【正文】 導通的 0176。 區(qū)間和 180176。 區(qū)間， uo’=0。該曲線表明，在 α=30176。類似地，也可以畫出 V相、 W相電壓 uvo’、 uwo’的波形，它們與 uuo’相似，互差 120176。 ? 當觸發(fā)角在 30176。 之間變化時，輸出相電壓波形與圖 336 a）中 uuo’相似，只是波形跳變沿向前或向后推移了而已。 ～ 90176。 ? 從圖 3－ 36 c）看出，當 α=90176。 時，輸出的電壓波形已經與正弦波相差很大了。 ～ 150176。 ? 圖 3－ 36 調壓電路的輸出相電壓波形分析（ Y接， cosφ=1） ? a) α=30176。 c) α=90176。 ? 圖 3－ 36 調壓電路的輸出相電壓波形分析（ Y接， cosφ=1） ? a) α=30176。 c) α=90176。 ? 隨著觸發(fā)角 α的增大，這些鋸齒的前沿向右移動，鋸齒越來越小，到α=150176。再增加 α角也不會再有任何兩相同時導通了，因此各相輸出電壓都將為零。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。以 α＝ 0176。 ? 以 α=60176?？梢娭C波占相當比例。 ? 將上表所列電流與觸發(fā)角的關系繪制成曲線，如圖 3－ 37所示。具體地講，主要包含如下兩個方面： ? 一個是對電梯穩(wěn)速運行時實行閉環(huán)控制，通過閉環(huán)調壓，使電梯不論負載輕重、不論運行方向均在額定梯速下運行。 ? 另一個是對電梯加速、減速過程實行閉環(huán)控制，通過調壓或輔以其它制動手段，使電梯按預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。一般生產機械主要對穩(wěn)速運行階段實行速度的閉環(huán)控制，而在加速、減速階段通常采用電流截止反饋使電機在最大允許電流下加速或減速，這樣電機及其拖動的生產機械可以得到最大的加、減速度，從而提高勞動生產率。 ? （二）調壓調速對電梯曳引電機的要求 ? ? 我們以電梯滿載上升的起動過程來考查對曳引電機的要求。如果曳引電動機在電梯運行中能夠被控制按這條曲線輸出轉矩的話，那么電梯就將按頂定的速度曲線運行。 ? 圖 3－ 38 電梯起動時負載機械特性與曳引電機機械特性的關系 ? 圖 3－ 38 電梯起動時負載機械特性與曳引電機機械特性的關系 ? 在圖 3－ 38中畫出了三條電機的機械特性，其中曲線 2是普通異步電機機械特性，曲經 3是電梯用異步電機機械特性，曲線 4是為大范圍調壓調速而設計的 sm≥1的異步電機機械特性。但是三臺電機的 sm不同，曲線 2的 sm大約在 ，曲線 3的 sm大約在 ，曲線 4的 sm則大于 1。在本章第三節(jié)中已經指出，選擇電梯曳引電機的必要條件就是電機的機械特性能夠包容負載的機械特性。因此從電梯起動到 G點時開始，電梯速度將達不到預定速度，不能實現(xiàn)預定的速度曲線。要想使這兩類電機帶動這部電梯正常運行，就只能提高電機額定功率，而提高額定功率后電機的飛輪矩也將增大，這又反過來增大了負載的動態(tài)轉矩，使 Mmz增大，進入惡性循環(huán)。從圖 3－38我們看出，曲線 3恰好能夠包容負載機械特性，是不需要增大電機功率而能滿足電梯曳引要求的較理想曲線。 ? 由上述分析可以得出結論：用于調壓調速電梯的曳引電動機，其臨界轉差率應為 右，即 sm≈。對于調壓調速電梯，要想使電機運行在制動狀態(tài)應怎樣實現(xiàn)呢？ ? 下面以電梯輕載上升運行為例如以討論。曲線 3是電機正向運行機械特性，其中 2是固有特性， 3是實際可行的調壓到最低電壓時的機械特性，電壓調到其它數(shù)值時電機的機械特性處在 3曲線之間。 ? 圖 3－ 39 電梯空載采用反接制動時的機械特性 ? 圖 3－ 39 電梯空載采用反接制動時的機械特性 ? 從圖中可以看出，單純用正向調壓是不能實現(xiàn)空載上升時負載特性所要求的制動轉矩的．因為正向調壓的機械特性在第二象限的部分其轉速都在電機同步轉速 nl之上，與負載機械特性不可能相交。 ? （ 1）采用反向調壓機械特性 4—7在第二象限的部分，這時電機工作在反接制動狀態(tài)。 ? 首先，負載機械特性的 HF’E’G段曲線沒有被包容，要想將其包容，就必須提高電機功率，這樣將造成投資增大，電動運行時電機功率過于寬裕因而造成效率降低等缺點。當然可以通過調壓實現(xiàn)轉速的閉環(huán)控制使電梯運行在該點，但是這種情況下的控制規(guī)律與電動運行時恰恰相反：要想減速必須增加電壓，這樣就增加了控制的復雜性． ? 第三，由于這時電機工作在反接制動狀態(tài)，在減速停車過程中除了要消耗掉系統(tǒng)的動能，還要由電網吸收一部分電能，而這些電能也將消耗在電機中。 ? 由于上述原因，在電梯拖動方式中很少采用反接制動方案。 ? 圖 3－ 40 采用能耗制動方式實現(xiàn)制動運行 ? 圖 3－ 40 采用能耗制動方式實現(xiàn)制動運行 ? 圖 3－ 40中曲線 1是電梯空載運行時的負載機械特性，曲線 3是電機正向調壓機械持性，其中 2是 U＝ UN時的機械特性， 3是 U=Umin 時的機械特性。 ? 從圖 3－ 40可以看出，能耗制動方法也有缺點，討論如下： ? 具有控制死區(qū)，圖中 GE’AH段是能耗制動機械特性所達不到的，因此在這一帶實現(xiàn)不了預定的速度曲線。對于常用的調壓電梯電機， I點的轉速 nI＝（ ～ ） n1，對于四極電機， nI大約為 120r／ min左右，在這個轉速下直接抱閘剎車，平層精度要做到 177。 ? 為了提高平層精度，就應設法減小 nI。這時能耗制動的機械特性如圖 3－ 40中的 4’、5’、 6’、 7’，用它們取代高速接法能耗制動曲線 7，顯然此時 I’點的轉速低于 I點的轉速。與高速制動時的 120r／ min相比，轉速減少到 42%，動能則減少到（ 42％） 178。從機械特性的包容關系來看，低速繞組能耗制動機械特性 4’比高速繞組能耗制動機械特性 4更能包容負載機械傳性 1，因此4’更接近電梯的要求。為了進一步提高平層精度，有的電梯在停車前還設有一個低速運行段，這有點類似于雙速電梯，但是它的低速運行是靠高速繞組調壓（對重載上升或輕載下降情況）或低速繞組能耗制動（對輕載上升或重載下降情況）的閉環(huán)控制來實現(xiàn)，而不像雙速電梯那樣，僅靠低速繞組的開環(huán)固有特性實現(xiàn)。在低速運行到接近平層位置時，實施再次減速，電梯又按光滑的速度曲線進行減速，這種電梯的負載機械特性曲線在減速到一定程度后變成 1’曲線那樣。如果過了 I’點還不抱閘停車，電梯便以 I’點對應的速度緩慢運行。 ? 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)，在這個區(qū)域中，高速繞組調壓或低速繞組能耗的機械特性都達不到。將同一轉速下的轉矩相加，由 3和 7’曲線可以得到曲線 8，這就是電機既電動又能耗制動的合成機械特性。如果固定 7’號曲線而調節(jié)高速繞組的三相電壓，合成機械特性便向右移，便可以得到曲線 1上 L、 M點以右、機械特性 3以左的各工作點。電機一方面在電動，一方面又在制動，這就使得該方法耗能大，電機發(fā)熱較重，因此較少采用。由于△ t△ t2的比例可以控制，電動或制動的機械特性也不限于 3和 7’，因此這種方法可以在很大范圍內得到合成的工作點。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。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。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。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。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。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獲取能量。 ? 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)。還應注意的是，對于早年生產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，老電機可能已經承受不了了。其原理與采用能耗制動方法相似。 ? 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。因此它產生的轉矩總是阻礙轉子運動的，起制動作用。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。 ? 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。但是由于增加了渦流制動器，使投資略有增大。 ? 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。 ? 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。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。 ? 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。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。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。 ? 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。 ? 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。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。 ? 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)。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。 ? 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。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。當然這樣做將增大平層誤差。 ? 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。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。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，減速初、終的速度曲線雖經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。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)。 ? 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。 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