【正文】 曲線的工作量。 ? 調(diào)速電梯在加速、減速段要實(shí)施嚴(yán)密的速度閉環(huán)控制，保證轎廂按設(shè)計(jì)的速度曲線運(yùn)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(guò) m/s 3 。 ? 2．集中布置多臺(tái)電梯，通過(guò)電梯臺(tái)數(shù)的增加來(lái)節(jié)省乘客候梯時(shí)間 ? 這種方法不是直接提高梯速，但是為乘客節(jié)省時(shí)間的效果是同樣的。而于 20世紀(jì)七、八十年代出現(xiàn)的變壓變頻（ＶＶＶＦ）交流異步電機(jī)拖動(dòng)方式由于其優(yōu)異的性能和逐步降低的價(jià)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(yùn)動(dòng)由曳引電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，經(jīng)曳引傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行減速、改變運(yùn)動(dòng)形式（將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，其功率在幾千瓦到幾十千瓦，是電梯的主驅(qū)動(dòng)。為防止轎廂停止時(shí)由于重力而溜車，還必須裝設(shè)制動(dòng)器（俗稱抱閘）。 – 運(yùn)行平穩(wěn)、安靜，噪音小于國(guó)標(biāo)要求。永磁同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)方式在近幾年開始在快速、高速無(wú)齒電梯中應(yīng)用，是最有發(fā)展前途的電梯拖動(dòng)方式。當(dāng)然電梯臺(tái)數(shù)的增加不是無(wú)限制的，通常認(rèn)為，在乘客高峰期間，使乘客的平均候梯時(shí)間少于 30s即可。 – 電梯的速度曲線 ? 當(dāng)轎廂靜止或勻速升降時(shí)，轎廂的加速度、加加速度都是零，乘客不會(huì)感到不適；而在轎廂由靜止啟動(dòng)到以額定速度勻速運(yùn)動(dòng)的加速過(guò)程中，或由勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)到靜止?fàn)顟B(tài)的減速過(guò)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(dòng)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(dá)式分別是： – 電梯的速度曲線的特點(diǎn) ? 由于乘客對(duì)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(jī)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(hào)，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(yùn)行，其加速度取決于設(shè)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(fù)載機(jī)械特性 ? 一、靜態(tài)負(fù)載機(jī)械特性 ? 當(dāng)電梯重載運(yùn)行時(shí)，轎廂的負(fù)載系數(shù) β大于對(duì)重的平衡系數(shù) KP，即 β＞ KP，這時(shí)電梯的靜態(tài)負(fù)載機(jī)械特性由兩部分組成：一是由橋廂、對(duì)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(dòng)系統(tǒng)的摩擦（超高速梯還有較大的風(fēng)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(yùn)行時(shí)的靜態(tài)負(fù)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(duì)稱，因此圖 3－ 11中減速段的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩曲線也與加速段 BFEA段相對(duì)稱。 四、調(diào)速電梯曳引電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與電梯負(fù)載機(jī)械特性的關(guān)系 ? 調(diào)速電梯要求轎廂能按預(yù)定的速度曲線運(yùn)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(dòng)機(jī)，首先要了解電梯的拖動(dòng)特點(diǎn)和電梯對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)的要求。 ? 進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn) ? （ 1） 對(duì)于直流電梯和變頻調(diào)速交流電梯，在運(yùn)行過(guò)程中電動(dòng)機(jī)內(nèi)的磁通量保持額定值不變，可以采用等效轉(zhuǎn)矩法進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)。當(dāng)反組勵(lì)磁整流橋 UCR工作時(shí)，則為勵(lì)磁繞組 WM提供反向勵(lì)磁電流，使電機(jī)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(dāng)轉(zhuǎn)矩指令大于 M。而勵(lì)磁回路則只是一個(gè)恒定大小、恒定方間的恒流控制，即控制電機(jī)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(duì)數(shù) p可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，由于極對(duì)數(shù) p只能是正整數(shù)，因此采用變極調(diào)速是不能實(shí)現(xiàn)平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速的，在改變極對(duì)數(shù)前后，轉(zhuǎn)速將有一個(gè)臺(tái)階變化。 ? （二）單繞組變極電動(dòng)機(jī) ? 這種變極電動(dòng)機(jī)內(nèi)，只嵌放一套定子繞組，而通過(guò)對(duì)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(huì)引起電機(jī)內(nèi)的磁通，其磁力線方向?yàn)閳D中虛線所示，在 U11U21間的磁力線由定子指向轉(zhuǎn)子，或說(shuō)定子向轉(zhuǎn)子發(fā)出磁力線，我們?cè)诖颂幎ㄗ予F心處標(biāo)以 N極。電動(dòng)機(jī)內(nèi)的磁場(chǎng)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(jī)用作電梯曳引電動(dòng)機(jī)的主電路 ? 圖中電動(dòng)機(jī) 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(gè)快速接觸器 KS1，當(dāng)快速（ 6極）運(yùn)行時(shí)，通過(guò) KS1的常開點(diǎn)將電機(jī)端子 3短接到一起構(gòu)成另一個(gè)星形點(diǎn)，使電機(jī)接成雙星形（ YY）接法，實(shí)現(xiàn)圖 3－ 28 b）的接線。 ? 如果電機(jī)拖動(dòng)一恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 MZ，那么當(dāng)電機(jī)電壓 U1=U1N時(shí) , 電機(jī)將穩(wěn)定運(yùn)行在 A點(diǎn)，當(dāng)電壓降低到 U1’時(shí)，電機(jī)將穩(wěn)定運(yùn)行在 B點(diǎn)，當(dāng)電壓降低到 U1”時(shí)，電機(jī)將穩(wěn)定運(yùn)行在 C點(diǎn)。也就是說(shuō)，當(dāng)一相的正向可控硅被觸發(fā)時(shí)，在另兩相中至少得有一個(gè)反向的可控硅被觸發(fā)才能將電源電壓加到電機(jī)繞組上。 時(shí)，沒(méi)有任何兩個(gè)可控硅可以同時(shí)導(dǎo)通，因此不會(huì)有輸出電壓，也就不會(huì)有電流。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，假設(shè)負(fù)載為純電阻負(fù)載，即負(fù)載功率因數(shù)cosφ=1，井忽略電機(jī)繞組間的互感影響。這時(shí)的 1~6號(hào)觸發(fā)脈沖的位置如圖 3－ 36 a) 中標(biāo)注的那樣，為了形象起見，將觸發(fā) 6號(hào)可控硅的觸發(fā)脈沖畫向下，并且將各觸發(fā)脈沖所對(duì)應(yīng)可控硅上的正向（對(duì)可控硅講是正向的）電壓的半個(gè)正弦波分別標(biāo)以 l~6號(hào)。 ? 下面分析 α=30176。在0176。 ～ 90176。 范圍內(nèi)， 2號(hào)可控硅被觸發(fā)而導(dǎo)通， 1號(hào)、 6號(hào)可控硅繼續(xù)導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)三相繞組均被接到電源上，因此在 90176。 ～ 210176。 ～ 60176。當(dāng)觸發(fā)角在 α=120176。 b) α=60176。五次、七次諧波電流有相當(dāng)?shù)谋壤?，十一次以上諧波相對(duì)較小。 ? 圖 3－ 37 三相“ Y”接、電阻負(fù)載調(diào)壓電路 I*α=f(α)關(guān)系 ? 圖 3－ 37 三相“ Y”接、電阻負(fù)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(diǎn) ? （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(jiǎn)單地說(shuō)就是為了實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行的速度曲線，獲得良好的運(yùn)行舒適感，提高平層精度。 ? 圖 3－ 38中曲線 1是電梯滿載運(yùn)行時(shí)的負(fù)載機(jī)械特性。從圖 3－ 38可以看出，普通異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線 2不能全部包容負(fù)載機(jī)械特性，在 GEH段的負(fù)載轉(zhuǎn)矩將是這臺(tái)電機(jī)達(dá)不到的。 ? ? 從前面的分析及圖 3－ 12的負(fù)載機(jī)械特性可以看到，電梯運(yùn)行當(dāng)中，曳引電機(jī)經(jīng)常要運(yùn)行在第 Ⅱ 、 Ⅳ 象限中，這時(shí)電機(jī)處在制動(dòng)狀態(tài)。但是這種方法有一些重大的缺陷影響其實(shí)際應(yīng)用。曲線 7是電機(jī)能耗制動(dòng)機(jī)械特性，其中 4是最大勵(lì)磁電流時(shí)的能耗制動(dòng)機(jī)械特性， 7是最小勵(lì)磁電流時(shí)的能耗制動(dòng)機(jī)械特性，勵(lì)磁電流處在中間值時(shí)，機(jī)械特性處在 7之間， 6就是其中兩條。對(duì)于調(diào)壓調(diào)速電梯常用的 4／ 16極變極電機(jī)，它的 nI’＝（ ～ ） n1’，大約為 50r／ min左右。當(dāng)然，由于能耗制動(dòng)的局限，曲線 1’的 G”A段是不能實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際上是按能耗制動(dòng)機(jī)械特性 4’的 G”I’段執(zhí)行的。當(dāng)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(dòng)機(jī)械特性與任意一條三相降壓機(jī)械特性合成得到新的機(jī)械特性，從而得到所需工作點(diǎn)。這種控制方式對(duì)減速機(jī)及其它傳動(dòng)環(huán)節(jié)也有較高要求，傳動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)、嚙合應(yīng)緊密，否則將造成沖擊、振動(dòng)、噪音。在電動(dòng)狀態(tài)起動(dòng)、運(yùn)行時(shí)，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(jiǎn)單地畫出了渦流制動(dòng)器的剖面圖 。 ? 采用異步電動(dòng)機(jī) —渦流制動(dòng)器拖動(dòng)方式代替異步電動(dòng)機(jī)高速繞組調(diào)壓 —低速繞組能耗的拖動(dòng)方式時(shí)，原來(lái)在電機(jī)低速繞組中能耗制動(dòng)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移到渦流制動(dòng)器中發(fā)熱，從而減輕異步電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，改善了異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)時(shí)的勵(lì)磁電流。它采用一臺(tái) 6／ 24極單繞組變極電機(jī)作為曳引電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)共有 9個(gè)引出端，電機(jī)的繞組與接線端的關(guān)系表示如圖 ? 電梯的起動(dòng)及穩(wěn)速運(yùn)行控制過(guò)程是開環(huán)的，與雙速電梯相似；起動(dòng)初 KS ? KS、 KM（或 KMR）、 KS1吸合，將電機(jī)接成雙星形接法（六極的接線方式）并串入電阻 Rk 起動(dòng)，轉(zhuǎn)速升上來(lái)后，吸合 KA將 Rk短路，電梯以快速穩(wěn)速運(yùn)行。這時(shí)的減加速度是一個(gè)常數(shù)。由于渦流制動(dòng)器的工作原理、機(jī)械特性均與電機(jī)能耗制動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)相似，因此這種拖動(dòng)方式的控制與調(diào)壓 —能耗制動(dòng)拖動(dòng)方式下的控制相似。那么，當(dāng)調(diào)試正確時(shí)，電梯運(yùn)行過(guò)程中調(diào)壓、能耗兩部分應(yīng)怎樣工作呢？下面我們結(jié)合電梯不同的運(yùn)行情況加以分析。曲線 2是曳引電動(dòng)機(jī)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(dòng)器拖動(dòng)方式 ? a) 主電路 b) 速度、加速度曲線 ? 相類似地，也有一種起動(dòng)、穩(wěn)速運(yùn)行時(shí)開環(huán)控制，減速過(guò)程由渦流制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的拖動(dòng)方式。可以看出，到減速點(diǎn) C之后，電梯以恒定的減加速度減速，直到過(guò)了G點(diǎn)之后的 I點(diǎn)，電梯的實(shí)際速度與予定速度相等后，開始進(jìn)入能耗制動(dòng)的閉環(huán)控制，電梯按予定速度曲線運(yùn)行，到了 H點(diǎn)，電梯又進(jìn)入失控區(qū)，電梯再次以重力決定的恒減加速度來(lái)減速，在 t0時(shí)刻速度減到零，如果這時(shí)不抱閘停車，則電梯將反向加速變成向下運(yùn)行，造成反向溜車事故。這時(shí)的動(dòng)作過(guò)程是：當(dāng)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(dòng)有關(guān)的接觸器 KB KB吸合，將電機(jī)慢速（ 24極）運(yùn)行的三相繞組彼此串聯(lián)起來(lái)（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(jī)內(nèi)產(chǎn)生一靜止不動(dòng)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子起作用，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使其減速停車。 ? 當(dāng)電梯檢修運(yùn)行時(shí)，不使用可控硅調(diào)壓、勵(lì)磁電路，只需給低速繞組提供三相交流電，使電梯低速運(yùn)行。 ? 由于渦流制動(dòng)器的機(jī)械特性在正常工作區(qū)間沒(méi)有轉(zhuǎn)矩的極值點(diǎn)，是單調(diào)變化的，可控性比能耗制動(dòng)要好，其制動(dòng)機(jī)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(dòng)器中的磁場(chǎng)是一個(gè)靜止的磁場(chǎng)，它總是企圖拉住旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和它一樣靜止下來(lái)。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(jī)發(fā)熱井不嚴(yán)重，這種電梯的曳引電動(dòng)機(jī)基本上沒(méi)有裝冷卻風(fēng)機(jī)的。如果出現(xiàn)諧振，可通過(guò)改變電動(dòng)、制動(dòng)切換判據(jù)的速度差值，或改變調(diào)節(jié)器參數(shù)來(lái)改變切換周期，使其遠(yuǎn)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(jī)工作在圖 3－ 40曲線 1的 R點(diǎn)，那么在△ t1的時(shí)間里讓電機(jī)工作在曲線 3的 R3點(diǎn)，緊接著在△ t2的時(shí)間里讓電機(jī)工作在曲線 7’的 R7點(diǎn)，只要適當(dāng)控制面△ t1和△ t2這兩個(gè)時(shí)間之比例，就可以使在△ t=△ t1+△ t2的時(shí)間間隔內(nèi)電機(jī)的平均轉(zhuǎn)矩為 : ? 如果時(shí)間間隔△ t足夠?。ㄅc電機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)相比），那么電機(jī)轉(zhuǎn)矩的這種切換將不會(huì)造成轉(zhuǎn)速的明顯跳動(dòng)，也就不會(huì)引起大的不舒適感。因此這種電梯不能以實(shí)際轉(zhuǎn)速到達(dá)零速作為抱閘停車的依據(jù)，而可以用時(shí)間、距離、給定速度變?yōu)榱慊驅(qū)嶋H速度到達(dá) 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(dòng)曲線不能包容 A點(diǎn)，這就使得能耗制動(dòng)停車在輕載上升或重載下降時(shí)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(diǎn)的 nI）時(shí)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(jī)械特性曲線 5使電梯穩(wěn)速運(yùn)行在 B（ C）點(diǎn)是辦不到的，因?yàn)榍€ 5在該點(diǎn)具有正斜率，帶動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載是不能穩(wěn)定運(yùn)行的。 ? 圖 339中曲線 l為電梯空載運(yùn)行的負(fù)載機(jī)械特性。 4號(hào)曲線也不能包容負(fù)載機(jī)械傳性，在 IEFBJ區(qū)段，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩達(dá)不到這么大，因此如果用這臺(tái)電機(jī)作電梯曳引電機(jī)，那么在電梯起動(dòng)到 I點(diǎn)以后，速度也將開始偏離預(yù)定速度，起動(dòng)過(guò)程變慢，甚至到穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)也達(dá)不到額定速度，而只能以低于額定速度的 nL轉(zhuǎn)速運(yùn)行。為了克服由于制造、安裝、調(diào)整的不當(dāng)造成的某些地方阻力的增大，電機(jī)的拖動(dòng)或制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較曲線 1還應(yīng)有一定的富裕。這樣做一方面可以克服摩擦阻力的波動(dòng)造成的速度不均和振動(dòng)，提高穩(wěn)速運(yùn)行階段的舒適感，另一方面可以保證任何運(yùn)行工況下減速停車前的初始速度都是同一個(gè)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(shí)相電流有效值為基值，各次諧波的標(biāo)定值隨觸發(fā)角 α的變化如表 3－ 5所示。 d) α=120176。 之間時(shí)．用細(xì)實(shí)線畫出這個(gè)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(dǎo)通后電動(dòng)機(jī)得到的 U相電壓應(yīng)當(dāng)是 U相電源電壓 uu與星形點(diǎn)電位 uO’之差，即 ? UuO’=uuOuo’ ? 按上面兩個(gè)方法可以畫出 U相電壓 uuo’的波形如圖 3－ 36 a）中粗實(shí)線那樣。 區(qū)間，電動(dòng)機(jī)星形點(diǎn)的電位 Uo’=0。 時(shí)刻，因此 uo’