【導(dǎo)讀】自動扶梯是生活中隨處可見的一道風(fēng)景線。它由一臺特種結(jié)構(gòu)型式的鏈?zhǔn)捷?。間運(yùn)載人員上下的一種連續(xù)輸送機(jī)械裝置。廣泛用于車站、碼頭、商場、機(jī)場和。地下鐵道等人流集中的地方。性能、智能化的要求也越來越高，促使變頻控制在扶梯領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。扶梯啟動時(shí)，避免產(chǎn)生很大的啟動電流；無人乘梯時(shí)，扶。潤滑，即延長了扶梯的使用壽命，也降低了運(yùn)行噪聲。軟件的結(jié)合使用以及機(jī)械保護(hù)等，使用戶在使用過程中更加安全。檢修運(yùn)行功能保證了扶梯檢修精度。梯系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定及PLC程序設(shè)計(jì)；系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值、電氣安全等。師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。究所取得的研究成果。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。

　　

【正文】 不夠。所以變頻器應(yīng)放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。 ③ 使 用變頻器控制高速電機(jī)時(shí)，由于高速電動機(jī)的電抗小，高次諧波亦增加輸出電流值。因此，選擇用于高速電動機(jī)的變頻器時(shí)，應(yīng)比普通電動機(jī)的變頻器稍大一些。 ④ 變頻器用于變極電動機(jī)時(shí)，應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量，使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)先停止電動機(jī)工作，否則會造成電動機(jī)空轉(zhuǎn)，惡劣時(shí)會造成變頻器損壞。 ⑤ 驅(qū)動防爆電動機(jī)時(shí)，變頻器沒有防爆構(gòu)造，應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場所之外。 ⑥ 不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值。 ⑦ 當(dāng)電動機(jī)的實(shí)際負(fù)載比電動機(jī)的額定輸出功率小時(shí)，一般認(rèn)為可選擇與實(shí)際負(fù)載相稱的變頻器容量。 ⑧ 電動機(jī)用通用變頻器起動時(shí)，其起動轉(zhuǎn)矩同用工頻電源起動相比多數(shù)變 21 小，根據(jù)負(fù)載的起動轉(zhuǎn)矩特性有時(shí)不能起動。另外，在低速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)的轉(zhuǎn)矩有比額定轉(zhuǎn)矩減小的傾向。 變頻器在自動扶梯中的作用 變頻器在該系統(tǒng)中的主要作用是調(diào)整扶梯轉(zhuǎn)速，使電梯啟動和運(yùn)行平穩(wěn)，在無人時(shí)，經(jīng)過延時(shí)，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入爬行運(yùn)行，以達(dá)到節(jié)能的目的。在扶梯入口處安裝紅外傳感器，當(dāng)有乘客時(shí)紅外傳感器發(fā)出信號，扶梯經(jīng)變頻調(diào)速至額定速度；當(dāng)全部乘客離開扶梯 后，扶梯又自動進(jìn)入低速運(yùn)行狀態(tài)待客。這樣一來既可節(jié)省電能，又可減少機(jī)械磨損，延長電梯的使用壽命。 自動扶梯電動機(jī)的選擇 在 使用標(biāo)準(zhǔn)的通用異步電機(jī)運(yùn)行變頻調(diào)速時(shí)，由于變頻器的性能和電動機(jī)自身運(yùn)行工況的改變的原因，在確定電動機(jī)的參數(shù)時(shí)，除按常規(guī)方法選擇電動機(jī)的型號及參數(shù)外，還必須考慮電動機(jī)在各個(gè)頻率段恒速運(yùn)行時(shí)從未考慮過的一些新問題。 電動機(jī)的選型 （ 1） 電動機(jī)類型的選擇 電動機(jī)選擇的基本原則是：在滿足工作機(jī)械對于拖到系統(tǒng)要求的前提下，所選電動機(jī)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、 價(jià)格低廉。因此，在選擇電動機(jī)種類時(shí)，若工作機(jī)械對拖動系統(tǒng)無過高要求，應(yīng)優(yōu)先考慮選用交流電動機(jī)。 在交流電動機(jī)中籠型異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)最簡單，運(yùn)行最可靠，維護(hù)最方便，對起動性能無過高要求的調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先考慮使用。某些工作機(jī)械如橋式起重機(jī)、電梯、鍛壓機(jī)等，工作中起動、制動比較頻繁，為提高生產(chǎn)率又要求電動機(jī)具有較大的起動、制動轉(zhuǎn)矩以縮短起動、制動時(shí)間，同時(shí)還有一定的調(diào)速要求。對這類工作機(jī)械，可考慮選用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。 對于電動機(jī)的類型，除了根據(jù)使用狀況和被傳動機(jī)械的要求，合理選擇結(jié)構(gòu) 22 形式、安裝方式（如軸的方向和軸 伸，底腳安裝或凸緣安裝等）以及與傳動 機(jī)械的連接方式（直接連接、齒輪箱、帶輪、鏈傳動）外，還應(yīng)根據(jù)溫升情況和使用環(huán)境選擇合適的通風(fēng)方式和防護(hù)等級等。 （ 2） 電壓等級及轉(zhuǎn)速的選擇 交流電動機(jī)電壓等級的選擇應(yīng)考慮運(yùn)行場所供電電網(wǎng)的電壓等級。中等功率以下的交流電動機(jī)額定電壓一般為 380V，大功率交流電動機(jī)的額定電壓多為 3KV或 6KV。電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇是否恰當(dāng)，關(guān)系到電動機(jī)的價(jià)格和運(yùn)行效率，甚至關(guān)系到生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)率。額定功率相同的電動機(jī)，額定轉(zhuǎn)速越高，其體積越小，重量越輕，價(jià)格也越低。因此工作于長期工作制的工 作機(jī)械，原則上應(yīng)選用額定轉(zhuǎn)速較高的電動機(jī)。但額定轉(zhuǎn)速高必須導(dǎo)致傳動機(jī)構(gòu)的復(fù)雜化，實(shí)際上選用時(shí)應(yīng)作全面權(quán)衡。 對于經(jīng)常工作于起動、制動狀態(tài)下的電動機(jī)，應(yīng)考慮額定轉(zhuǎn)速對起動、制動時(shí)間和起動、制動過程中能量損耗的影響?？梢宰C明，從縮短起動、制動時(shí)間和減小起動、制動過程中能量損耗的角度考慮，應(yīng)選用 GD2 與額定轉(zhuǎn)速 n 乘積最小的電動機(jī)。 （ 3） 電動機(jī)磁極對數(shù)的選擇 電動機(jī)的磁極對數(shù)一般由生產(chǎn)工藝決定，不易隨意選擇。如果通用變頻器具有矢量控制功能，若有條件，最好選擇 2p=4 的電機(jī)，因?yàn)槎鄶?shù)矢量控制通用變頻器是以 2p=4 的 電機(jī)作為模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 （ 4） 電動機(jī)工作頻率范圍的選擇 電動機(jī)工作頻率的范圍應(yīng)包含負(fù)載對調(diào)速范圍的要求。由于某些通用變頻器低速運(yùn)行特性不理想，所以最低頻率越高越好。 （ 5） 電動機(jī)容量的選擇 選擇電動機(jī)容量的基本原則是：能帶動負(fù)載，在生產(chǎn)工藝所要求的各個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)長期運(yùn)行不過熱，在舊設(shè)備改造時(shí)，要盡量可能地留用原設(shè)備的電動機(jī)。 選擇電動機(jī)容量時(shí)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：電動機(jī)容量、起動轉(zhuǎn)矩必須大于負(fù)載所需要的功率和起動轉(zhuǎn)矩；電源電壓下降 10%～ 15%的情況下，轉(zhuǎn)矩仍能夠滿足起動或運(yùn)行中的需要；從電動機(jī)溫升角度考慮，為了不 降低電動機(jī)的壽命，溫升必須在絕緣所限制的范圍以內(nèi)；如果電動機(jī)每次在最低頻率時(shí)連續(xù)工作地時(shí)間不 23 長，則可留用原有電動機(jī)，反之如果在最低頻率時(shí)連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間較長，則電動機(jī)的容量應(yīng)提高一檔。 （ 6） 使用變頻器傳動時(shí)電動機(jī)的幾個(gè)問題 籠型異步電動機(jī)由通用變頻器傳動時(shí)，由于高次諧波的影響和電動機(jī)運(yùn)行速度范圍的擴(kuò)大，將出現(xiàn)一些新的問題，與工頻電源傳動時(shí)的差別比較大。因此，在舊設(shè)備改造留用原有電動機(jī)時(shí)要特別注意以下問題：低速時(shí)的散熱能力（可采用設(shè)置恒速冷卻風(fēng)扇改善散熱問題）；額定頻率運(yùn)行時(shí)有溫升提高（可適當(dāng)留有裕量）；電動機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)噪聲增大（可重新設(shè)定載波頻率）。 本系統(tǒng)電機(jī)選用常用的 4極 Y160M4型的三相交流感應(yīng)電動機(jī)，額定功率11KW，額定電壓 380V，額定電流 ，額定轉(zhuǎn)速 1460r/min，功率因數(shù) ，同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min。 Y160M4的座號 160M 的地腳螺絲安裝尺寸為 254 210。 注意事項(xiàng) （ 1） 電動機(jī)的軸電壓、軸電流 電動機(jī)的軸電壓、軸電流是由于環(huán)繞電動機(jī)軸的磁路不對稱、轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)不同心、感生脈動磁通等原因所產(chǎn)生的，它會使軸 軸承 機(jī)座的回路有軸電流通過，在電動機(jī)轉(zhuǎn)子軸兩端、軸與軸承之間、軸與軸承對地形成稱為軸電壓。對于滑動軸承約在 300～ 500mV（有效值），滾動軸承在 300 mV 左右。一般滾動軸承允許通過的最大電流密度不超過 ，若超過軸承所允許的值，就會通過油膜放電或者導(dǎo)電，在軸瓦和軸承處產(chǎn)生點(diǎn)狀微孔，并在底部產(chǎn)生發(fā)黑現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會使軸和軸承受到損壞，運(yùn)行中伴隨著強(qiáng)烈的噪聲級設(shè)備外殼帶電等。 （ 2） 速度控制 ○ 1 速度控制上限 普通異步電動機(jī)的速度上限就是額定頻率所對應(yīng)的額定速度。一般不要將額定頻率為 50Hz 的電動機(jī)超頻運(yùn)行，否則，對引起帶負(fù)載能力下降、過電流，甚至機(jī)械性破壞。 ○ 2 中間速度 采用普通異步電動機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，要考慮在連續(xù)可調(diào)速度區(qū)段（中間速度）內(nèi)運(yùn)行時(shí)的機(jī)械 共振問題。異步電動機(jī)所產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)矩頻率一旦與固有頻率一致，則會發(fā)生共振，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動和噪聲，最嚴(yán)重的情況下會 24 引起軸系斷裂事故。 ○ 3 速度控制的下限 采用普通異步電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，考慮到電動機(jī)自身由于低速冷卻能力下降而確定的最低轉(zhuǎn)速與機(jī)械系統(tǒng)所允許的下限速度一起決定了最終的速度下限，普通異步電動機(jī)中大多數(shù)都使用滾動軸承。雖然對最低速度沒有限制，但對大容量異步電動機(jī)及機(jī)械負(fù)載重使用滑動軸承的場合，低速時(shí)由于潤滑不良產(chǎn)生過熱會導(dǎo)致滑膜燒毀，需要考慮軸承的工作情況，以確定最低的 運(yùn)轉(zhuǎn)速度。 （ 3） 預(yù)防浪涌電源的危害 由于通用變頻器的功率開關(guān)器件在工作時(shí)產(chǎn)生浪涌電壓，當(dāng)通用變頻器驅(qū)動異步電動機(jī)時(shí)，有時(shí)需要采取措施防止浪涌電壓對電動機(jī)絕緣的破壞。我們應(yīng)盡量縮短通用變頻器與電動機(jī)之間的接線距離，一般不要超過通用變頻器產(chǎn)品說明書中規(guī)定的最大值。必要時(shí)應(yīng)裝設(shè) du/dt 濾波器、共模輸出濾波器或輸出電抗器，以降低輸出電壓波形上升陡度。 傳感器的選擇 紅外傳感器 人肉眼看得見的光線交可見光?？梢姽馐遣ㄩL為 380～ 750nm 的光線?？梢姽獾牟ㄩL從短到長依次排序是紫光、藍(lán)光 、綠光、黃光、橙光、紅光。波長比紅光更長的光叫紅外線，或者紅外光、紅外。紅外線是無法用眼睛看得見的光線，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的 溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線，且其波長隨著溫度的不同而不同，溫 度越高，輻射出光的的波長越短。紅外線傳感器測量時(shí)不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。 最廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件，紅外傳感器就是其中的一種。 紅外傳感器有以下兩種類型： ⑴利用由入射光能量 激勵(lì)的電子，而產(chǎn)生的電導(dǎo)率變化或者電動勢的量子型紅外傳感器，包括光敏二極管和光敏電阻器等。 25 ⑵利用基于黑體輻射的紅外能量的吸收，而產(chǎn)生的溫度變化的加熱型紅外傳感器，包括熱釋電型紅外傳感器和熱電堆等。 紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。光電檢測元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化 銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成 。 熱釋紅外傳感 主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成的探測元件。在每個(gè)探測器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測元件，并將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大 70 分貝以上，這樣就可以測出 10~20 米范圍內(nèi)人的行動。 菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū) ”和 “高靈敏區(qū) ”，以提高它的探測接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從 “盲區(qū) ”進(jìn)入 “高靈敏區(qū) ”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。 人體輻射的紅外線中心波長為 9~10um，而探測元件的波長靈敏度在 ~20um 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過光的波長范圍為 7~10um，正好適合于人體紅外輻射 的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的 紅外線傳感器 。 26 熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低廉。 缺點(diǎn)： ◆ 容易受各種熱源、光源干擾 。 ◆ 被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 ◆ 環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。 抗干擾性能： ① 防小動物干擾： 探測器安裝在推薦地使用高度，對探測范圍內(nèi)地面 上地 小動物，一般不產(chǎn)生報(bào)警。 ② 抗電磁干擾： 探測器的抗電磁波干擾性能符合 GB10408 中 要求，一般手機(jī)電磁干擾不會引起誤報(bào)。 ③ 抗燈光干擾： 探測器在正常靈敏度的范圍內(nèi)，受 3 米外 H4 鹵素?zé)敉高^玻璃照射，不產(chǎn)生報(bào)警。 熱釋電紅外傳感器內(nèi)部由光學(xué)濾鏡、場效應(yīng)管、紅外感應(yīng)源 (熱釋電元件 )、偏置電阻、 EMI 電容等元器件組成，其內(nèi)部電路框圖如圖 所示。 光 學(xué) 濾 鏡 傳 感 器 偏 執(zhí) 電 阻 場 效 應(yīng) 管 E M I 電 容 封 裝 內(nèi) 部 電 路G N DDS 圖 熱釋電紅外傳感器內(nèi)部封裝圖 27 第四章 參數(shù)設(shè)定及程序設(shè)計(jì) 該章旨對電機(jī)、變頻器及其他硬件進(jìn)行 參數(shù)設(shè)定 。 系統(tǒng)應(yīng)用先進(jìn)的 FRE740變頻器，其參數(shù)的設(shè)定直接關(guān)系到自動扶梯調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 同時(shí)， 由于采用了可編程控制器，所以必須編寫一個(gè)合適的程序使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定有效的運(yùn)行。 電動機(jī)參數(shù)設(shè)定 本系統(tǒng)電動機(jī)選用 Y225S4 型的三相交流感應(yīng)電動機(jī)，設(shè)置額定功率為11KW，額定電流為 ，額定電壓為 380V，額定轉(zhuǎn)速為 1460r/min，效率為91%，同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min。 變頻器參數(shù)設(shè)定 FRE740 的參數(shù)及面板操作 變頻器的運(yùn)行是通過一系列用戶設(shè)定的參數(shù)和輸入端子的狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。而參數(shù)的設(shè)定是通過 面 板來完成的。 常用參 數(shù)如表 所示。 面板外型及按鍵操作說明 如圖 所示。 參數(shù) 名稱 設(shè)定范圍 最小設(shè)定單位 初始值 P4 0～ 400 Hz 50 Hz P5 0～ 400 Hz 30 Hz P6 0～ 400 Hz 10 Hz P22 失速防止動作水平 0～ 200% % 150% P52 DU/PU主顯示數(shù)據(jù)選擇 0、 7～ 1 1 23～ 2 52～ 5 66 100 1 0 28 P55 頻率監(jiān)視基準(zhǔn) 0～ 400Hz 50Hz P56 電流監(jiān)視基準(zhǔn) 0～ 500A 變頻器 額定電流 P72 PWM 頻率選擇 0～ 15 1 1 P75 復(fù)位選擇 /PU脫離檢測 /PU停止選擇