【正文】 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。在前一種情況下，電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)，在后一種情況下，電機(jī)工作在能耗制動(dòng)狀態(tài)。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。 ? 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。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)電梯轎廂走過的距離較預(yù)定的減速距離要少，如果這時(shí)轎廂沒有進(jìn)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(yùn)行，就再也到不了該預(yù)定?？繕菍拥钠綄訁^(qū)了。而當(dāng)電梯重載上升（或輕載下降）時(shí)，圖中的 CG段和 HD段所要求的轉(zhuǎn)矩則不能提供，從而在這兩段中電梯是不能按預(yù)定速度曲線控制的，而是由重力作用使之更快地減速。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(lì)磁電流大小，也就調(diào)節(jié)了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小，使電梯按預(yù)定的減速曲線減速。 ? 圖 3－ 43 開環(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。這時(shí)應(yīng)打開接觸器 KS、 KB，而通過接通接觸器 KC、 KM2來實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行，這時(shí)的上升、下降仍由 KM、 KMR來控制。在這種電路中，由于 KM、 KMR在吸合、斷開時(shí)不需要承受沖擊電流，因此觸點(diǎn)很少拉弧，壽命較長。 ? 三、調(diào)壓調(diào)速電梯的主電路 ? （一）調(diào)壓 —能耗制動(dòng)拖動(dòng)方式的主電路 ? 圖 3－ 42 調(diào)壓 —能耗制動(dòng)拖動(dòng)方式的主電路 ? 采用雙速電機(jī)作電梯曳引電動(dòng)機(jī)、對高速繞組實(shí)行調(diào)壓控制、對低速繞組實(shí)施能耗制動(dòng)控制的電梯是目前調(diào)壓調(diào)速電梯的主要拖動(dòng)方式。 ? 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。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。其原理與采用能耗制動(dòng)方法相似。在將雙速電梯改造成調(diào)壓調(diào)速電梯時(shí)，如果不更換電機(jī)，就應(yīng)注意電機(jī)發(fā)熱問題，特別是在炎熱地區(qū)。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)過程中不從電網(wǎng)獲取能量。也可以設(shè)法改變機(jī)械傳動(dòng)部分的固有頻率，使其避開電氣切換頻率來解決。由于采用閉環(huán)控制，電動(dòng)，制動(dòng)時(shí)不限于一、兩條機(jī)械特性，而是根據(jù)速度的差值大小來動(dòng)態(tài)地確定電動(dòng)時(shí)的電壓、制動(dòng)時(shí)的勵(lì)磁電流，兩種狀態(tài)的切換也靠速度差來決定，實(shí)行自動(dòng)切換，因此，只要調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)合理，可以得到快速響應(yīng)，從而使乘客不會因電機(jī)的電動(dòng)、制動(dòng)的來回切換而感到不適。由于△ t△ t2的比例可以控制，電動(dòng)或制動(dòng)的機(jī)械特性也不限于 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(diǎn)。如果固定 7’號曲線而調(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)。 ? 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。在低速運(yùn)行到接近平層位置時(shí)，實(shí)施再次減速，電梯又按光滑的速度曲線進(jìn)行減速，這種電梯的負(fù)載機(jī)械特性曲線在減速到一定程度后變成 1’曲線那樣。從機(jī)械特性的包容關(guān)系來看，低速繞組能耗制動(dòng)機(jī)械特性 4’比高速繞組能耗制動(dòng)機(jī)械特性 4更能包容負(fù)載機(jī)械傳性 1，因此4’更接近電梯的要求。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。對于常用的調(diào)壓電梯電機(jī)， I點(diǎn)的轉(zhuǎn)速 nI＝（ ～ ） n1，對于四極電機(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。 ? 圖 3－ 40 采用能耗制動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)制動(dòng)運(yùn)行 ? 圖 3－ 40 采用能耗制動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)制動(dòng)運(yùn)行 ? 圖 3－ 40中曲線 1是電梯空載運(yùn)行時(shí)的負(fù)載機(jī)械特性，曲線 3是電機(jī)正向調(diào)壓機(jī)械持性，其中 2是 U＝ UN時(shí)的機(jī)械特性， 3是 U=Umin 時(shí)的機(jī)械特性。當(dāng)然可以通過調(diào)壓實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制使電梯運(yùn)行在該點(diǎn)，但是這種情況下的控制規(guī)律與電動(dòng)運(yùn)行時(shí)恰恰相反：要想減速必須增加電壓，這樣就增加了控制的復(fù)雜性． ? 第三，由于這時(shí)電機(jī)工作在反接制動(dòng)狀態(tài)，在減速停車過程中除了要消耗掉系統(tǒng)的動(dòng)能，還要由電網(wǎng)吸收一部分電能，而這些電能也將消耗在電機(jī)中。 ? （ 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)。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。 ? 由上述分析可以得出結(jié)論：用于調(diào)壓調(diào)速電梯的曳引電動(dòng)機(jī)，其臨界轉(zhuǎn)差率應(yīng)為 右，即 sm≈。要想使這兩類電機(jī)帶動(dòng)這部電梯正常運(yùn)行，就只能提高電機(jī)額定功率，而提高額定功率后電機(jī)的飛輪矩也將增大，這又反過來增大了負(fù)載的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩，使 Mmz增大，進(jìn)入惡性循環(huán)。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。 ? 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。 ? （二）調(diào)壓調(diào)速對電梯曳引電機(jī)的要求 ? ? 我們以電梯滿載上升的起動(dòng)過程來考查對曳引電機(jī)的要求。 ? 另一個(gè)是對電梯加速、減速過程實(shí)行閉環(huán)控制，通過調(diào)壓或輔以其它制動(dòng)手段，使電梯按預(yù)定的速度曲線升速或減速，從而獲取加減速階段的良好舒適感，并提高轎廂平層精度。 ? 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。 ? 以 α=60176。由于是星形無中線接法，因此三次諧波及三的倍數(shù)次諧波的電流是不會存在的。 ? 隨著觸發(fā)角 α的增大，這些鋸齒的前沿向右移動(dòng)，鋸齒越來越小，到α=150176。 ? 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。 ? 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。 時(shí)，輸出的電壓波形已經(jīng)與正弦波相差很大了。 ～ 90176。 ? 當(dāng)觸發(fā)角在 30176。該曲線表明，在 α=30176。 區(qū)間和 180176。如此可以逐段分析出 O’點(diǎn)的電位波形曲線如圖 336 a）那樣。 ～ 120176。 時(shí)刻，因此，從而可以畫出 60176。在 60176。 區(qū)間 uo’波形見圖。 范圍內(nèi) 1號可控硅尚未導(dǎo)通，而 5號、 6號可控硅已經(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。這時(shí)的 1~6號觸發(fā)脈沖的位置如圖 3－ 36 a) 中標(biāo)注的那樣，為了形象起見，將觸發(fā) 6號可控硅的觸發(fā)脈沖畫向下，并且將各觸發(fā)脈沖所對應(yīng)可控硅上的正向（對可控硅講是正向的）電壓的半個(gè)正弦波分別標(biāo)以 l~6號。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。為了簡化問題，假設(shè)負(fù)載為純電阻負(fù)載，即負(fù)載功率因數(shù) cosφ=1，井忽略電機(jī)繞組間的互感影響。為了簡化問題，假設(shè)負(fù)載為純電阻的。 時(shí)，三相電壓可以完整地通過可控硅加到電機(jī)上，忽略可控硅的管壓降，則電機(jī)得到額定電壓。下面我們針對圖 3－ 34所示電路，分析它的輸出電壓波形。 之間（當(dāng) α ＞ 90176。 ＜ α＜ 180176。 電角度。在這種接線方式下，只有一個(gè)可控硅被觸發(fā)是不能構(gòu)成回路的。 ? 從圖 333a）我們可以看出，對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)壓調(diào)速只能在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn) P以上的速度范圍內(nèi)調(diào)速，否則系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行。 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 ? （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。 KM是上升接觸器， KMR是下降接觸器?？梢钥闯鏊c圖 3－ 29的雙繞組變極電機(jī)電路很相近。上升接觸器 KM和下降接觸器 KMR是用來改變電機(jī)相序?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的接觸器，當(dāng) KM接通時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，拖動(dòng)轎廂向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng) KMR接通時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)轎廂向下運(yùn)動(dòng)。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。 ? 從上面的分析看出，通過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 c）則表示了同一臺電機(jī) A相繞組的聯(lián)接方式改變后的情況，這時(shí) U11U21繞組的終端 U21不再與 U12 U22繞組的 U12相接，而改為U21與 U22 相接，此時(shí)各線圈邊的電流方向?yàn)?:U11入 U21 出， U22入U(xiǎn)12出。于是我們看到此時(shí)電機(jī)內(nèi)部由 U相繞組電流引起的磁場為四個(gè)極，根據(jù)交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場理論可以知道， V相、 W相繞組的電流也同樣會產(chǎn)生四個(gè)極，當(dāng)三相電流是對稱交變的時(shí)候，它們所產(chǎn)生的合成磁場一定是四極的旋轉(zhuǎn)磁場。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圖。 ? 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 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 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實(shí)現(xiàn)變極。但需要注意的是，不能將兩套繞組同時(shí)接人電源，也不能在一套繞組工作時(shí)將另一套繞組短路閉合，否則將造成電機(jī)的損壞。 雙繞組變極電機(jī)由于兩套繞組彼此獨(dú)立，因此可以分別設(shè)計(jì)，選用不同截面的導(dǎo)線、各自獨(dú)立的匝數(shù)，獨(dú)立的節(jié)距等等，因此兩套繞組都比較合理。 二、電機(jī)變極調(diào)速的原理 ? 態(tài)。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。 ，輸出電壓為零，電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)矩也均為零。在這種系統(tǒng)中，電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)與正組整流橋 UCF、反組整流橋 UCR的控制關(guān)系表示 ? 圖 3－ 25 重載上升過程中正反組整流橋及電機(jī)的工作狀態(tài) ? a)機(jī)械特性 b)速度曲線 ? 圖 3－ 24 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)與正反組晶閘管控制規(guī)律的關(guān)系 ? 見圖 3－ 24。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測速發(fā)電機(jī) 7曳引機(jī) 8轎廂 9對重 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。 ? 圖 322 b）中規(guī)定了一個(gè)小轉(zhuǎn)矩區(qū)，當(dāng)轉(zhuǎn)矩小于 M0時(shí)，控制 UC保持電流 Ia=Ia0，控制 UCF或 UCR來改變勵(lì)磁電流，從而改變磁通，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)矩。當(dāng) α90o時(shí)，整流橋 UC工作在逆變狀態(tài)，輸出電壓下正上負(fù)，這時(shí)如果電動(dòng)機(jī)由于勵(lì)磁改變了方向（或者電機(jī)轉(zhuǎn)向是負(fù)的），感應(yīng)電勢也變成了下正上負(fù)，而且若數(shù)值上大于整流橋 UC的逆變電壓， 那么電動(dòng)機(jī) M 就將通過整流橋 UC向交流電源供電，這時(shí)電動(dòng)機(jī)工作在回饋制動(dòng)狀態(tài)，實(shí)際上是一個(gè)發(fā)電機(jī)了。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。把轎廂一次往返的負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化曲線畫在圖 3－ 18中，按下式計(jì)算負(fù)載的等效轉(zhuǎn)矩 ? （ 2） 對于定子串電阻（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)需要對各段轉(zhuǎn)矩加以修正，再計(jì)算等效轉(zhuǎn)矩。 ? 初選電動(dòng)機(jī) ? 即以上面介紹的方法粗選電動(dòng)機(jī)的額定功率 PN，將該電動(dòng)機(jī)作為初選電動(dòng)機(jī)，計(jì)算其額定轉(zhuǎn)矩 ? 然后再進(jìn)行下面的發(fā)熱校驗(yàn)、過載校驗(yàn)和起動(dòng)