【正文】 限于 3和 7’，因此這種方法可以在很大范圍內(nèi)得到合成的工作點。 ? 在電梯中利用斷續(xù)控制法得到曲線 7’之間區(qū)域的工作點主要靠速度的閉環(huán)控制來實現(xiàn)，其控制原則是：當電梯的實際速度比預定速度快了并超過一定量時（超過了該量表明靠降低電機電壓已不能滿足要求了，這時電機電壓已降到最低了），切斷高速繞組，投入低速繞組的勵磁電流，使其產(chǎn)生制動轉矩，則電梯速度下降，如仍超過預定轉速，則增大勵磁電流從而增大制動轉矩，直至速度與預定速度相等時保持該勵磁電流不變。如果實際轉速低于預定轉速了，則將勵磁電流減小，從而減小制動轉矩，如果電梯實際速度仍低于預定速度，而且差值超過某一數(shù)值時，便切斷低速繞組的勵磁電流，向電機的高速繞組提供三相交流電壓，使其由能耗制動轉入電動狀態(tài)，使電梯速度上升，若速度仍低于預定速度，則提高電機電壓，加大電動轉矩，直至電梯速度與預定速度相等為止 …… 如此通過動態(tài)的閉環(huán)調節(jié)，使電梯的實際運行速度圍繞予定速度曲線動態(tài)地變化。其本質上就是使電機的平均轉矩按圖 3－ 40的曲線 1變化。由于采用閉環(huán)控制，電動，制動時不限于一、兩條機械特性，而是根據(jù)速度的差值大小來動態(tài)地確定電動時的電壓、制動時的勵磁電流，兩種狀態(tài)的切換也靠速度差來決定，實行自動切換，因此，只要調節(jié)器設計合理，可以得到快速響應，從而使乘客不會因電機的電動、制動的來回切換而感到不適。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。如果電動、制動反復切換的頻率與機械傳動部分的固有頻率相近時，還可能引起諧振。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，或改變調節(jié)器參數(shù)來改變切換周期，使其遠離諧振周期。也可以設法改變機械傳動部分的固有頻率，使其避開電氣切換頻率來解決。 ? 能耗制動方法與反接制動一樣，不能用開壞的方法使電梯穩(wěn)定運行在圖 3－ 40的 B點。而閉環(huán)控制的原則又與電動狀態(tài)相反：當轉速偏高時應增大勵磁電流，從而加大制動轉矩使其減速，當轉速偏低時應減小勵磁電流，從而減小制動轉矩，使電梯加速。 ? 從耗能的角度來看，能耗制動將系統(tǒng)動能消耗在電機電路中，因此不如雙速電梯，雙速電梯在由高速到低速的制動過程中電機運行在回饋制動狀態(tài)，可以向電網(wǎng)回送一部分能量。但是能耗制動比反接制動耗能要少，因為能耗制動在制動過程中不從電網(wǎng)獲取能量。在電動狀態(tài)起動、運行時，由于采用了調壓的方法，能耗要比雙速電梯小。 ? 采用調壓 —能耗制動方法調速的電梯，其電機電路中的運行損耗基本上都消耗在電機內(nèi)部，因此電機發(fā)熱比較嚴重，有些電機上裝有冷卻風機，在電機溫升超過一定限額時，自動啟動風機吹風冷卻。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。在將雙速電梯改造成調壓調速電梯時，如果不更換電機，就應注意電機發(fā)熱問題，特別是在炎熱地區(qū)。好在雙速電梯的電機大多體積大，而且是開啟式的，散熱條件較好，因此改成調速梯后還可以使用。還應注意的是，對于早年生產(chǎn)的雙速電梯的曳引電動機，其絕緣材料多采用E級絕緣，而近年生產(chǎn)的曳引電動機，多采用 B級絕緣材料，二者允許溫升相差 10℃ ，因此不要用新電機的溫升標難考查老電機，否則，當電機溫度還未超過 B級絕緣材料的允許溫度時，老電機可能已經(jīng)承受不了了。 （ 3）采用渦流制動器實現(xiàn)第 Ⅱ 、 Ⅳ 象限的運行。其原理與采用能耗制動方法相似。圖 3－ 41 a）中簡單地畫出了渦流制動器的剖面圖 。 ? 圖 3－ 41 渦流制動器的結構與機械特性 ? a)結構 b)機械特性 ? 圖 3－ 41 渦流制動器的結構與機械特性 ? a)結構 b)機械特性 ? 渦流制動器本質上也是一種電動機，其工作原理類似于異步電動機，與異步電動機的主要差別在于：異步電動機的磁場是旋轉磁場，這個旋轉磁場總是企圖拉住轉子和它一起轉。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的轉子和它一樣靜止下來。因此它產(chǎn)生的轉矩總是阻礙轉子運動的，起制動作用。 ? 圖 3－ 41 a）表示的是一臺凸極式渦流制動器的結構，在它的定子上裝有若干個磁極，轉子電樞是一個由鋼板卷成的圓筒，當電樞旋轉時，電樞切割定子磁場，在電樞圓筒中產(chǎn)生渦流，渦流受磁場作用產(chǎn)生轉矩，轉矩的方向是阻礙轉子運動的。渦流制動器的制動轉矩與轉速的關系可以用圖 3－ 41 b）的機械特征表示。改變勵磁繞組的勵磁電流，得到不同的機械特性，圖中機械特性曲線 3分別為勵磁電流為 IL IL IL3時的機械特性，勵磁電流越大，磁場越強，制動轉矩也就越大，顯然圖中 IL3＞ IL2＞IL1。 ? 用渦流制動器的機械特性代替圖 3－ 40中能耗制動的機械特性，與異步電動機調壓相配合也可以得到類似于異步電動機調壓 —能耗制動的效果，因此在電梯中也有應用。 ? 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。但是由于增加了渦流制動器，使投資略有增大。 ? 由于渦流制動器的機械特性在正常工作區(qū)間沒有轉矩的極值點，是單調變化的，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。 ? 三、調壓調速電梯的主電路 ? （一）調壓 —能耗制動拖動方式的主電路 ? 圖 3－ 42 調壓 —能耗制動拖動方式的主電路 ? 采用雙速電機作電梯曳引電動機、對高速繞組實行調壓控制、對低速繞組實施能耗制動控制的電梯是目前調壓調速電梯的主要拖動方式。它的主電路見圖 3－ 42。 ? 圖 3－ 42 調壓 —能耗制動拖動方式的主電路 ? 在圖 3－ 42中，電機的高速繞組接成星形調壓方式，每一相接有一對反并聯(lián)的可控硅，接觸器 KM和 KMR是改變電機轉向的上行接觸器和下行接觸器。當然也可以增加兩對可控硅來實現(xiàn)電機的反向，但是由于目前可控硅價格較接觸器要貴，因此圖 3－ 42仍是當前主要的電路形式，在這種形式下，還可以利用接觸器的輔助觸點實現(xiàn)互鎖、傳遞信號， KM、 KMR在不運行時可以斷開電路，起到保護可控硅的作用，還可以避免由于可控硅的誤觸發(fā)或短路故障造成電梯誤動作的事故。在這種電路中，由于 KM、 KMR在吸合、斷開時不需要承受沖擊電流，因此觸點很少拉弧，壽命較長。圖 3－ 42中的可控硅V V8和二極管 VD VD2構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。 ? 為實現(xiàn)上述動作，在正常運行時接觸器 KC、 KM2應打開，接觸器 KS、 KB則應接通。 ? 當電梯檢修運行時，不使用可控硅調壓、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。這時應打開接觸器 KS、 KB，而通過接通接觸器 KC、 KM2來實現(xiàn)低速運行，這時的上升、下降仍由 KM、 KMR來控制。 ? 與曳引電動機同軸（或經(jīng)皮帶輪傳動）裝有測速發(fā)電機 TG，由 TG產(chǎn)生的轉速信號送到拖動控制電路，作為速度的反饋信號與給定速度比較，以實現(xiàn)預定速度曲線的閉環(huán)控制。關于速度閉環(huán)控制的問題，將在下一章的拖動控制部分中加以討論。 ? 還有一種類型的電梯，它在減速停車階段采用能耗制動實現(xiàn)速度閉環(huán)控制，而在起動、穩(wěn)速運行階段則采用開環(huán)控制。 ? 圖 3－ 43 開環(huán)起動 —能耗制動電梯主電路 ? a)主電路圖 b)電機接線圖 c)重載上升時的機械特性 d)速度曲線 ? 圖 3－ 43 a）便是這種電梯的主電路圖。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，轉速升上來后，吸合 KA將 Rk短路，電梯以快速穩(wěn)速運行。 ? 減速停車時采用能耗制動閉環(huán)控制，按預定速度曲線減速。這時的動作過程是：當發(fā)出減速指令后，與快速接法有關的接觸器 KS、 KA、 KS2斷電， KS1也斷電，與制動有關的接觸器 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，該磁場對旋轉的轉子起作用，產(chǎn)生制動轉矩，使其減速停車。閉環(huán)控制系統(tǒng)通過對可控硅觸發(fā)角的控制，使整流輸出的直流電壓得到變化，從而改變勵磁電流大小，也就調節(jié)了制動轉矩的大小，使電梯按預定的減速曲線減速。在減速過程中，如果實際速度比預定速度慢了，就要減小制動轉矩，也就是要減小勵磁電流，如果勵磁電流減到最小，實際轉速仍比預定轉速要慢，則封鎖整流橋，使其輸出電壓為 0，這時電機被斷電，電機的轉矩為零，其機械特性相當于 MOn坐標系里的縱坐標軸，這時電梯以慣性滑行，如果速度又高于預定速度了，則減小可控硅觸發(fā)角，使其導通，輸出直流勵磁電流，電機又進入能耗制動狀態(tài)。 ? 上述的能耗制動 —電機斷電滑行的控制方式類似于 ON－ OFF的兩位控制方法（這種方法俗稱“乒乓”控制），只是在 ON時不是單純的接通，而是進一步采取了閉環(huán)調節(jié)。這種控制方法的平均轉矩在能耗制動機械特性曲線與縱坐標軸之間（見圖 3－ 43 C））。而當電梯重載上升（或輕載下降）時，圖中的 CG段和 HD段所要求的轉矩則不能提供，從而在這兩段中電梯是不能按預定速度曲線控制的，而是由重力作用使之更快地減速。這時的減加速度是一個常數(shù)。 ? 圖 3－ 43 d）中曲線 2是電梯減速過程的實際速度曲線和加速度曲線?？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。而這是可能發(fā)生的，因為在 CI段、 Ht0段電梯的速度較預定的低，因此到 t0時電梯轎廂走過的距離較預定的減速距離要少，如果這時轎廂沒有進入平層區(qū)，就不會發(fā)出抱閘停車的指令，而后轎廂將反向運行，就再也到不了該預定?？繕菍拥钠綄訁^(qū)了。因此，在這種拖動控制方式下，平層區(qū)應適當加大，以使出現(xiàn)上述情況時，到t0時刻轎廂也能進入平層區(qū)，也能發(fā)出抱閘停車信號。當然這樣做將增大平層誤差。 ? （二）調壓 —渦流制動器拖動方式的主電路 ? 在調壓 —能耗制動拖動方式下，電梯減速過程中將很大一部分能量消耗在電機繞組中，引起電機發(fā)熱，為了克服這個缺點，采用渦流制動器來實現(xiàn)能耗制動，這時損耗的能量在渦流制動器中引起發(fā)熱，而曳引電動機的發(fā)熱則大大減小，因而可以改善電動機的工作條件，但是這樣做需要增加一個渦流制動器，增大了設備投資。 ? 圖 3－ 44 調壓 —渦流制動器拖動方式 ? a) 主電路 b) 速度、加速度曲線 ? 調壓 —渦流制動器拖動方式的主電路如圖 3－ 44a）所示。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壓 —能耗制動拖動方式下的控制相似。只需將送到電動機低速繞組的勵磁電流改送到渦流制動器的勵磁繞組中去即可。 ? 圖 3－ 44 調壓 —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。在這種電梯中，減速過程采用了恒定的減加速度，并采取了距離、速度雙閉環(huán)的控制方式，它的減速過程速度、加速度曲線如圖 3－ 44 b）那樣。在這種控制方式下，只要選取減速過程的減加速度數(shù)值比圖 3－ 43 d）中的減加速度 a2 的數(shù)值大，就不會出現(xiàn)反向溜車現(xiàn)象，這時電梯可以完全按圖 3－ 44 b）所示的減速曲線實行減速停車。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度，但由于園角過小，加速度變化率仍很大，因此舒適感不如專門設計的拋物線曲線好。 ? （三）調壓 —能耗制動拖動方式的運行分析 ? 我們已經(jīng)知道，調壓 —能耗制動拖動方式在運行中或者由可控硅調壓電路向電機快速繞組提供交流電，或者由可控硅整流電路向電機低速繞組提供直流勵磁電流。在前一種情況下，電機工作在電動狀態(tài)，在后一種情況下，電機工作在能耗制動狀態(tài)。那么，當調試正確時，電梯運行過程中調壓、能耗兩部分應怎樣工作呢？下面我們結合電梯不同的運行情況加以分析。 ? 1. 轎廂重載上升或輕載下降 ? 圖 3－ 45 轎廂重載上升或輕載下降時的工作狀態(tài) ? a)機械特性 b)速度曲線與工作狀態(tài) ? 在電梯轎廂重載上升的運行過程中，電梯的負載機械特性如圖 3－ 45中曲線 1。曲線 2是曳引電動機快速繞組的調壓可控硅觸發(fā)角 α=0176。 時的機械特性，這時 ? 圖 3－ 45 轎廂重載上升或輕載下降時的工作狀態(tài) ? a)機械特性 b)速度曲線與工作狀態(tài) ? 電機電壓為額定電壓（忽略可控硅管壓降），因此曲線 2就是電機的固有機械特性，曲線 3是調壓裝置輸出最低電壓時電機的機械特性。由于調壓可以連續(xù)地平滑地進行，因此調壓后電機的機械特性可以覆蓋曲線 2與 3之間的區(qū)域，