【導(dǎo)讀】成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 蝕襖羃芄螂聿節(jié)芃蒂袂膈節(jié)薄肇膃芁螆羀聿芀衿螃莈艿薈罿芄羋蝕螁膀羋螃羇肆莇蒂螀莆薅羅芁蒞螇螈芇莄衿肅膃莃蕿袆聿莂蟻肂羅莂螄裊芃莁蒃肀腿蒀薆袃肅葿蚈肈羈蒈袀袁莀蕆薀蚄芆蒆螞罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁節(jié)薃蠆羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄肀薀蚃袇荿薀螅肅芅蕿袈裊膁薈薇肁肇膄蝕襖羃芄螂聿節(jié)芃蒂袂膈節(jié)薄肇膃芁螆羀聿芀衿螃莈艿薈罿芄羋蝕螁膀羋螃羇肆莇蒂螀莆薅羅芁蒞螇螈芇莄衿肅膃莃蕿袆聿莂蟻肂羅莂螄裊芃莁蒃肀腿蒀薆袃肅葿蚈肈羈蒈袀袁莀蕆薀蚄芆蒆螞罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁節(jié)薃蠆羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄肀薀蚃袇荿薀螅肅芅蕿袈裊膁薈薇肁肇膄蝕襖羃芄螂聿節(jié)芃蒂袂膈節(jié)薄肇膃芁螆羀聿芀衿螃莈艿薈罿芄羋蝕螁膀羋螃羇肆莇蒂螀莆薅羅芁蒞螇螈芇莄衿肅膃莃蕿袆聿莂蟻肂羅莂螄裊芃莁蒃肀腿蒀薆袃肅葿蚈肈羈蒈袀袁莀蕆薀蚄芆蒆螞罿膂蒆螅螂肈蒅蒄羈羄蒄薆螁節(jié)薃蠆羆膈薂螁蝿肄薁蒁羄肀薀蚃袇荿薀螅肅芅蕿袈裊膁薈

　　

【正文】 求；性能價(jià)格比高。 (5) 伺服系統(tǒng)中所用的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展，智能功率模塊(IPM)將進(jìn)一步得到普遍應(yīng)用，逆變器逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l化、小型化的無噪聲逆變器 。伺服系統(tǒng)中所用的位置與速度傳感器由單一功能向多功能一體化方向發(fā)展。光電編碼器的分辨率將大幅度提高，傳感器的電子信號(hào)處理部分將以微處理器為成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 核心構(gòu)成獨(dú)立的微機(jī)系統(tǒng)，成為高 性能伺服系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分；永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼由采用鐵氧體、稀土鉆轉(zhuǎn)向更多的應(yīng)用欽鐵硼，使電機(jī)具有更好的性能價(jià)格比 。伺服系統(tǒng)控制器的制造上，結(jié)構(gòu)日趨小型化，采用多單元組合構(gòu)成多坐標(biāo)軸控制器，可靠性進(jìn)一步提高，便于維護(hù)及擴(kuò)充。 控制系統(tǒng)的主要技術(shù)要求有：適用范圍廣，適用于開門寬度在 350mm 2400mm 之間的電梯門；電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止，各段速度的轉(zhuǎn)換要求加減速過程平滑，具有 S 曲線的加減速過程；門扇運(yùn)行各狀態(tài)點(diǎn)速度可設(shè)置；加減速時(shí)間可設(shè)置；有很強(qiáng)的輸入過電壓，欠電壓，輸出過電流保護(hù)功能；具有自整定功能， 并可在一定范圍內(nèi)修改自整定值。 綜上所述，電梯門機(jī)是電梯的重要組成部分，是電梯系統(tǒng)中動(dòng)作最頻繁，也是直接面對(duì)乘客的部分。因此在實(shí)際應(yīng)用中需要一個(gè)運(yùn)行安全可靠、性能穩(wěn)定的電梯門機(jī)控制系統(tǒng)。這就要求電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)具有精度高、響應(yīng)快、魯棒性好、計(jì)算簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。為使門機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求，并收到良好的效果，以體現(xiàn)本觀光電梯的高檔性，本設(shè)計(jì)門機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)采用永磁同步（ PMSM）伺服系統(tǒng)。 門機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)方案圖見附圖。 電梯主拖動(dòng)方案設(shè)計(jì) 電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電梯的起動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速起著控制作用。拖動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)直接影響電梯的起動(dòng)，制動(dòng)加減速度，平層精度，乘坐的舒適性等指標(biāo)。 電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過程。到目前為止應(yīng)用于電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)主要有： (1)單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)； (2)交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)； (3)直流發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)系統(tǒng)； (4)可控硅直接供電拖動(dòng)系統(tǒng)； (5)VVVF 變頻變壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)。 單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng) 交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)采用開環(huán)方式控制，線路簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，因此目前仍在電梯上廣泛 應(yīng)用。但它的缺點(diǎn)是舒適感較差，所以一般被用于載貨電梯上。這種系統(tǒng)控制的電梯速度在1米 /秒以下。 交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng) 交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)國(guó)外已大量應(yīng)用于電梯。這種系統(tǒng)采用可控硅閉環(huán)調(diào)速，加上能耗或渦流等制動(dòng)方式，使得它所控制的電梯能在中低速范圍內(nèi)大量取代直流快速和交流雙速電梯。它的舒適感好，平層準(zhǔn)確度高，而造價(jià)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 卻比直流電梯低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，多用于 2米 /秒以下的電梯。 直流發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)系統(tǒng) 直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好，調(diào)速范圍大的特點(diǎn)， 因此很早就應(yīng)用于電梯，采用發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)組形式驅(qū)動(dòng)。它控制的電梯速度達(dá) 4 米 /秒，但是 ,機(jī)組結(jié)構(gòu)體積大，耗電大，維護(hù)工作量較大，造價(jià)高，因此常用于對(duì)對(duì)速度，舒適感要求較高的建筑物中。 可控硅直接供電拖動(dòng)系統(tǒng) 可控硅直接供電拖動(dòng)系統(tǒng)在工業(yè)上早有應(yīng)用，但用于電梯上卻要解決舒適感問題。 (尤其是低速段 )應(yīng)此應(yīng)用較晚，它幾乎與微機(jī)同時(shí)應(yīng)用，比起電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī)組形式的直流電梯，它有很多優(yōu)點(diǎn)。如：機(jī)房占地節(jié)省 35%，重量減輕 40%，節(jié)能 25%到 35%。世界上最高速度的 10米 /秒電梯就是采用這種系統(tǒng)，其調(diào)速比達(dá) 1:1200。 VVVF 變頻變壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng) 80 年代初， VVVF 變頻變壓系統(tǒng)控制的電梯問世。它采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，卻可以達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)的水平，目前控制速度已達(dá) 6 米 /秒。它的體積小，重量輕，效率高，節(jié)省能源等幾乎包括了以往電梯的所有優(yōu)點(diǎn)。是目前最新的電梯拖動(dòng)系統(tǒng)，以下簡(jiǎn)要介紹其優(yōu)點(diǎn)。 VVVF 電梯，采用交流單速電動(dòng)機(jī)，通過對(duì)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)供電電壓、供電頻率來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到線性化，將交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行曲線線性段區(qū)域擴(kuò)大。由于系統(tǒng)采用高精度電光碼盤，全數(shù)字化控制，使電梯平層精度達(dá)到毫米級(jí) ，并且絕對(duì)保證電動(dòng)機(jī)零速下閘，舒適感非常好。 VVVF 控制的電梯相對(duì)于交流雙速電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯 (ACVV)都有十分突出的優(yōu)點(diǎn)。下面與 ACVV 控制的電梯相比較。 安全可靠。先進(jìn)的電腦控制技術(shù)，完善的檢測(cè)、自診斷、自保護(hù)功能最大限度地考慮了電梯在任何情況下出現(xiàn)故障的可能性，設(shè)置了各種防故障和應(yīng)急裝置 。倘若井道內(nèi)某個(gè)安全裝置出現(xiàn)故障，電腦將保護(hù)不沖頂、不蹲底、不關(guān)人。 舒適感好。理想的電梯運(yùn)行速度曲線，根據(jù)人體生理適應(yīng)能力由高性能的微電腦設(shè)計(jì)而成，采用矢量控制技術(shù)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，使電梯運(yùn)行極其平衡、舒適。 高速高性能。高速運(yùn)行，最佳召喚應(yīng)答處理和分配方式，根據(jù)乘客人流情況快速反應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，使電梯運(yùn)行迅速、合理，最大限度地縮短乘客候梯時(shí)間，使成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 電梯運(yùn)行效率得到充分發(fā)揮。 節(jié)約電能。全電腦控制的調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)速 (VVVF)系統(tǒng)，不僅性能優(yōu)異、 功能齊全、質(zhì)量可靠，而且具有優(yōu)異的節(jié)能效果，與目前同規(guī)格的 ACVV 相比，節(jié)能約 40%，并可使用戶電源容量也大量減小。 節(jié)省機(jī)房空間。超小型的機(jī)房全電腦控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機(jī)房控制系統(tǒng)相比，體積減少 1/2 以上，重量大大減輕。因此，節(jié)省機(jī)房空間，減輕機(jī)房承重，提高建筑 利用率，從而可節(jié)約建筑費(fèi)用。 利用率高。全電腦控制可以方便地使兩臺(tái)、三臺(tái)、四臺(tái)以上的電梯進(jìn)行群控，合理安排，合理分配，提高電梯的運(yùn)行效率。 準(zhǔn)確的平層精度。經(jīng)過電腦的高速、大量運(yùn)算，采用高精度光電碼盤，將速度 —— 轉(zhuǎn)矩 —— 位置全閉環(huán)，停車時(shí)零速抱閘，平層精度在士 2mm 以內(nèi)。 自學(xué)習(xí)井道信息功能。自動(dòng)學(xué)習(xí)電梯的提升高度、樓層間距，自動(dòng)根據(jù)?？烤嚯x選擇運(yùn)行曲線。 維護(hù)方便?，F(xiàn)代化高科技設(shè)計(jì)，全電腦控制，大規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體大功率模塊在電梯控制中的應(yīng)用，使現(xiàn)代電梯控制部份的可靠性、免維護(hù)性大大提高 。新技術(shù) 、新材料的應(yīng)用，加強(qiáng)了電梯機(jī)械部件的耐磨損程度，提高了機(jī)械可靠性 。自診斷能力和遠(yuǎn)程報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)，使得電梯維修保養(yǎng)工作越來越簡(jiǎn)單，越來越有針對(duì)性，越來越快速。 無噪聲機(jī)房和小噪聲運(yùn)行，大大降低了對(duì)環(huán)境的影響。 綜上所述，本設(shè)計(jì)采用調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速（ VVVF）電機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)，以期達(dá)到預(yù)期的目的。 電梯主拖動(dòng)系統(tǒng)方案圖見附圖。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 第三章 電梯控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較 繼電器組成的順序控制系統(tǒng)是最早的一種實(shí)現(xiàn)電梯控制的方法。但是，進(jìn)入九十年代，隨著 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電梯的安全性、可靠性的要求越來越高，繼電器控制的弱點(diǎn)就越來越明顯。 可編程序控制器 (PLC)最早是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被 PLC 控制所代替。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式已由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速。因此， PLC 控制技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)己成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：所有控制功能及信號(hào)處理均由 硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握；系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器；大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜；多年來我國(guó)一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，己形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。 但是，電梯繼電器控制系統(tǒng)存在很多的問題：系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高；普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高；電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作 速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大；由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高，而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。 電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。 PLC 是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。 PLC 與普通微機(jī)一樣，以通用或?qū)Ｓ?CPU 作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道 (字 )的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另 外還有位處理器 (布爾處理器 )，進(jìn)行點(diǎn) (位 )運(yùn)算與控制。 PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。 首先，可靠性，對(duì)可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。 1）PLC 不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間短。 2） PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，