【正文】 =0；在 90176。 時(shí)刻 1號(hào)可控硅尚未導(dǎo)通時(shí)， ,，從而可以畫(huà)出0～ 30176。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，假設(shè)負(fù)載為純電阻的。下面我們針對(duì)圖 3－ 34所示電路，分析它的輸出電壓波形。 ? 當(dāng) α=0176。 ＜ α＜ 150176。這六個(gè)觸發(fā)脈沖彼此間隔 60176。可見(jiàn)調(diào)壓可以調(diào)速，這對(duì)于需要調(diào)節(jié)穩(wěn)定運(yùn)行速度的生產(chǎn)機(jī)械是有用的。 KM1是慢速接觸器，當(dāng) KS KS斷開(kāi)，而 KM1接通時(shí)，電機(jī)被接成 Y接形成 24極，同步速為 250r／ min。顯然快速接觸器 KS與慢速接觸器KM1不能同時(shí)吸合，應(yīng)該互鎖。這時(shí)也可以簡(jiǎn)單地畫(huà)成圖 326d）那樣的展開(kāi)圖形式。類(lèi)似地， U12U22之間為 N極， U22U11之間為 S極。但是由于兩種極數(shù)要在一套繞組中實(shí)現(xiàn)，繞組的跨距就要適合這不同極數(shù)，這樣一來(lái)繞組的布置對(duì)每一種極數(shù)都不是最佳安排，因此電機(jī)的效率、功率因數(shù)、諧波等指標(biāo)都不如普通異步電動(dòng)機(jī)。下面將這兩種方法的變極原理簡(jiǎn)述如下： ? （一）雙繞組變極 ? 這種方法比較簡(jiǎn)單，它是在電機(jī)定子槽內(nèi)嵌入兩套定子繞組，它們各自獨(dú)立，具有不同的極對(duì)數(shù)，當(dāng)接入一個(gè)繞組時(shí)，電機(jī)具有一種同步轉(zhuǎn)速，當(dāng)接入另一個(gè)繞組時(shí)，電機(jī)則具有另一種同步轉(zhuǎn)速。 ，電梯完成一個(gè)運(yùn)行過(guò)程 第六節(jié) 交流雙速電梯拖動(dòng)方式 ? 一、概述 ? 我國(guó)在 20世紀(jì) 60~70年代生產(chǎn)的電梯，絕大部分是交流雙速電梯， 80年代生產(chǎn)的電梯也有相當(dāng)數(shù)量的雙速電梯。這個(gè)電路與工業(yè)上通常采用的直流電機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制相似，可以做成有環(huán)流的，也可以做成邏輯無(wú)環(huán)流的。 ? 由于轉(zhuǎn)矩與電樞電流、轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁電流均是線性關(guān)系，因此控制規(guī)律比較簡(jiǎn)單，控制精度容易保證。當(dāng) α＜ 90o時(shí)，整流橋 UC工作在 ? 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 ? 整流狀態(tài)，輸出電壓上正下負(fù)，其波形見(jiàn)圖 321 c , 向電動(dòng)機(jī)提供直流電，電動(dòng)機(jī)則將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能帶動(dòng)轎廂運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)。轎廂的每一次往返，都重復(fù)若干個(gè)（假設(shè)為 Ns個(gè)）曲線 1和若干個(gè)（假設(shè)為 Nx個(gè)）曲線 4。 二 曳引電動(dòng)機(jī)額定功率的粗選 ? 根據(jù)圖 3－ 12電梯負(fù)載機(jī)械特性曲線 1及動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩公式 (3—12)可以畫(huà)出轎廂一次重載上升運(yùn)行過(guò)程中負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化曲線，見(jiàn)圖 3－ 15。 ? 將電機(jī)在調(diào)速過(guò)程中所能做到的機(jī)械特性畫(huà)在電梯負(fù)載機(jī)械特性的平面內(nèi)，電機(jī)的機(jī)械特性曲線應(yīng)能全部覆蓋負(fù)載機(jī)械特性，或者說(shuō)電機(jī)的機(jī)械特性能夠包容負(fù)載機(jī)械特性。 ? 圖 3－ 11中封閉曲線 AEFBCF’E’D反映了轎廂一次上升運(yùn)行過(guò)程中電梯的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律。 二、動(dòng)態(tài)負(fù)載機(jī)械特性 ? 當(dāng)電梯起動(dòng)加速或停車(chē)前制動(dòng)減速時(shí)，由于速度的變化將引起動(dòng)態(tài)負(fù)載轉(zhuǎn)矩： ? 為了得到較好的舒適感，要求轎廂按預(yù)定的速度曲線平滑地改變梯速。 ? 將相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電梯的舒適性、快速性要求列寫(xiě)如下： ? 我們把起動(dòng)段速度曲線畫(huà)在圖 35中，把各段曲線的方程列寫(xiě)如下： ? 三、其它類(lèi)型的電梯速度曲線 ? 從前面的分析可知，要保證電梯有良好的舒適性，設(shè)計(jì)的速度曲線必須是平滑的，只有這樣，加速度曲線才是連續(xù)的、沒(méi)有突跳，加加速度才是有限數(shù)值，不會(huì)出現(xiàn)無(wú)窮大，再適當(dāng)限制加速度、加加速度的數(shù)值，使其符合標(biāo)準(zhǔn)要求（既符合舒適性要求，又符合快速性要求）。 ? 比較圖 32和圖 34可以看出這兩條曲線的不同： ? 電梯的速度曲線在轉(zhuǎn)彎處都是圓滑過(guò)渡的，處處可導(dǎo)；而龍門(mén)刨床的速度曲線在起始點(diǎn)、終了點(diǎn)和轉(zhuǎn)彎處拐硬彎，因而造成在速度曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)加速度 a發(fā)生突跳，使該點(diǎn)的加加速度 ρ為無(wú)窮大。因此，有必要設(shè)計(jì)電梯運(yùn)行的速度曲線，讓轎廂按照這樣的速度曲線運(yùn)行，既能滿(mǎn)足快速性的要求，也能滿(mǎn)足舒適性的要求，科學(xué)、合理地解決快速性與舒適性的矛盾。 – 對(duì)電梯的舒適性要求 ? 1．由加速度引起的不適 ? 由于電梯的負(fù)載是人，人在加速上升或減速下降時(shí)，加速度引起的慣性力疊加到重力之上，使人產(chǎn)生超重感，各器官承受更大的重力；而在加速下降或減速上升時(shí)，加速度產(chǎn)生的慣性力抵消了部分重力，使人產(chǎn)生上浮感，感到內(nèi)臟不適，頭暈?zāi)垦！? 電梯的速度曲線 ? 、舒適感與快速性的矛盾統(tǒng)一 —— 電梯的速度曲線 – 對(duì)電梯的快速性要求 ? 電梯作為一種交通工具，對(duì)于快速性的要求是必不可少的。 – 動(dòng)作可靠，維修量小，壽命長(zhǎng)。開(kāi)門(mén)機(jī)一般安裝在轎門(mén)上部，驅(qū)動(dòng)轎門(mén)的開(kāi)與關(guān)，而廳門(mén)則僅當(dāng)轎廂?？勘緦訒r(shí)由轎門(mén)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)廳門(mén)實(shí)現(xiàn)開(kāi)或關(guān)。 ? 在電梯中主要有如下兩個(gè)運(yùn)動(dòng)： – 轎廂的升降運(yùn)動(dòng)。 – 在運(yùn)動(dòng)中有正確的速度控制，以保證有良好的舒適性和平層準(zhǔn)確度。 ? 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電梯主要采用如下一些電力拖動(dòng)方式?，F(xiàn)代電梯梯速不斷提高，目前超高速電梯額定速度已達(dá) 20m/s?！? ? 2．由加速度變化率引起的不適 ? 實(shí)驗(yàn)證明，人體不但對(duì)加速度敏感，對(duì)加速度的變化率（或稱(chēng)加加速度）也很敏感。 ? 加速段速度曲線 AEFB段的 AE段是一條拋物線，EF段是一條在 E點(diǎn)與拋物線 AE相切的直線，而 FB段則是一條反拋物線，它與 AE段拋物線以 EF段直線的中點(diǎn)相對(duì)稱(chēng)。 ? 加速、減速段的最大加速度數(shù)值不同，考慮到人對(duì)加速度引起的超重、失重的承受能力，其值不得大于 m/s 2，再加上拋物線階段的逐漸過(guò)渡，使得電梯的加速、減速段時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)額定梯速較高時(shí)，若仍采用圖 3－ 9ａ）的速度曲線，就勢(shì)必造成Ｅ點(diǎn)附近一帶的加速度超標(biāo)，因此需要在Ｅ點(diǎn)的加速度尚未超標(biāo)之前，在Ｅ點(diǎn)處斷開(kāi)，接入一段與正弦曲線相切的直線（其斜率等于正弦曲線在Ｅ點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)）。 ? 圖 3－ 2中速度曲線的 EF段是一條直線，其斜率（即加速度）為常數(shù)，故相應(yīng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩也是常數(shù)，如圖 3－ 11中的 EF段。 三、電梯的負(fù)載機(jī)械特性 ? 將電梯的靜態(tài)負(fù)載機(jī)城特性與動(dòng)態(tài)負(fù)載機(jī)械特性相疊加得到電梯負(fù)載機(jī)械特性，見(jiàn)圖 3－ 12。 圖 313 變頻調(diào)速電梯電機(jī)的機(jī)械傳性與負(fù)載機(jī)械特性的包容關(guān)系 ? 圖 3－ 13表示變頻調(diào)速電梯電機(jī)的機(jī)械傳性與負(fù)載機(jī)械特性的包容關(guān)系，可以看出，由于變頻調(diào)速的優(yōu)越性能，可以很好地滿(mǎn)足二者的包容關(guān)系，因此變頻調(diào)速電梯能夠得到很好的運(yùn)行舒適性和平層精確度。當(dāng)該系統(tǒng)以額定速度 VN提升額定重量 QN的負(fù)載（假設(shè)該負(fù)載就是電梯的轎廂）時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率可以按下式粗選： ? 圖 3－ 16 卷繞式拖動(dòng)系統(tǒng)原理示意圖 （二）有對(duì)重曳引系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)額定功率的粗選 ? 圖 3－ 17 有對(duì)重的曳引系統(tǒng)原理示意圖 ? 電動(dòng)機(jī) 2減速機(jī) 3曳引輪 4曳引鋼絲繩 ? 5轎廂 6對(duì)重 7尾繩 三 曳引電動(dòng)機(jī)發(fā)熱與過(guò)載、起動(dòng)校驗(yàn) ? 按照上面介紹的方法粗選電動(dòng)機(jī)只適合于電梯改造時(shí)的粗略估算，在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新型號(hào)電梯時(shí)，需要更精確地校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的耐熱與過(guò)載、起動(dòng)能力。在該系統(tǒng)中采用一組三相全波可控整流器 UC替代 G－ M拖動(dòng)方式中的發(fā)電機(jī)組，為直流電動(dòng)機(jī) M 供電。這些關(guān)系如圖 3－ 22 a)所示。以圖 3－ 25 a）所示的橋廂重載上升機(jī)械特性為例，當(dāng)電機(jī)按負(fù)載機(jī)械特性曲線運(yùn)行時(shí)，在電梯起動(dòng)加速階段（ AEFB段）、電梯穩(wěn)速運(yùn)行階段（圖中的 B（ C）點(diǎn)）和部分減速階段（圖中的 CG段和 HD段），系統(tǒng)就工作在上述的狀態(tài)下。 時(shí)， UCF工作在整流狀態(tài)，向 ? 圖 3－ 24 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)與正反組晶閘管控制規(guī)律的關(guān)系 ? 圖 3－ 25 重載上升過(guò)程中正反組整流橋及電機(jī)的工作狀態(tài) ? a)機(jī)械特性 b)速度曲線 ? 組晶閘管的觸發(fā)延遲角 α2增大，使之進(jìn)入逆變狀態(tài)，而正組晶閘管保持 α=90o，這時(shí)電機(jī)就進(jìn)入第二象限運(yùn)行，閉環(huán)控制系統(tǒng)控制反組晶閘管輸出正的逆變電壓，隨著逆變電壓的降低，電機(jī)的工作點(diǎn)沿負(fù)載特性的 GF’E’H段移動(dòng)，在這個(gè)階段中電機(jī)工作在正向回饋狀態(tài)。這種電梯通常采用繼電器控制，故障率較高，越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需求，目前產(chǎn)量逐年降低，被交流調(diào)速電梯替代，今后交流雙速拖動(dòng)方式將主要用于貨梯或客貨兩用梯中，控制部分也將由有觸點(diǎn)控制改為無(wú)觸點(diǎn)控制，提高其運(yùn)行可靠性。實(shí)現(xiàn)最佳配合。 ? 圖 3－ 26 反向變極法原理示意圖（ 2極 /4極） ? a)四極接法時(shí)電機(jī)內(nèi)的磁場(chǎng) b)四極接法時(shí) U相的接線圖 ? c)二極接法時(shí)電機(jī)內(nèi)的磁場(chǎng) d)二極接法時(shí) U相的接線圖 ? 我們用最簡(jiǎn)單的 2極 /4極變極來(lái)說(shuō)明反向變極法。圖 3－ 26 a）的電機(jī)斷面示意圖也可以簡(jiǎn)略地畫(huà)成圖 3－ 26 b）那樣的展開(kāi)圖來(lái)表示，它相當(dāng)于將 a） 圖在 A’A 處切開(kāi)展平后的情形。圖 3－ 27則表示了一臺(tái) 4／ 6極變極的原理。 ? 由于電梯運(yùn)行中有舒適感的要求，因此在升速、降速過(guò)程中不應(yīng)有過(guò)大的沖擊，速度應(yīng)盡量平滑過(guò)渡，為此在主回路中設(shè)置了電感和電阻，通過(guò)在定子繞組中串入阻抗來(lái)改變電機(jī)機(jī)械特性，減緩沖擊。 KA是快速運(yùn)行接觸器，它接通后短路掉快速電阻 RK，使快速繞組直接接到電源上，電機(jī)在固有特性上轉(zhuǎn)入穩(wěn)速運(yùn)行。 ? 圖 3－ 33 交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速機(jī)械特性 ? a） sm1 b） sm＞ 1 （二）調(diào)壓電路 ? 圖 3－ 34 三相調(diào)壓電路（三相星形調(diào)壓） ? 圖 334是目前普遍采用的調(diào)壓方法。從圖中可以看出，當(dāng)觸發(fā)角 α＜ 0 。 ? 在調(diào)壓調(diào)速電梯中，目前采用較多的是圖 334這種電路，下面針對(duì)這種電路分析其輸出電壓的波形。 ? 下面分析 α=30176。 ? 當(dāng) α=0176。在 0176。 ～ 60176。 區(qū)間 uo’波形。以 U相繞組為例，在 U相可控硅 1號(hào)、 4號(hào)未觸發(fā)導(dǎo)通的 0176。類(lèi)似地，也可以畫(huà)出 V相、 W相電壓 uvo’、 uwo’的波形，它們與 uuo’相似，互差 120176。 ? 從圖 3－ 36 c）看出，當(dāng) α=90176。 c) α=90176。再增加 α角也不會(huì)再有任何兩相同時(shí)導(dǎo)通了，因此各相輸出電壓都將為零?？梢?jiàn)諧波占相當(dāng)比例。一般生產(chǎn)機(jī)械主要對(duì)穩(wěn)速運(yùn)行階段實(shí)行速度的閉環(huán)控制，而在加速、減速階段通常采用電流截止反饋使電機(jī)在最大允許電流下加速或減速，這樣電機(jī)及其拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械可以得到最大的加、減速度，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。但是三臺(tái)電機(jī)的 sm不同，曲線 2的 sm大約在 ，曲線 3的 sm大約在 ，曲線 4的 sm則大于 1。從圖 3－38我們看出，曲線 3恰好能夠包容負(fù)載機(jī)械特性，是不需要增大電機(jī)功率而能滿(mǎn)足電梯曳引要求的較理想曲線。 ? 圖 3－ 39 電梯空載采用反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性 ? 圖 3－ 39 電梯空載采用反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性 ? 從圖中可以看出，單純用正向調(diào)壓是不能實(shí)現(xiàn)空載上升時(shí)負(fù)載特性所要求的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的．因?yàn)檎蛘{(diào)壓的機(jī)械特性在第二象限的部分其轉(zhuǎn)速都在電機(jī)同步轉(zhuǎn)速 nl之上，與負(fù)載機(jī)械特性不可能相交。 ? 由于上述原因，在電梯拖動(dòng)方式中很少采用反接制動(dòng)方案。 ? 為了提高平層精度，就應(yīng)設(shè)法減小 nI。為了進(jìn)一步提高平層精度，有的電梯在停車(chē)前還設(shè)有一個(gè)低速運(yùn)行段，這有點(diǎn)類(lèi)似于雙速電梯，但是它的低速運(yùn)行是靠高速繞組調(diào)壓（對(duì)重載上升或輕載下降情況）或低速繞組能耗制動(dòng)（對(duì)輕載上升或重載下降情況）的閉環(huán)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不像雙速電梯那樣，僅靠低速繞組的開(kāi)環(huán)固有特性實(shí)現(xiàn)。將同一轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩相加，由 3和 7’曲線可以得到曲線 8，這就是電機(jī)既電動(dòng)又能耗制動(dòng)的合成機(jī)械特性。如果實(shí)際轉(zhuǎn)速低于預(yù)定轉(zhuǎn)速了，則將勵(lì)磁電流減小，從而減小制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如果電梯實(shí)際速度仍低于預(yù)定速度，而且差值超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，便切斷低速繞組的勵(lì)磁電流，向電機(jī)的高速繞組提供三相交流電壓，使其由能耗制動(dòng)轉(zhuǎn)入電動(dòng)狀態(tài)，使電梯速度上升，若速度仍低于預(yù)定速度，則提高電機(jī)電壓，加大電動(dòng)轉(zhuǎn)矩，直至電梯速度與預(yù)定速度相等為止 …… 如此通過(guò)動(dòng)態(tài)的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使電梯的實(shí)際運(yùn)行速度圍繞予定速度曲線動(dòng)態(tài)地變化。而閉環(huán)控制的原則又與電動(dòng)狀態(tài)相反：當(dāng)轉(zhuǎn)速偏高時(shí)應(yīng)增大勵(lì)磁電流，從而加大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩使其減速，當(dāng)轉(zhuǎn)速偏低時(shí)應(yīng)減小勵(lì)磁電流，從而減小制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電梯加速。還應(yīng)注意的是，對(duì)于早年生產(chǎn)的雙速電梯的曳引電動(dòng)機(jī)，其絕緣材料多采用E級(jí)絕緣，而近年生產(chǎn)的曳引電動(dòng)機(jī)，多采用 B級(jí)絕緣材料，二者允許溫升相差 10℃ ，因此不要用新電機(jī)的溫升標(biāo)難考查老電機(jī)，否則，當(dāng)電機(jī)溫度還未超過(guò) B級(jí)絕緣材料的允許溫度時(shí)，老電機(jī)可能已經(jīng)承受不了了。渦流制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系可以用圖 3－ 41 b）的機(jī)械特征表示。 ? 圖 3－ 42 調(diào)壓 —能耗制動(dòng)拖動(dòng)方式的主電路 ? 在圖 3－ 42中，電機(jī)的高速繞組接成星形調(diào)壓方式，每一相接有一對(duì)反并聯(lián)的可控硅，接觸器 KM和 KMR是改變電機(jī)轉(zhuǎn)向的上行接觸器和下行接觸器。關(guān)于速度閉環(huán)控制的問(wèn)題，將在下一章的拖動(dòng)控制部分中加以討論。 ? 上述的能耗制動(dòng) —電機(jī)斷電滑行的控制方式類(lèi)似于 ON－ OFF的兩位控制方法（這種方法俗稱(chēng)“乒乓”控制），只是在 ON時(shí)不是單純的接通，而是進(jìn)一步采取了閉環(huán)調(diào)節(jié)。當(dāng)然這樣做將增大平層誤差。在這種控制方式下，減速初、終的速度曲線雖經(jīng)平滑電路造成一定的園角過(guò)度，但由于園角過(guò)小，加速度變化率仍很大，因此舒適感不如專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的拋物線曲線好