直流電梯 ? 圖 3－ 21 整流橋 UC的輸出電壓 ? a)相電壓 b)觸發(fā)脈沖 c)線電壓及輸出電壓 ? 由于這樣只能產(chǎn)生單方向的電樞電流 Ia，而要想適應(yīng)電梯負(fù)載的要求，電機(jī) M 必須能靈活地改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向， 因此電機(jī)的勵磁統(tǒng)組 WM則由兩個反并聯(lián)的整流橋供電。 ? 圖 3－ 22 整流橋的協(xié)調(diào)控制與系統(tǒng)工作狀態(tài) ? 電機(jī)四象限運行與整流橋控制的關(guān)系 ? b)三個整流橋的輸出電流與轉(zhuǎn)矩指令的關(guān)系 ? 圖 3－ 22 整流橋的協(xié)調(diào)控制與系統(tǒng)工作狀態(tài) ? 電機(jī)四象限運行與整流橋控制的關(guān)系 ? b)三個整流橋的輸出電流與轉(zhuǎn)矩指令的關(guān)系 ? 為了使電機(jī)得到平滑、準(zhǔn)確的控制，需要協(xié)調(diào)三組整流器的控制，隨著所需轉(zhuǎn)矩的大小變化，三個整流器的控制規(guī)律可以用圖 322 b）表示。當(dāng)電梯減速到 G點時，正組晶閘管的觸發(fā)延遲角 α1剛好增加到 90o，整流電壓為零，電機(jī)電流也為零，轉(zhuǎn)矩也為零。當(dāng)電機(jī)工作點移到 H點時，反組晶閘管觸發(fā)角剛好減小到 90176。前幾年掀起的一股電梯改造熱，其主要對象就是這一批交流雙速電梯，將其繼電器控制部分改造成可編程序控制器控制，以提高其可靠性，將其雙速拖動方式改造為調(diào)壓調(diào)速或變頻調(diào)速拖動方式，以提高其運行舒適感和平層準(zhǔn)確度。 ? 電梯中常用的一種雙繞組變極電機(jī)極數(shù)為 6極／ 24極，接線方式為 Y／ Y，使用時需要哪種轉(zhuǎn)速就將相應(yīng)的繞組接入電源即可。圖 3－ 26 a）中簡略地畫出了四極接法時電機(jī)定子 U相繞組（ V、 W相繞組未畫）的布置、接線情況及產(chǎn)生的磁場情況。圖 3－ 26 b）中叉圈和點圈表示磁力線的方向，進(jìn)入紙面方向的磁力線是指向轉(zhuǎn)子方向的磁力線，相當(dāng)于 a）中的 N極，而磁力線指向紙外的地方則相當(dāng)于 S極。圖中 a）是四極接法，而在 b）中將 4兩個線圈的電流反向了，從而造成了六個極。 （二）單繞組 6／ 24極變速電機(jī)用作電梯曳引電機(jī)的主電路 ? 圖 3－ 32 采用單繞組變極電動機(jī)的雙速電梯主電路 ? 圖 3－ 32是采用單繞組變極電動機(jī)作為電梯曳引電動機(jī)的雙速電梯主電路圖。 KA1， KA KA3是慢速運行接觸器， KA KA2是逐段切除慢速電阻用的，而 KA3則使 RM全部被切除掉，使電機(jī)進(jìn)入慢速固有特性并轉(zhuǎn)入穩(wěn)定低速運行。它采用三對彼此反并聯(lián)的可控硅為星形接法的電機(jī)供電?；?α＞ 180”時，可控硅承受反向電壓，不具備導(dǎo)通條件，當(dāng) 150176。 (三 )調(diào)壓電路的輸出電壓波形 ? 交流調(diào)壓電路的輸出電壓中含有較多的高次諧波，這是交流調(diào)壓方法的一個重要缺點。 時電機(jī)的相電壓 uuo’的波形。 時，三相電壓可以完整地通過可控硅加到電機(jī)上，忽略可控硅的管壓降，則電機(jī)得到額定電壓。 ～ 30176。 范圍內(nèi)， 1號可控硅由于受到觸發(fā)而導(dǎo)通， 5號、 6號可控硅繼續(xù)導(dǎo)通，這時三相電壓都加到電機(jī)端，因此星形點 O’的電位一定是零。 ? 在 90176。 ～ 30176。 。 ～ 120176。 d) α=120176。 ? 對上述波形進(jìn)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。對于電機(jī)負(fù)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。而電梯在加、減