【正文】 .........................................................................................53參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................54致謝 ...................................................................................................................55附錄 ...................................................................................................................56附錄 A 外文文獻(xiàn) ............................................................................................56附錄 B 中文翻譯 ............................................................................................61山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論11 緒論 研究目的及意義電梯是安裝在建筑物內(nèi)的一種交通工具，是為了滿足人們對于垂直運(yùn)輸?shù)男枰⒌摹Ｓ嘘P(guān)資料顯示，在美國，每年乘坐其他交通工具的人數(shù)約為 80 億人次而乘坐電梯的人數(shù)達(dá)到 540 億人次之多。社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展帶動了人類文明的高速發(fā)展,特別是 20 世紀(jì) 70年代以后,高層建筑在世界范圍內(nèi)得到的迅猛發(fā)展,極大地促進(jìn)了電梯技術(shù)的改良和革新 近半個世紀(jì)以來 ,電梯技術(shù)從原始的模型升降機(jī)發(fā)展到能滿足人類需要的高級智能化電梯。為了解決這一問題,后來便出現(xiàn)了集選控制,該控制很好地解決了原先那種簡易的自動山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論2控制不能記住多個呼梯信號的問題并且還具有能在運(yùn)行方向上依次進(jìn)行響應(yīng)的特點(diǎn)?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC ）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。因此，PLC 控制技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個熱點(diǎn)。公元前年，古希臘的阿基米德設(shè)計(jì)了第一臺升降機(jī)。隨著蒸汽機(jī)的產(chǎn)生，1835 年，世界上出現(xiàn)第一臺以蒸汽機(jī)為動力的載貨升降機(jī)。它是現(xiàn)代電梯安全鉗的胚體，為電梯的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。1889 年，直流電動機(jī)作為動力率先被奧的斯公司使用，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論3由于電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，電梯真正趨于實(shí)用化。1903 年，電梯的安全性和傳動機(jī)構(gòu)能有了重大改進(jìn)，摩擦拽引的形式取代了傳統(tǒng)的鼓輪繞繩式。1915 年，自動平層控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功。1928 年，開發(fā)了集選控制電梯。1949 年，紐約聯(lián)合國大廈，首次使用了群控電梯。1967 年，可控硅技術(shù)的出現(xiàn)，是電梯的拖動系統(tǒng)簡化，性能得到了很大的提高。1976 年，電梯開始采用電腦進(jìn)行電氣控制，使其進(jìn)入了一個嶄新的發(fā)展時期。1992年 12 月，奧的斯公司在日本東京的 Narita 機(jī)場安裝了水平穿梭人員運(yùn)輸系統(tǒng)。1996 年，奧的斯公司引入集垂直運(yùn)輸與水平運(yùn)輸?shù)膹?fù)合運(yùn)輸系統(tǒng)的概念。轎廂在計(jì)算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)控制下，可以在軌道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)交換各自運(yùn)行路線。由山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論4于人們對節(jié)能、安全、智能的要求越來越高，IC 卡電梯控制產(chǎn)品廣泛的安裝在各種大廈中的電梯。而在今天，在大力倡導(dǎo)節(jié)能的今天，電梯將往節(jié)能的方向不斷發(fā)展，同時，也要兼顧舒適度、快速性、安全性等問題。因此必須保證電梯的運(yùn)行既高效節(jié)能又安全可靠。因此本次設(shè)計(jì)針對繼電器電梯存在的問題，采用可編程控制器（PLC）和變頻器改造現(xiàn)有的電梯控制系統(tǒng)。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 電梯的概述52 電梯的概述 電梯的產(chǎn)生 1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙奧的斯第一次展示了他的發(fā)明——升降機(jī)，這是歷史上第一部安全升降機(jī)。而我國，從改革開放以來，全國各地高層建筑不斷出現(xiàn)，而電梯的需求量也日益增長，各種電梯也不斷被開發(fā)出來并投入運(yùn)行。 電梯的設(shè)備 電梯的結(jié)構(gòu)電梯是機(jī)電合一的一種大型的復(fù)雜的產(chǎn)品，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)品。其中，四大空間包括：機(jī)房部分、井道部分、層站部分和轎廂部分。其結(jié)構(gòu)如圖 21：山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 電梯的概述6 圖 21 電梯基本結(jié)構(gòu)1——減速箱；2——曳引輪；3——曳引機(jī)底墊；4——導(dǎo)向輪；5——限速器；。按照用途分類：客梯，代號 K；貨梯，代號 H；客貨梯，代號L；病床電梯，代號 B；住宅電梯，代號 Z；雜物電梯，代號 W；船舶電梯，代號 C；觀光電梯，代號 G；還有其他的一些專用電梯在這里就不一一贅述了。（2）中速電梯：速度為 1~2 m/s，規(guī)格有 m/s 和 m/s。甚至有的超高速電梯速度可以達(dá)到 6 m/s、10 m/s。（2）交流電梯：曳引電機(jī)是交流電動機(jī)，分為交流單速電梯、交流雙速電梯、交流調(diào)速電梯和變頻調(diào)速電梯四類。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 電梯的概述8按照控制方式分類：手動操作控制、按鈕控制、信號控制、層間控制、簡易集選控制、集選控制有無司機(jī)控制、群控、并聯(lián)控制等。 電梯的主要參數(shù)（1）載重量(kg) 制造和設(shè)計(jì)規(guī)定，電梯的額定載重量。（3）轎廂尺寸(mm) 寬*深*高。（5）開門寬度(mm) 轎廂門和層門完全開啟時的凈寬度。（7）曳引方式：常用的有半繞 1：1 吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲繩的運(yùn)行速度；半繞 2：1 吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲繩運(yùn)行速度的一半；全繞 1：1 吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲繩的運(yùn)行速度。如交流電山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 電梯的概述9機(jī)拖動或直流電機(jī)拖動，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。（10）停層站數(shù)(站) ：凡在建筑物內(nèi)各樓層用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。（12）頂層高度(mm)：由底層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直的距離。（13）底坑深度(mm)：由底層端站樓面至井道底面之間的垂直距離。（14）井道尺寸(mm) 寬*深。電梯的主要參數(shù)是電梯制造和設(shè)計(jì)的依據(jù)。 電梯的安全保護(hù)裝置（1）電磁制動器：裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。（3）限位開關(guān)：當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動作，切斷電源并制動，強(qiáng)迫停車。（5）急停按鈕：裝于轎廂司機(jī)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。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動；在運(yùn)行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。（8）超載開關(guān)：當(dāng)超載時轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運(yùn)行。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 變頻器的選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)113 變頻器的選擇及參數(shù)設(shè)計(jì) 本文通過多種方案的比較對照，完成了電梯控制系統(tǒng)的變頻器的選擇。變頻器的結(jié)構(gòu)如圖 31 所示，按變流方式可分為交——直——交變頻器和交——交變頻器兩種。早期的變頻器由晶閘管（SCR）組成，SCR 屬于半控型器件，不能通過門極關(guān)斷 SCR，需要強(qiáng)迫換流裝置才能實(shí)現(xiàn)換相，故主電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。全控型器件通過門極控制既可使其開通又可使其關(guān)斷，該類器件的開關(guān)速度普遍高于晶閘管，用全控型器件構(gòu)成的變頻器具有主回路結(jié)構(gòu)簡單、輸出電壓質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 變頻器的選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)12現(xiàn)代變頻器中用得最多的控制技術(shù)是脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM） ，其基本思想是：控制逆變器中電力電子器件的開通或關(guān)斷，輸出電壓為幅值相等、寬度按一定規(guī)律變化的脈沖序列，用這樣的高頻脈沖序列代替期望的輸出電壓。整流由整流橋?qū)崿F(xiàn)，將方向不斷改變的交流電變成方向單一的直流電，中間直流環(huán)節(jié)起濾波、儲能、緩沖無功功率的作用，逆變器為 IGBT 三相橋式逆變器，輸山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 變頻器的選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)13出 PWM 波形。目前，我國的變頻器生產(chǎn)主要集中在沿海地區(qū)，隨著對國外先進(jìn)變頻技術(shù)的學(xué)習(xí)及國內(nèi)巨大的市場需求，國產(chǎn)變頻器在 21 實(shí)際進(jìn)入大發(fā)展時期。對于各個領(lǐng)域的控制，采用各種理論實(shí)現(xiàn)高水平控制。開發(fā)清潔能源的變頻器。對中小容量變流器，提高開關(guān)頻率的 PWM 控制，對大容量變流器，可改變電路結(jié)構(gòu)和控制方式，實(shí)現(xiàn)清潔電能的變換。通過提高功率和控制元件的集成度和改變功率器件的冷卻方式，使變流裝置變得緊湊。采用更好的微處理器充當(dāng)控制中心，提高控制對數(shù)據(jù)的處理能力，處理速度，實(shí)現(xiàn)各種算法，使得圖形編程的控制技術(shù)有很大發(fā)展。所以，從上面公式可知，改變電源的頻率、電動機(jī)極對數(shù)或電動機(jī)轉(zhuǎn)差率即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。異步電動機(jī)調(diào)速時，希望主磁通保持不變，原因是，主磁通太弱，鐵芯利用不充分，同樣轉(zhuǎn)子電流下，電動機(jī)的負(fù)載能力下降；若主磁通太強(qiáng)，鐵芯發(fā)熱，波形變壞。 可知，要使 Фm 保持基本不變，必須保持 E1 和 f1 的比例不變或者微小變化。 變頻器的分類變頻器的種類非常多，根據(jù)不同的分類方法有以下幾種分類：按照變換頻率的方法分：交——直——交變頻器、交——交變頻器交——交變頻器按主電路工作方式分：電壓型變頻器、電流型變頻器按變頻器調(diào)壓方法不同分：PAM 變頻器、PWM 變頻器按工作原理分：U/f 控制變頻器、VC 控制變頻器、 SF 控制變頻器按用途分類：通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 變頻器的選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)16 變頻器的主要功能變頻器主要具有以下功能：【7】頻率給定功能。給定信號可以是模擬量信號，也可以是數(shù)字量信號。0 .2%以內(nèi)。變頻器外部有若干個輸入端，用以控制多段速度，輸入端子的通斷（1/0） ，按照二進(jìn)制組合形成一個值，使變頻器輸出一個對應(yīng)的頻率。變頻器起動時，起動頻率可以很低，加速時間可以由用戶自行給定，這樣有效的解決了起動電動機(jī)電流大和機(jī)械沖擊的問題。為避免上述情況，可進(jìn)行減速時間的合理選擇。有些機(jī)械裝置，對于速度的要求是不同的，如運(yùn)輸皮帶類的控制對象，被輸送物體的慣性力與加速度成正比，加速度太大，被輸送的物體很容易滑落或跌落，又如電梯，起動、停止速度太快，會使乘客感到不舒服。線性加速時，頻率和時間成正比，可以用在大多數(shù)負(fù)載中；S 形方式的初始速度較緩慢，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 變頻器的選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)17中間階躍為線性加速，尾段又逐漸減為零，可適用于帶式運(yùn)輸機(jī)一類的負(fù)載；半 S 形一半為 S 形，另一半為線性，使用于低速時負(fù)載較輕，加速時可以快一點(diǎn)的負(fù)載。大多數(shù)變頻器都提供了自動節(jié)能功能，只需用戶加以選擇，變頻器就可以自動搜索最佳工作點(diǎn)，達(dá)到節(jié)能的目的。變頻器擁有過電流、過電壓、過載保護(hù)的功能。 變頻器的選擇 當(dāng)確定了變頻器的品牌和型號，以及確定變頻器的規(guī)格后，也就完成了變頻器的選擇。輸出側(cè)的額定值，主要由輸出電壓 UN、輸出電流 IN、輸出容量 SN、配用電動機(jī)容量 PN、過載能力。頻率范圍、指變頻器能夠輸出的最高頻率 fmax 和最低頻率fmin。同時，設(shè)備的平均壽命的長短是一個重要的參數(shù)，所以根據(jù)預(yù)期使用壽命來選擇品牌，經(jīng)驗(yàn)和口碑仍然是主要依據(jù)。 選擇變頻器規(guī)格變頻器產(chǎn)品說明書都提高標(biāo)稱功率數(shù)據(jù)，但實(shí)際上限制變頻器使用功率的是定子電流參數(shù)。根據(jù)具體工程的情況，可以有以下幾種不同的變頻器規(guī)格選擇方式：（1） 按照標(biāo)稱功率選擇：一般作初步投資估算依據(jù)。（3） 按照電動機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流選擇：多用于改造工程。選擇結(jié)果多數(shù)情況下變頻器標(biāo)稱功率與電動機(jī)匹配，少數(shù)情況需要放大?？偟膩碚f從生產(chǎn)成本來作合適的選擇。（2） 所選擇通用變頻器的類型與被控制異步電動機(jī)的參數(shù)匹配。（4） 電梯的啟動和停車都要平穩(wěn)。（6） 變頻器具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性。