【文章內容簡介】 裝置，使電動機強迫減速。 當轎廂經過端站平層位置后仍未停車，此限位開關立即動作，切斷電源并制動，強迫停車。 當限位開關不起作用，轎廂經過端站時，此開關動作。 裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。 每個廳門都裝有門鎖開關。僅當廳門關上才允許電梯啟動 。在運行中如出現(xiàn)廳門開關斷開，電梯立即停車。 常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開關等。 當超載時轎底下降開關動作，電梯不能關門和運行。 安全窗開關，鋼帶輪的斷帶開關等。 電梯拖動 電梯參數(shù)的計算 一、 電梯拖動系統(tǒng)設計方案的比較 變頻調速系統(tǒng)具有轉速開環(huán)恒壓頻比（ V/F=C）的控制方式，又具有轉速閉環(huán)的轉差頻率控制方式。因此電梯拖動部分具有兩種變頻控制方式。 方案一：采用開環(huán)控制 采用開環(huán)控制具優(yōu)點是結構簡單，成本低，容易實現(xiàn)，普通的變頻器就具有這種功能，具缺點是當負載發(fā)生變化時，電梯的梯速將不能完全按照設計曲線運行，這時電梯的運行十分不利，從電梯的平穩(wěn)性和舒適性將大大下降。采用開環(huán)控制還有一個缺點，平層的精確度不高，當電梯制動停車時，轎廂將走過一段距離，而這段距離又因電梯的負載情況、運行方向等原因 而差距很大，這樣就會造青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 成平層精度差，因此采用開環(huán)控制的變頻調速系統(tǒng)不適合電梯的拖動系統(tǒng)。 方案二：采用閉環(huán)控制 檔次高的變頻器本身具有速度檢測器，能實現(xiàn)閉環(huán)控制。閉環(huán)控制能實現(xiàn)零速平層停車，平層精確度高。閉環(huán)控制系統(tǒng)能使電梯速度按預定曲線運行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和乘坐的舒適性。因而本設計采用此方案。我們選用 蒂森 公司生產的 CPIK32M1 變頻器。它具有以下四種技術特性： （ 1）可直接控制 永磁同步電動機 的電流，使電動機保持較高的輸出轉矩。 （ 2） CPIK32M1 適用于各種應用場合，在低速下實現(xiàn)平穩(wěn)起動并且極其 精確的運行。 （ 3）它的自動調整功能可使各種電動機達到高性能的控制。 （ 4） CPIK32 將 fU 控制、矢量控制、閉環(huán) fU 控制、閉環(huán)矢量控制的四種控制方式融為一體，其中閉環(huán)矢量控制是最適合電梯控制要求的。 二、電梯速度曲線的設計 圖 21 電梯速度曲線控制 電梯速度曲線的起始點、終了點和轉彎處是圓滑過渡的，這也是由人的生理特點所決定的。人體不但對加速度敏感，對加速率的變化率也很敏感。加速度的變化率 ? 在電梯技術中稱之為生理系數(shù)。國家規(guī)定標準，加速度最大值 ma 不得大于 2sm ；平均速度 ava 應不小于 ～ 2sm ；生理系數(shù) ? 的數(shù)值應盡量限制在 3sm 內。電梯運行時，需要選擇恰當?shù)募铀俣?a 和加速度變化率 ? 的數(shù)值，使其既能滿足乘坐合適感的要求，又能使電梯的運行時間盡可能縮短，從而提高運行效率，這樣，電梯在啟動時，應該是逐漸加速的過程 ，并要逐漸地過度到穩(wěn)定運行階段。因此，電梯的理想運行曲線通常是拋物線 — 直線形曲線，如圖 24 所示，該曲線在啟動階段（ AB 間）分成 AE、 EF、 FB 三段，其中 AE 段是一個拋物線，其方程可寫作： V = 2kt （ 2— 1） EF段是與 AE段相切的直線，其方程式為： 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁 V = 2ekt + ekt2 ?ft ?et =eV +k? （ 2— 2） 式中為 2ee ktv ? —— AE 段在 E 點的末速度，即 E 點的速度； 22ktk ?? —— 是 AE段在 E點的加速度，也是 EF 段的加速度。 FB 段與 EA 段對稱， EF 段的中點是它們的對稱點。由（ 2— 1）式可以求得AE段的加速度和生理系數(shù)： ktdtdva 2?? （ 2— 3） kdtda 2??? （ 2— 4） 由（ 2— 2）式可以求得 EF 段的加速度和生理系數(shù)： ektkdtdva 2???? （ 2— 5） 0?? dtda? （ 2— 6） 由于 FB 段與 EA 段對稱，其有關方程不再列寫。 BC 段為恒速運行階段，此時速度為額定速度： nvv? 所以： 0??dtdva 0?? dtda? CD與 BA 對稱， MN是它們的對稱線。 從上面分析可以看出，只要適當?shù)剡x取（ 2— 1）式中的 K 值和拋物線 AE 段的時間 et ,就可以保證電梯的最大加速度 ma 不超過標準規(guī)定的最大加速度 mba ，保證電梯的最大生理系數(shù)ρ m 不超過規(guī)定的最大生理系數(shù)ρ mb。 由于沒有直線段的起動速度曲線適合于低速電梯的起動速度曲線，所以本設計采用沒有直線段的起動曲線。 從前面的分析知道，這種速度曲線的最大加速度出現(xiàn)在 E 點及 EF 段，其值由（ 2— 5）式表示，最大生理系數(shù)出現(xiàn)在 AE 段的 FB段，其值由（ 2— 4）式可得： 2mk ?? （ 2— 7） 由（ 2— 5）式和（ 2— 7）式可得： mmmeakat ??? 2 （ 2— 8） 由（ 2— 1）式求 E點的速度： 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 mmemeatktv ?? 22 222 ???? （ 2— 9） 變頻器的工作原理 一、變頻調速的基本控制方式 異步電動機的同步轉速，即旋轉磁場的轉速為： n1= pnf160 式中 n1—— 同步轉速（ minr ） f1 —— 定子頻率 （ Hz） np—— 磁極對數(shù) 而異步電動機的軸轉速為： n=n1(1s)= )1(60 1 snfp ? 式中 ｓ —— 異步電動機的轉差率， 改變異步電動機的供電頻率，可以改變其同步轉速，實現(xiàn)調速運行。改變其同步轉速，實現(xiàn)調速運行。 對異步電機進行調速控制時，希望電動機的主磁通保持額定不變。磁通太弱，鐵心利用不充分，同樣的轉子電流下，電磁轉矩小，電動機的負載能力下降；磁通太強，則處于過勵磁狀態(tài)，使勵磁電流過大，這就限制了定子電流的負載分量，為使電動機不過熱，負載能力也要下降。異步電動機的氣隙磁通（主磁通）是定、轉子合成磁勢產生的，下面說明怎樣才能使氣隙磁通保持恒定。 由電機理論知道，三相異步電動機定子每相電動勢的有效值為： 1E = Nf Φ m 式中 1E —— 定子每相由氣隙磁通感應的電動勢的方均根值（ V ） 1f —— 定子頻率（ Hz ）； 1N —— 定子相繞組有效匝數(shù)； Φ m—— 每極磁場通量（ Wb ）。 由上式可見，Φ m的值是由 1E 和 1f 共同決定的，對 1E 和 1f 進行適當?shù)目刂疲涂梢允箽庀洞艌鐾é?m保持額定不變， 下面分兩種情況說明： 這是考慮從基頻向下調速的情況。為了保持電動機的負載能力，應保持氣隙青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 第 12 頁 主磁通Φ m 不變，這就要求降低供電頻率的向下降低感應電動勢，保持 E1/f1=常數(shù)。這種控制又稱為恒磁通變頻調速，屬于恒轉矩調速方式。 但是， 1E 難于直接檢測和直接控制。當 1E 和 1f 的值較高時，定子漏阻抗壓降相對比較小，如忽略不計，則可以近似地保持定子相電壓 1U 和頻率 1f 的比值為常數(shù)，即認為 1U = 1f ，保持 11 fU =常數(shù)即可。這就是恒壓頻比控制方式，是近似的恒磁通控制。 當頻率較低時， 1U 和 1f 都變小，定子阻抗壓降（主要是定子電阻壓降）不能忽略。這種情況下，可以適當提高電壓補償定子電阻壓降的影響，使氣隙磁通基本保持不變。如圖 22 所示，其中 1 為 11 fU =C 時的電壓、頻率關系， 2為有電壓補償時（近似的 11 fE =C ）的電壓、頻率關系。實際裝置中 1U 與 1f 的函數(shù)關系并不簡單的如曲線 2 所示。通用變頻器中 1U 與 1f 之間函數(shù)關系有很多種，可以根據(jù)負載性質和運行狀況加以選擇。 圖 22 U/f 關系 這是考慮由基頻開始向上調速的情況。頻率由額定值 NF1 向上增大，但電壓1U 受額定電壓 U 的限制不能再升高，只能保持 1U = NU1 不變。必然會使主磁通隨著 1f 的上升而減小，相當于直流電動機弱磁調速的情況，屬于近似的恒功率調速方式。 上述兩種情況綜合起來，異步電動機變頻調速的基本控制原則 : 1） 當頻率低于額定頻率時 ,即 nff 11? ，而保持 11fU = NNfU11 =C 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁 2） 當頻率高于額定頻率時 ,既 11 nff ? 時 ,保持 nUU 11 ? 不變 由上面的討論可知，異步電動機的變頻調速必須按照一定的規(guī)律同時改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻裝置獲得電壓頻率均可調節(jié)的供電電源 ,實現(xiàn)所謂的 VVVF（ Variable Voltage Variable Frequency）調速控制。 通用變頻器可適應這種異步機變頻調速的基本要求。 二、變頻器的基本構成 變頻器分為交 — 交和交 — 直 — 交兩種形式。交 — 交變頻器可將工頻交流直接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。而交 — 直 — 交變頻器則是先把工頻交流電通過整流器變成直流電，然后再把直流變換成頻率、電壓均可能控制的交流電，又稱間接式變頻器。我們的目的是研究通用變頻器，所以主要研究交 — 直 — 交變頻器，以下簡稱變頻器。 變頻器的基本構成如圖 23所示，由主回路（包括整流器，中間直流環(huán)節(jié)，逆變器）和控制回路組成。 圖 23 變頻器的基本構成 主回路 ：是因為異步電動機提供調壓、調頻電源的電力變換部分。由四部分組成，包括變流器、平滑回路、逆變器和制動回路，其中制動回路主要用于異步電動機再生制動，當電機快速制動時，需要處理從電機向逆變器反饋的能量，由制動回路把再生功率消耗掉，以免直流電壓上升。 控制回路 ：為主回路提供 V/F 協(xié)調控制指令信號的回路，由頻率、電壓的運算回路、主回路的電壓 /電流檢測回路、控制信號放大的驅動電路以及逆變器和電動機的保護回路組成。有的變頻器還具有速度檢測回路。 根據(jù)控制回路有無電動機速度檢測回路，可以組成速 度的開環(huán)控制和閉環(huán)控制變頻調速系統(tǒng)。 電機與變頻器配置及容量的選擇 參照電梯的參數(shù)：電機選擇不變，依舊是 蒂森 PMS280 永磁同步無齒輪曳引機 （參數(shù)見第一章） 變頻器用在電梯調速系統(tǒng)中，必須配 PG 卡及旋轉編碼器，以供電動機測速青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁 及反饋。旋轉編碼器與電動機同軸連接，對電動機進行測速。旋轉編碼器輸出 A、B 兩相脈沖，當 A 相脈沖超前 B 相脈沖 90o時，認為電動機處于正轉狀態(tài)，當 A相脈沖滯后 B 相脈沖 90o時，認為電動機處于反轉狀態(tài)。旋轉編碼器根據(jù) AB 脈沖的相序，可判斷電動機轉動方向，并可根據(jù) A、 B 脈沖的頻率（或周期）測得電動機的轉速。旋轉編碼器