【正文】 曲線的工作量。 ? 調(diào)速電梯在加速、減速段要實施嚴密的速度閉環(huán)控制，保證轎廂按設計的速度曲線運行，不允許出現(xiàn)大的超調(diào)和振蕩，以保證電梯的舒適性。 ? 畫出上述速度曲線的加速度、加加速度曲線見圖32。我們稱加速度變化率為生理系數(shù)，在電梯行業(yè)一般限制生理系數(shù) ρ不超過 m/s 3 。 ? 2．集中布置多臺電梯，通過電梯臺數(shù)的增加來節(jié)省乘客候梯時間 ? 這種方法不是直接提高梯速，但是為乘客節(jié)省時間的效果是同樣的。而于 20世紀七、八十年代出現(xiàn)的變壓變頻（ＶＶＶＦ）交流異步電機拖動方式由于其優(yōu)異的性能和逐步降低的價格而大受青睞，占據(jù)了新裝電梯的大部分。 – 系統(tǒng)工作效率高，節(jié)省能量。 ? 轎廂的運動由曳引電動機產(chǎn)生動力，經(jīng)曳引傳動系統(tǒng)進行減速、改變運動形式（將旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)橹本€運動）來實現(xiàn)驅(qū)動，其功率在幾千瓦到幾十千瓦，是電梯的主驅(qū)動。為防止轎廂停止時由于重力而溜車，還必須裝設制動器（俗稱抱閘）。 – 運行平穩(wěn)、安靜，噪音小于國標要求。永磁同步電動機拖動方式在近幾年開始在快速、高速無齒電梯中應用，是最有發(fā)展前途的電梯拖動方式。當然電梯臺數(shù)的增加不是無限制的，通常認為，在乘客高峰期間，使乘客的平均候梯時間少于 30s即可。 – 電梯的速度曲線 ? 當轎廂靜止或勻速升降時，轎廂的加速度、加加速度都是零，乘客不會感到不適；而在轎廂由靜止啟動到以額定速度勻速運動的加速過程中，或由勻速運動狀態(tài)制動到靜止狀態(tài)的減速過程中，既要考慮快速性的要求，又要兼顧舒適感的要求。 ? 圖 32中，起動加速段 AEFB中各小段的速度曲線、加速度曲線、加加速度曲線的函數(shù)表達式分別是： – 電梯的速度曲線的特點 ? 由于乘客對電梯舒適性的要求，使得電梯要兼顧快速性與舒適性，因此電梯的速度曲線與生產(chǎn)機械的速度曲線不同。而龍門刨床在加速、減速段給出的速度指令是階躍信號，調(diào)速系統(tǒng)是在大的速度偏差下以電流截止反饋方式運行，其加速度取決于設定的截止電流值，該電流通常為額定電流的兩倍左右。 第三節(jié) 電梯的負載機械特性 ? 一、靜態(tài)負載機械特性 ? 當電梯重載運行時，轎廂的負載系數(shù) β大于對重的平衡系數(shù) KP，即 β＞ KP，這時電梯的靜態(tài)負載機械特性由兩部分組成：一是由橋廂、對重的重量差引起的位能性轉(zhuǎn)矩（圖 310中的曲線１），另一部分是由傳動系統(tǒng)的摩擦（超高速梯還有較大的風阻）阻力引起的反抗性轉(zhuǎn)矩（圖 310中的曲線２），這兩部分轉(zhuǎn)矩之和為電梯重載運行時的靜態(tài)負載轉(zhuǎn)矩（圖 310中的曲線 3）。 ? 圖 3－ 2中速度曲線的 CF’E’D減速段與 BFEA段相對稱，因此圖 3－ 11中減速段的動態(tài)轉(zhuǎn)矩曲線也與加速段 BFEA段相對稱。 四、調(diào)速電梯曳引電動機機械特性與電梯負載機械特性的關(guān)系 ? 調(diào)速電梯要求轎廂能按預定的速度曲線運行，以便得到較好的舒適性。因此為了能夠正確地選用曳引電動機，首先要了解電梯的拖動特點和電梯對曳引電動機的要求。 ? 進行發(fā)熱校驗 ? （ 1） 對于直流電梯和變頻調(diào)速交流電梯，在運行過程中電動機內(nèi)的磁通量保持額定值不變，可以采用等效轉(zhuǎn)矩法進行發(fā)熱校驗。當反組勵磁整流橋 UCR工作時，則為勵磁繞組 WM提供反向勵磁電流，使電機產(chǎn)生反向磁通 Φ，于是正向的電樞電流 Ia在反向的磁通 Φ作用下，產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩。當轉(zhuǎn)矩指令大于 M。而勵磁回路則只是一個恒定大小、恒定方間的恒流控制，即控制電機的磁通保持額定值。隨后處在待整流狀態(tài)的正組晶閘管的觸發(fā)角 α＜ 90176。從式 (3—29)可以看出，改變極對數(shù) p可以改變電機的轉(zhuǎn)速，由于極對數(shù) p只能是正整數(shù)，因此采用變極調(diào)速是不能實現(xiàn)平滑的無級調(diào)速的，在改變極對數(shù)前后，轉(zhuǎn)速將有一個臺階變化。 ? （二）單繞組變極電動機 ? 這種變極電動機內(nèi)，只嵌放一套定子繞組，而通過對這套定子繞組的不同接線組合得到不同的極數(shù)。在這樣的電流作用下就會引起電機內(nèi)的磁通，其磁力線方向為圖中虛線所示，在 U11U21間的磁力線由定子指向轉(zhuǎn)子，或說定子向轉(zhuǎn)子發(fā)出磁力線，我們在此處定子鐵心處標以 N極。電動機內(nèi)的磁場如虛線所示，在 U11U21之間的定子鐵芯形成 N極，而在 U12U22之間的定子鐵芯則是 S極，在 U21U12之間和在U22U11之間則不能形成磁極，因此處相鄰的電流是同方向的。 三、變極調(diào)速電梯主電路 ? （一）雙繞組 6／ 24極變極電機用作電梯曳引電動機的主電路 ? 圖中電動機 M有兩套繞組，快速（ 6極）繞組的引出端為 XK XKXK3，在內(nèi)部三相接成“ Y”形接法；慢速（ 24極）繞組的引出端為XM XM XM3，在內(nèi)部三相也是“ Y”形接法。圖中采用一個快速接觸器 KS1，當快速（ 6極）運行時，通過 KS1的常開點將電機端子 3短接到一起構(gòu)成另一個星形點，使電機接成雙星形（ YY）接法，實現(xiàn)圖 3－ 28 b）的接線。 ? 如果電機拖動一恒轉(zhuǎn)矩負載 MZ，那么當電機電壓 U1=U1N時 , 電機將穩(wěn)定運行在 A點，當電壓降低到 U1’時，電機將穩(wěn)定運行在 B點，當電壓降低到 U1”時，電機將穩(wěn)定運行在 C點。也就是說，當一相的正向可控硅被觸發(fā)時，在另兩相中至少得有一個反向的可控硅被觸發(fā)才能將電源電壓加到電機繞組上。 時，沒有任何兩個可控硅可以同時導通，因此不會有輸出電壓，也就不會有電流。為了簡化問題，假設負載為純電阻負載，即負載功率因數(shù)cosφ=1，井忽略電機繞組間的互感影響。這時的 1~6號觸發(fā)脈沖的位置如圖 3－ 36 a) 中標注的那樣，為了形象起見，將觸發(fā) 6號可控硅的觸發(fā)脈沖畫向下，并且將各觸發(fā)脈沖所對應可控硅上的正向（對可控硅講是正向的）電壓的半個正弦波分別標以 l~6號。 ? 下面分析 α=30176。在0176。 ～ 90176。 范圍內(nèi)， 2號可控硅被觸發(fā)而導通， 1號、 6號可控硅繼續(xù)導通，電動機三相繞組均被接到電源上，因此在 90176。 ～ 210176。 ～ 60176。當觸發(fā)角在 α=120176。 b) α=60176。五次、七次諧波電流有相當?shù)谋壤?，十一次以上諧波相對較小。 ? 圖 3－ 37 三相“ Y”接、電阻負載調(diào)壓電路 I*α=f(α)關(guān)系 ? 圖 3－ 37 三相“ Y”接、電阻負載調(diào)壓電路 I*α=f(α)關(guān)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。 ? 圖 3－ 38中曲線 1是電梯滿載運行時的負載機械特性。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。 ? ? 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)。但是這種方法有一些重大的缺陷影響其實際應用。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。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。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。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。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。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。圖 3－ 41 a）中簡單地畫出了渦流制動器的剖面圖 。 ? 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。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。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(guān)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。這時的減加速度是一個常數(shù)。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。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。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。 ? 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?？梢钥闯?，到減速點 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。這時的動作過程是：當發(fā)出減速指令后，與快速接法有關(guān)的接觸器 KS、 KA、 KS2斷電， KS1也斷電，與制動有關(guān)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。 ? 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。 ? 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。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。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。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。 ? 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?。ㄅc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。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)。=％，因此平層精度可以大為提高。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。 ? 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。 ? 圖 339中曲線 l為電梯空載運行的負載機械特性。 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。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。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。 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。 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。 ? 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相電壓應當是 U相電源電壓 uu與星形點電位 uO’之差，即 ? UuO’=uuOuo’ ? 按上面兩個方法可以畫出 U相電壓 uuo’的波形如圖 3－ 36 a）中粗實線那樣。 區(qū)間，電動機星形點的電位 Uo’=0。 時刻，因此 uo’