【正文】 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。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。 – 運(yùn)行平穩(wěn)、安靜，噪音小于國(guó)標(biāo)要求。 ? 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)。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。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 。 ? 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。 ? 圖 3－ 2中速度曲線的 BC段是恒速運(yùn)行段，其加速度為零，因此動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩也為零，在圖 3－ 11中表現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn)，其 M＝ 0， n= nN。能否正確地選用曳引電動(dòng)機(jī)，關(guān)系到電梯能否安全、可靠地工作。當(dāng)正組勵(lì)磁整流橋 UCF工作時(shí)，給勵(lì)磁繞組 WM提供正向勵(lì)磁，使電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生正向磁通Φ，這樣電機(jī) M 的電樞電流 Ia（只有正向電流）在正向磁通 Φ的作用下就將產(chǎn)生正向轉(zhuǎn)矩。隨后將待逆變的反 ? 這種拖動(dòng)方式的特點(diǎn)是在電動(dòng)機(jī)電樞回路中設(shè)置了兩組晶閘管整流器，它們彼此反向并聯(lián)，為電樞提供正、反向電流。 二、電機(jī)變極調(diào)速的原理 ? 態(tài)。這時(shí) U相電流由 U11U21 繞組的 U11端流入，沿線圈邊 U11向紙內(nèi)方向流，在鐵芯另一端經(jīng)端接線到線圈邊 U21，再經(jīng) U21向紙外流出，然后經(jīng)連線由 U12流入，到另一端經(jīng)端接線到 U22后由 U22流出，各線圈邊的電流方向見(jiàn)圖。這六個(gè)極的分布是不均勻的，它將造成諧波的增大、效率的降低。 第七節(jié) 交流調(diào)壓調(diào)速電梯拖動(dòng)方式 ? 一、交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的基礎(chǔ)知識(shí) ? （一）調(diào)壓調(diào)速的基本原理 ? 我們知道，改變電源電壓，交流異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性就將改變那樣。 ＜ α＜ 180176。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，假設(shè)負(fù)載為純電阻的。 范圍內(nèi) 1號(hào)可控硅尚未導(dǎo)通，而 5號(hào)、 6號(hào)可控硅已經(jīng)導(dǎo)通，這時(shí) 0’點(diǎn)的電位應(yīng)為 V、 W相繞組分壓確定。 ～ 120176。 ? 當(dāng)觸發(fā)角在 30176。 ? 圖 3－ 36 調(diào)壓電路的輸出相電壓波形分析（ Y接， cosφ=1） ? a) α=30176。 ? 將上表所列電流與觸發(fā)角的關(guān)系繪制成曲線，如圖 3－ 37所示。在本章第三節(jié)中已經(jīng)指出，選擇電梯曳引電機(jī)的必要條件就是電機(jī)的機(jī)械特性能夠包容負(fù)載的機(jī)械特性。 ? （ 1）采用反向調(diào)壓機(jī)械特性 4—7在第二象限的部分，這時(shí)電機(jī)工作在反接制動(dòng)狀態(tài)。這時(shí)能耗制動(dòng)的機(jī)械特性如圖 3－ 40中的 4’、5’、 6’、 7’，用它們?nèi)〈咚俳臃芎闹苿?dòng)曲線 7，顯然此時(shí) I’點(diǎn)的轉(zhuǎn)速低于 I點(diǎn)的轉(zhuǎn)速。如果固定 7’號(hào)曲線而調(diào)節(jié)高速繞組的三相電壓，合成機(jī)械特性便向右移，便可以得到曲線 1上 L、 M點(diǎn)以右、機(jī)械特性 3以左的各工作點(diǎn)。但是能耗制動(dòng)比反接制動(dòng)耗能要少，因?yàn)槟芎闹苿?dòng)在制動(dòng)過(guò)程中不從電網(wǎng)獲取能量。 ? 用渦流制動(dòng)器的機(jī)械特性代替圖 3－ 40中能耗制動(dòng)的機(jī)械特性，與異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓相配合也可以得到類似于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓 —能耗制動(dòng)的效果，因此在電梯中也有應(yīng)用。 ? 圖 3－ 43 開(kāi)環(huán)起動(dòng) —能耗制動(dòng)電梯主電路 ? a)主電路圖 b)電機(jī)接線圖 c)重載上升時(shí)的機(jī)械特性 d)速度曲線 ? 圖 3－ 43 a）便是這種電梯的主電路圖。 ? 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 ? 調(diào)壓 —渦流制動(dòng)器拖動(dòng)方式的主電路如圖 3－ 44a）所示。 時(shí)的機(jī)械特性，這時(shí) ? 圖 3－ 45 轎廂重載上升或輕載下降時(shí)的工作狀態(tài) ? a)機(jī)械特性 b)速度曲線與工作狀態(tài) ? 電機(jī)電壓為額定電壓（忽略可控硅管壓降），因此曲線 2就是電機(jī)的固有機(jī)械特性，曲線 3是調(diào)壓裝置輸出最低電壓時(shí)電機(jī)的機(jī)械特性。而這是可能發(fā)生的，因?yàn)樵?CI段、 Ht0段電梯的速度較預(yù)定的低，因此到 t0時(shí)電梯轎廂走過(guò)的距離較預(yù)定的減速距離要少，如果這時(shí)轎廂沒(méi)有進(jìn)入平層區(qū)，就不會(huì)發(fā)出抱閘停車的指令，而后轎廂將反向運(yùn)行，就再也到不了該預(yù)定停靠樓層的平層區(qū)了。這時(shí)應(yīng)打開(kāi)接觸器 KS、 KB，而通過(guò)接通接觸器 KC、 KM2來(lái)實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行，這時(shí)的上升、下降仍由 KM、 KMR來(lái)控制。因此它產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩總是阻礙轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的，起制動(dòng)作用。也可以設(shè)法改變機(jī)械傳動(dòng)部分的固有頻率，使其避開(kāi)電氣切換頻率來(lái)解決。 ? 除上述 GE’AH死區(qū)外，在圖 3－ 40的曲線 3和 7’之間的區(qū)域也形成了控制死區(qū)，在這個(gè)區(qū)域中，高速繞組調(diào)壓或低速繞組能耗的機(jī)械特性都達(dá)不到。對(duì)于常用的調(diào)壓電梯電機(jī)， I點(diǎn)的轉(zhuǎn)速 nI＝（ ～ ） n1，對(duì)于四極電機(jī)， nI大約為 120r／ min左右，在這個(gè)轉(zhuǎn)速下直接抱閘剎車，平層精度要做到 177。曲線 3是電機(jī)正向運(yùn)行機(jī)械特性，其中 2是固有特性， 3是實(shí)際可行的調(diào)壓到最低電壓時(shí)的機(jī)械特性，電壓調(diào)到其它數(shù)值時(shí)電機(jī)的機(jī)械特性處在 3曲線之間。 ? 圖 3－ 38 電梯起動(dòng)時(shí)負(fù)載機(jī)械特性與曳引電機(jī)機(jī)械特性的關(guān)系 ? 圖 3－ 38 電梯起動(dòng)時(shí)負(fù)載機(jī)械特性與曳引電機(jī)機(jī)械特性的關(guān)系 ? 在圖 3－ 38中畫(huà)出了三條電機(jī)的機(jī)械特性，其中曲線 2是普通異步電機(jī)機(jī)械特性，曲經(jīng) 3是電梯用異步電機(jī)機(jī)械特性，曲線 4是為大范圍調(diào)壓調(diào)速而設(shè)計(jì)的 sm≥1的異步電機(jī)機(jī)械特性。 ? 以 α=60176。 ? 圖 3－ 36 調(diào)壓電路的輸出相電壓波形分析（ Y接， cosφ=1） ? a) α=30176。該曲線表明，在 α=30176。 時(shí)刻，因此，從而可以畫(huà)出 60176。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(jiàn)，將觸發(fā) 6號(hào)可控硅的觸發(fā)脈沖畫(huà)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)。 時(shí)，三相電壓可以完整地通過(guò)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。 電角度。 KM是上升接觸器， KMR是下降接觸器。 ? 從上面的分析看出，通過(guò)將每一相繞組的一半繞組改變接線順序從而改變電流方向（使其中電流反向），便可以實(shí)現(xiàn)變極，這就是反向法變極的原理。 ? 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 ? 單繞組變極可以采用反向法、換相法和變跨距法等多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)變極。在當(dāng)前運(yùn)行的電梯中有一定數(shù)量是屬于這種拖動(dòng)方式的。 二、電樞電路由兩組反并聯(lián)的三相全波可控整流器供電的SCR－ M直流電梯 ? 圖 3－ 23 采用兩組反并聯(lián)晶閘管整流器為電樞供電的直流電梯 ? 1主變壓器 2正組晶閘管 3反組晶閘管 4平波電抗器 5直流電動(dòng)機(jī) ? 6測(cè)速發(fā)電機(jī) 7曳引機(jī) 8轎廂 9對(duì)重 10勵(lì)磁變壓器 11勵(lì)磁晶閘管整流器 12勵(lì)磁繞組 13勵(lì)磁指令及勵(lì)磁控制器 14速度指令 15比較器 ? 16控制切換開(kāi)關(guān) 17正組晶閘管觸發(fā)電路 18反組晶閘管觸發(fā)電路 ? 直流電動(dòng)機(jī)提供正向電壓、電流，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，曳引轎廂向上運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)把電能變成機(jī)械能，工作在正向電動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)將反組晶閘管 UCR的觸發(fā)延遲角控制在 90176。把轎廂一次往返的負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化曲線畫(huà)在圖 3－ 18中，按下式計(jì)算負(fù)載的等效轉(zhuǎn)矩 ? （ 2） 對(duì)于定子串電阻（電抗）調(diào)速和調(diào)壓調(diào)速的交流電梯，在加速和減速階段電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的磁通減小，要產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)矩，需要更大的電流，因此發(fā)熱也更為嚴(yán)重，這時(shí)需要對(duì)各段轉(zhuǎn)矩加以修正，再計(jì)算等效轉(zhuǎn)矩。 ? 如果滿足上述條件，則該電梯在正確的控制下能夠按預(yù)定的速度曲線運(yùn)行。又由于電梯設(shè)有對(duì)重．使傳動(dòng)系統(tǒng)的慣性增大（飛輪矩 GD2較大），從而使動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩增大，通常電梯動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩可達(dá)最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的 ~3倍．因此在研究電梯運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)，有必要將電梯的動(dòng)態(tài)負(fù)載轉(zhuǎn)矩繪制成動(dòng)態(tài)負(fù)載機(jī)械特性曲線。這對(duì)于沒(méi)有感官的機(jī)床和工件來(lái)說(shuō)不成問(wèn)題，而對(duì)于電梯或者車輛，其中的乘客就會(huì)感到頭暈?zāi)X漲、嚴(yán)重不適。 ? 考慮到人體生理上對(duì)加、減速度的承受能力， 《 電梯技術(shù)條件 》中規(guī)定：“電梯的起制動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)、迅速。 ? 常見(jiàn)的電力拖動(dòng)方式 ? 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電梯的電力拖動(dòng)方式也有了很大發(fā)展，最先進(jìn)的電力拖動(dòng)技術(shù)一出現(xiàn)，很快便在電梯中實(shí)際應(yīng)用。 第三章 電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng) ? 電力拖動(dòng)系統(tǒng)是電梯的動(dòng)力來(lái)源，它驅(qū)動(dòng)電梯部件完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。電梯作為與人們生活最貼近的建筑設(shè)備，不斷地向人們展示最新的科技成果，讓人們享受科學(xué)技術(shù)帶來(lái)的方便與舒適。加、減速度最大值不大于 m/s 2。所以在圖 32中電梯的速度曲線的轉(zhuǎn)彎處，專門(mén)設(shè)計(jì)了拋物線曲線段，與其前后的直線段相切，實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡，從而加速度曲線是連續(xù)的，沒(méi)有突跳，加加速度則可被控制在允許值之下。 ? 圖 3－ 11 便是根據(jù)圖 3－ 2中的拋物線型速度曲線繪制的電梯動(dòng)態(tài)負(fù)載機(jī)械特性。否則，在哪一帶不能包容，則在不包容區(qū)間電梯實(shí)際運(yùn)行的速度曲線將脫離預(yù)定速度曲線，從而造成舒適性變差或平層精度變差，嚴(yán)重時(shí)可能出現(xiàn)失控現(xiàn)象?；蛘卟捎玫刃щ娏鞣ㄟM(jìn)行校驗(yàn)，其做法與等效轉(zhuǎn)矩法相似：首先根據(jù)運(yùn)行過(guò)程中的電流曲線計(jì)算等效負(fù)載電流 三 對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載校驗(yàn)和起動(dòng)校驗(yàn) 第五節(jié) 直流電梯電力拖動(dòng)方式 ? 本節(jié)重點(diǎn)介紹晶閘管整流器供電的直流電梯（ SCR－ M拖動(dòng)方式） ? 20世紀(jì) 70年代隨著晶閘管向大容量的發(fā)展，由晶閘管整流器為直流電動(dòng)機(jī)電樞直接供電的直流電梯便開(kāi)始出現(xiàn)，這種電梯的拖動(dòng)控制方式主要有如下兩種： ? 圖 3－ 20 電樞單向供電、勵(lì)磁雙向供電的 SCR－ M直流電梯 ? 一、電樞電路由單向整流橋供電、勵(lì)磁電路由雙向整流橋供電的 SCR－ M直流電梯 ? 這種類型的電梯系統(tǒng)構(gòu)成如圖 3－ 20所示。 ，使其處于待逆變狀態(tài)。交流雙速電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行舒適感較差，額定梯速一段在 1m／ s以下。下面介紹最常采用的反向法變極的原理。 ? 利用相繞組中電流部分地反向來(lái)變極的方法，除了可以得到上面所列的倍極比（ 2／ 4極、 4／ 8極等）雙速電機(jī)外，還可以得到非倍極比（例如 4／ 6極、 6／ 8極）的雙速電機(jī)。當(dāng) KM接通時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轎廂上升；當(dāng) KMR接通時(shí)，電源相序被改變，電機(jī)反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)轎廂下降。規(guī)定 Ua0 的正向過(guò)零點(diǎn)為 α＝ 0點(diǎn)，則 1號(hào)脈沖的前沿與該點(diǎn)的間隔就被稱作可控硅的觸發(fā)角。這種情況與電機(jī)直接接到三相電源上是一樣的，星形點(diǎn) 0’的電位與電源中性線 N的電位是一樣的，都是零電位。 ? 首先分析電機(jī)星形點(diǎn) O’的電位 uo’o。 ～ 90176。 時(shí)，電機(jī)得到的相電壓不再是一個(gè)正弦波了，而是在正弦波基礎(chǔ)上被“挖掉”，或“補(bǔ)上”一些三角波形，它除了基波外，還包含了高次諧波。 b) α=60176。 為例，從表中看出五次諧波電流是基波電流的四分之一，七次諧波為基波電流的八分之一稍多些。這三條機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩都是 Mm，比負(fù)載的最大轉(zhuǎn)矩 Mmz要大一些，有一定的轉(zhuǎn)矩裕量。曲線 7是電機(jī)反向運(yùn)行機(jī)械特性，其中 4為固有特性， 7是調(diào)壓到最低時(shí)的機(jī)械特性，其它電壓時(shí)的機(jī)械特性在 7之間， 6是其中兩條。 15mm的要求是有一定困難的。為解決這個(gè)死區(qū)問(wèn)題，可以用如下兩種方法之一： ? 其一是采用合成機(jī)械特性，例如將電機(jī)高速繞組通人最低電壓得到機(jī)械特性 3，在電機(jī)的低速繞組中同時(shí)通入最小勵(lì)磁電流得到機(jī)械特性 7’，假設(shè)電機(jī)是線性的，那么此時(shí)電機(jī)總的機(jī)械特性應(yīng)是特性 5和特性 7’的線性疊加。 ? 能耗制動(dòng)方法與反接制動(dòng)一樣，不能用開(kāi)壞的方法使電梯穩(wěn)定運(yùn)行在圖 3－ 40的 B點(diǎn)。 ? 圖 3－ 41 a）表示的是一臺(tái)凸極式渦流制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，在它的定子上裝有若干個(gè)磁極，轉(zhuǎn)子電樞是一個(gè)由鋼板卷成的圓筒，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞切割定子磁場(chǎng)，在電樞圓筒中產(chǎn)生渦流，渦流受磁場(chǎng)作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是阻礙轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的。 ? 與曳引電動(dòng)機(jī)同軸（或經(jīng)皮帶輪傳動(dòng)）裝有測(cè)速發(fā)電機(jī) TG，由 TG產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號(hào)送到拖動(dòng)控制電路，作為速度的反饋信號(hào)與給定速度比較，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定速度曲線的閉環(huán)控制。因此，在這種拖動(dòng)控制方式下，平層區(qū)應(yīng)適當(dāng)加大，以使出現(xiàn)上述情況時(shí)，到t0時(shí)刻轎廂也能進(jìn)入平層區(qū)，也能發(fā)出抱閘停車信號(hào)。由于調(diào)壓可以連續(xù)地平滑地進(jìn)行，因此調(diào)壓后電機(jī)的機(jī)械特性可以覆蓋曲線 2與 3之間的區(qū)域，
。 ? （二）調(diào)壓 —渦流制動(dòng)器拖動(dòng)方式的主電路 ? 在調(diào)壓 —能耗制動(dòng)拖動(dòng)方式下，電梯減速過(guò)程中將很大一部分能量消耗在電機(jī)繞組中，引起電機(jī)發(fā)熱，為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，采用渦流制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)，這時(shí)損耗的能量在渦流制動(dòng)器中引起發(fā)熱，而曳引電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱則大大減小，