電梯電力拖動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

1、電梯的電力拖動(dòng)第一節(jié) 電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、供電及主機(jī)控制一、電梯電力拖動(dòng)的種類及特點(diǎn) 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)劣直接影響電梯的起動(dòng)和制動(dòng)加速度、平層精度、乘坐舒適性等指標(biāo)。 在19世紀(jì)中葉以前直流拖動(dòng)是電梯的唯一拖動(dòng)方式，到20世紀(jì)初交流電力拖動(dòng)才開(kāi)始在電梯上得到應(yīng)用。目前用于電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)主要有如下幾類：、交流變極調(diào)速系統(tǒng) 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)要獲得二種或三種的轉(zhuǎn)速，由于它的轉(zhuǎn)速是與其極對(duì)數(shù)成反比，因此變速的最簡(jiǎn)單方法改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的極對(duì)數(shù)就可改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。該系統(tǒng)大多采用開(kāi)環(huán)方式控制，線路比較簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，因此被廣泛用在電

2、梯上，但由于乘坐舒適感較差，此種系統(tǒng)一般只應(yīng)用于額定速度不大于m/s的貨梯。、交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)由于大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使交流調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)在電梯中得到廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)采用可控硅閉路調(diào)速，其制動(dòng)減速可采用渦流制動(dòng)、能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)等方式，使得所控制的電梯乘坐舒適好，平層準(zhǔn)確度高，明顯優(yōu)于交流雙速拖動(dòng)系統(tǒng)，多用于速度2.0m/s以下的電梯。但隨著調(diào)速技術(shù)和電子器件的發(fā)展有被變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)淘汰的趨勢(shì)。、變頻變壓調(diào)速系統(tǒng) 變頻調(diào)速是通過(guò)改變異步電動(dòng)機(jī)供電電源的頻率而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，也就是改變施加于電動(dòng)機(jī)進(jìn)線端的電壓和電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。目前交流可變電壓可變頻率(VVVF

3、)控制技術(shù)得到迅速發(fā)展，利用矢量變換控制變頻變壓系統(tǒng)的電梯速度可達(dá)12.5m/s，其調(diào)速性能已達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)的水平。且具有節(jié)能、效率高、驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備體積小、重量輕和乘坐舒適感好等優(yōu)點(diǎn)，目前已在很大范圍內(nèi)替代了直流拖動(dòng)。、直流拖動(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)，因此具有速度快、舒適感好、平層準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。電梯上常用的有二種系統(tǒng)：一是發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的可控硅勵(lì)磁發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；二是可控硅直接供電的可控硅電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。前者是通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁來(lái)改變電機(jī)的輸出電壓，后者是用三相可控硅整流器，把交流電變成可控的直流電，供給直流電動(dòng)機(jī)，這樣可省去了發(fā)電機(jī)組節(jié)省能源、降低造價(jià)，且結(jié)構(gòu)緊湊。但

4、隨著變頻變壓調(diào)速的發(fā)展，目前電梯已很少使用直流拖動(dòng)。 曳引電梯因其負(fù)載和運(yùn)行的特點(diǎn)，與其他提升機(jī)械相比，在電力拖動(dòng)方面有下列特點(diǎn)：1、四象限運(yùn)行。雖然電梯與其他提升機(jī)械的負(fù)載都屬位能負(fù)載，但一般提升機(jī)械的負(fù)載力矩方向是恒定的，都是由負(fù)載的重力產(chǎn)生。但在曳引電梯中，負(fù)載力矩的方向卻隨著轎廂載荷的不同而變化，因?yàn)樗怯赊I廂側(cè)與對(duì)重側(cè)的重力差決定的。增加內(nèi)容：電動(dòng)機(jī)的工作制 電動(dòng)機(jī)的工作制分為10類（1）連續(xù)工作制S1工作制（2）短時(shí)工作制S2工作制（3）斷續(xù)工作制S3工作制（4）包括啟動(dòng)的斷續(xù)周期工作制S4工作制（5）包括電制動(dòng)的斷續(xù)周期工作制S5工作制（6）連續(xù)周期工作制S6工作制（7）包括電制

5、動(dòng)的連續(xù)周期工作制S7工作制（8）包括負(fù)載轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化的連續(xù)周期工作制S8工作制（9）包括負(fù)載和轉(zhuǎn)速做周期性變化的工作制S9工作制（10）離散恒定負(fù)載工作制S10工作制接電持續(xù)率、接電次數(shù)和啟動(dòng)次數(shù)1、接電持續(xù)率 起重機(jī)在一個(gè)工作周期中，電氣設(shè)備有接電工作時(shí)間，也有斷電停止時(shí)間。接電工作時(shí)間與周期時(shí)間的比值叫做接電持續(xù)率。2、接電次數(shù) 工作一次接電一次，接電次數(shù)表示工作繁忙程度。按規(guī)定，斷續(xù)工作周期的時(shí)間不超過(guò)10min，每小時(shí)至少工作6次。起重機(jī)每小時(shí)工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)6次。3、啟動(dòng)次數(shù) 啟動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牧銌?dòng)到額定轉(zhuǎn)速，叫全啟動(dòng)；實(shí)際使用時(shí)并不是都啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速，一般啟動(dòng)到較低速就被制動(dòng)，叫

6、點(diǎn)車。點(diǎn)車的功率損耗小于全啟動(dòng)，不有算全啟動(dòng)一次。異步電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)1、同步轉(zhuǎn)速n0與電機(jī)的極對(duì)數(shù)P、電源頻率f的關(guān)系 三相異步電動(dòng)機(jī)有三相定子繞組，每個(gè)繞組由一個(gè)線圈組成，三相繞組在空間上彼此相隔120，可以做星形或三角形聯(lián)結(jié)。 三相繞組接在對(duì)稱的三相交流電源上，在定子空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與三相電流的相序ABC是一致的。若改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，只要把通往定子繞組 的電流的相序改變，即交換任意電源進(jìn)線即可。 電動(dòng)機(jī)定子的三相繞組，兩個(gè)磁極時(shí)，一相繞組兩個(gè)線圈，一個(gè)磁極下一個(gè)線圈，共6個(gè)線圈，在定子空間每個(gè)線圈相差60布置。如把線圈的數(shù)量增加一倍，每相繞組的4個(gè)線圈串聯(lián)，一個(gè)磁極下一

7、個(gè)線圈，就變成了4極。這12個(gè)線圈，在空間上相隔30， 每當(dāng)交流變化一周，兩極磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)360，4極磁場(chǎng)只轉(zhuǎn)180。如果是P對(duì)極，交流電流變化一周，磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)了（1/P）x360，即磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)了1/P轉(zhuǎn)。 設(shè)定子繞組的電流頻率為f，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為n0，則有 60f n0= P 式中n0同步轉(zhuǎn)速（r/min），為電動(dòng)機(jī)定子外加電源在定、轉(zhuǎn)子空間形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速； f電源頻率（Hz），我國(guó)的電源頻率f=50Hz； P極對(duì)數(shù)； f/P每秒轉(zhuǎn)數(shù)r/s； 60常數(shù)，來(lái)源于60s=1min。 如電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為YZR180L8，則8為極數(shù)，極對(duì)數(shù)為4，同步轉(zhuǎn)速為750r/min。 2、轉(zhuǎn)差率

8、S和額定轉(zhuǎn)差率Se （1）轉(zhuǎn)差率 同步轉(zhuǎn)速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差，再與同步轉(zhuǎn)速n0之比，稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)差， S表示，則有 n0-n S= n0 式中，n實(shí)際轉(zhuǎn)速（r/min）； n0同步轉(zhuǎn)速（r/min）。（2）額定轉(zhuǎn)差率Se 額定轉(zhuǎn)速ne時(shí)的轉(zhuǎn)差率為額定轉(zhuǎn)差率，用下式表示： n0-ne Se= n0異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線 1、異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組接通三相電源后，在定子空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁力線），便在轉(zhuǎn)子導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，稱為轉(zhuǎn)子電流。轉(zhuǎn)子電流在磁場(chǎng)中受力，這

9、些磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)轉(zhuǎn)矩，稱為電磁轉(zhuǎn)矩，其作用方向與旋 轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向一致，因此，轉(zhuǎn)子就順著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，永遠(yuǎn)小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度n0，如果n=n0，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就不存在轉(zhuǎn)子導(dǎo)線切割磁力線，也就不存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、電磁轉(zhuǎn)矩。因此，轉(zhuǎn)子總是緊跟著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以小于同步轉(zhuǎn)速n0的轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，所以這類電動(dòng)機(jī)被稱為異步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M為 SE20M=CI2cos2=C R +（SX20）2 R2 SR2= CE20 R +（SX20）2 R +（SX20）2 式中C常數(shù)，決定于電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)； 電動(dòng)機(jī)的定子的磁通密度(Wb/m2）

10、; S轉(zhuǎn)差率； X20轉(zhuǎn)子電路的相感抗（）； R2轉(zhuǎn)子電路的相電阻（ ）； E20轉(zhuǎn)子的電路開(kāi)路電壓（V）。 當(dāng)外加電壓U及頻率f1為定值時(shí)，式中、E20和X20都是常數(shù)； 與外加電壓U成正比，當(dāng)外加電壓U一定時(shí)是常數(shù)；X20是轉(zhuǎn)子還未轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)時(shí) 的感抗，X20=2f1L2,L2為轉(zhuǎn)子繞組每相電感系數(shù)，常數(shù)；當(dāng)外加電源頻率f1為定值時(shí)，X20是常數(shù)。E20是轉(zhuǎn)子電路開(kāi)路電壓，是轉(zhuǎn)子還未轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)，常數(shù)；R2為轉(zhuǎn)子電路的相電阻，沒(méi)有外加電阻時(shí)，R2也是常數(shù)； 式中的電磁轉(zhuǎn)矩M僅隨轉(zhuǎn)差率S的變化而變化。 根據(jù)式中作出的關(guān)系曲線，稱為M-S曲線，也叫機(jī)械特性曲線。電動(dòng)機(jī)固有的、沒(méi)有改變電源頻

11、率、定子端電壓、轉(zhuǎn)子內(nèi)沒(méi)有外加電阻時(shí)的特性曲線，稱自然特性曲線。 曲線分為兩部分：OA和AB部分，見(jiàn)圖151。 s 在OA部分，S很小，電磁轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)差率S基本成正比?？梢哉J(rèn)為這一段是直線。 在AB部分，隨S增大，轉(zhuǎn)矩與S成反比減小。 電磁轉(zhuǎn)矩M由增大到減小的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，稱為最大轉(zhuǎn)矩Mmax；此時(shí)的轉(zhuǎn)差率稱臨界轉(zhuǎn)差率。 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，軸上有兩種轉(zhuǎn)矩，一是電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M，另一是負(fù)載轉(zhuǎn)矩Mf。 當(dāng)Mf=M時(shí)中，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)MfM時(shí)，電動(dòng)機(jī)減速運(yùn)行。 電動(dòng)機(jī)靜止時(shí)，接通三相電源，電動(dòng)機(jī)建立磁場(chǎng)，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mq。當(dāng)Mq大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)才能啟動(dòng)，小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)不能啟動(dòng)。

12、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，沿著BA運(yùn)行。隨著轉(zhuǎn)速的增大，電磁轉(zhuǎn)矩也有關(guān)增大，電動(dòng)機(jī)進(jìn)一步加速，經(jīng)過(guò)臨界點(diǎn)A進(jìn)入OA段運(yùn)行。在BA段電動(dòng)機(jī)無(wú)法穩(wěn)定 運(yùn)行，稱為不穩(wěn)定區(qū)。 在OA段，隨著轉(zhuǎn)速增大，轉(zhuǎn)矩減少，直到M與Mf1相等時(shí)，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在C1點(diǎn)。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大為Mf2時(shí)，電動(dòng)機(jī)沿著OA運(yùn)行，電磁轉(zhuǎn)矩增大；當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩M=Mf2時(shí)，穩(wěn)定運(yùn)行在C2點(diǎn)上。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少為Mf3時(shí)，電動(dòng)機(jī)沿著OA運(yùn)行，電磁轉(zhuǎn)矩減少；當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩M=Mf3時(shí)，穩(wěn)定運(yùn)行在C3點(diǎn)。所以 AO段為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。當(dāng)Mf增大到超過(guò)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Mmax時(shí)，運(yùn)行著的電動(dòng)機(jī)很快停止運(yùn)行。 2、額定轉(zhuǎn)矩Me、額定輸出

13、功率P、額定轉(zhuǎn)速ne三者之間關(guān)系 電動(dòng)機(jī)額定接電持續(xù)率工作時(shí)，軸上輸出的最大允許轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩Me。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩等于額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定狀態(tài)。此時(shí)的轉(zhuǎn)速是額定轉(zhuǎn)速ne;轉(zhuǎn)差稱為額定轉(zhuǎn)差Se，電動(dòng)機(jī)輸出功率稱為額定功率。 電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Mmax與額定轉(zhuǎn)矩的比值，稱為過(guò)載倍數(shù)，用表示： Mmax = Me 式中Mmax電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩（Nm）; Me電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩（Nm）。 起重用的電動(dòng)機(jī)的值，一般取2.32.8。什么叫電氣制動(dòng) 電磁轉(zhuǎn)矩作為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，用來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度或停止運(yùn)行，這種非接觸式的制動(dòng)方式叫電氣制動(dòng)。 機(jī)械制動(dòng)主要用于固定停止位置用的支持制動(dòng)和安全制動(dòng)。電氣制動(dòng)

14、作用是用于減速制動(dòng)，不能用于支持制動(dòng)和安全制動(dòng)，不能作為固定停止位置用。 為了使運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)迅速而準(zhǔn)確地停止，或者使下降的重物獲得穩(wěn)定的運(yùn)行速度，需要電動(dòng)機(jī)在電氣制動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行。 起重機(jī)各機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的電氣制動(dòng)方法有再生發(fā)電制動(dòng)、反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、單項(xiàng)制動(dòng)四種。 再生發(fā)電制動(dòng) 1、再生發(fā)電制動(dòng)的形式 （1）在位能負(fù)載作用下產(chǎn)生的再生發(fā)電制動(dòng)； （2）改變極對(duì)數(shù)P，改變同步轉(zhuǎn)速n0=60f/P，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)它的同步轉(zhuǎn)速n0，產(chǎn)生的再生作用發(fā)電制動(dòng)； （3）變頻調(diào)速時(shí)，降低電源頻率f使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)它的同步轉(zhuǎn)速n0，產(chǎn)生的再生發(fā)電制動(dòng)。 2、再生發(fā)電制動(dòng)特點(diǎn) （1）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n

15、高于同步轉(zhuǎn)速n0，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)，處于發(fā)電狀態(tài)。 （2）電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)； （3）轉(zhuǎn)差S為負(fù)值，一般可以在一0之間。 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的方向與電動(dòng)狀態(tài)相反，電磁力矩的方向與電動(dòng)狀態(tài)相反，電磁力矩的方向與電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)拉著轉(zhuǎn)子，現(xiàn)在是轉(zhuǎn)子拉著定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，是發(fā)電狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)像一個(gè)與電網(wǎng)并聯(lián)的發(fā)電機(jī)，將電能反饋給電網(wǎng)，又從電網(wǎng)吸取無(wú)功電流作激磁之用。 3、在位能負(fù)載的作用下再生發(fā)生電制動(dòng) 電動(dòng)機(jī)定子繞組下降方向接通三相交流電源，這時(shí)，電動(dòng)機(jī)在具有勢(shì)能的負(fù)載帶動(dòng)下，進(jìn)入再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行。 （1）

16、位能負(fù)載的作用下再生發(fā)電制動(dòng)特點(diǎn) 電動(dòng)機(jī)下方向接電，工作穩(wěn)定運(yùn)行在第四象限； 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n高于同步轉(zhuǎn)速n0； 吊鉤上重物轉(zhuǎn)矩大于電動(dòng)機(jī)的阻力轉(zhuǎn)矩（包括所帶動(dòng)的機(jī)構(gòu)）； 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩； 轉(zhuǎn)差S為負(fù)值，一般可以在一 0之間。 當(dāng)要求轉(zhuǎn)速不大于1.2 n0時(shí)，再生發(fā)電制動(dòng)的轉(zhuǎn)差S1在0 一0.2之間，即|S1|=（R*+Rd*）M1* 0 一0.2，否則超速運(yùn)行。 圖2-1-1是位能負(fù)載的作用下再生發(fā)電制動(dòng)的機(jī)械特性曲線，BD、BC段及其延長(zhǎng)線為再生發(fā)電制動(dòng)特性曲線段。 s 此時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩是下方向，電動(dòng)機(jī)在A點(diǎn)啟動(dòng)，電磁轉(zhuǎn)矩也是下方向。在電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，沿曲線AB加速，運(yùn)行

17、在電動(dòng)狀態(tài)。到達(dá)B點(diǎn)后，運(yùn)行速度等于同步轉(zhuǎn)速，電動(dòng)狀態(tài)結(jié)束。過(guò)B點(diǎn)后，電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)加速，到達(dá)C點(diǎn)后，電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)在C點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。 如果轉(zhuǎn)子里加一個(gè)外加電阻，電動(dòng)機(jī)在H點(diǎn)啟動(dòng)，電磁轉(zhuǎn)矩也是下方向。在電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，沿曲線HB加速， 運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)。到達(dá)B點(diǎn)后，沿BD運(yùn)行。到達(dá)D點(diǎn)后，電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)在D點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，轉(zhuǎn)差為負(fù)，絕對(duì)值大于未加電阻的轉(zhuǎn)差數(shù)值，穩(wěn)定運(yùn)行速度也大于未加電阻的穩(wěn)定運(yùn)行速度。 （2）在位能負(fù)載作用下的再生發(fā)電制動(dòng)的產(chǎn)生方法 電動(dòng)機(jī)下方向接電； 吊鉤上重物轉(zhuǎn)矩大于電動(dòng)機(jī)的阻力轉(zhuǎn)矩（包括所帶動(dòng)的機(jī)構(gòu)）； 設(shè)計(jì)時(shí)，

18、轉(zhuǎn)子內(nèi)的全部電阻有Rd*=Se（額定轉(zhuǎn)差）、軟化電阻R*= 0.1、小電阻R*= 0.20等幾種情況。 （3）再生發(fā)電制動(dòng)，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)（位能負(fù)載）轉(zhuǎn)差SL與轉(zhuǎn)子電路總電阻R+Rd的關(guān)系 1）公式 Me |SL| R= Rd-Rd SeML 式中R轉(zhuǎn)子回路外加電阻（不包括轉(zhuǎn)子內(nèi)電阻Rd）（）； Rd轉(zhuǎn)子內(nèi)電阻（）； 例4: 電動(dòng)機(jī)下方向接電，外加電阻（包括轉(zhuǎn)子內(nèi)電阻）為R*=2時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為M1*=1，求穩(wěn)定工作速度n。 解 |SL|=R*M1*=2；因?yàn)镾1為負(fù)數(shù)，所以舍去S1=+2。 n0-n 取SL=-2=； n0 解之得n=3n0。 在位能負(fù)載的作用下產(chǎn)生再生發(fā)電制動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定工作速度與負(fù)

19、載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子電路總電阻的乘積有關(guān)。轉(zhuǎn)子電路總電阻小，穩(wěn)定工作速度??；轉(zhuǎn)子電路總電阻大，穩(wěn)定工作速度大。轉(zhuǎn)子電路總電阻過(guò)大時(shí)，穩(wěn)定工作速度過(guò)大，甩壞定子和轉(zhuǎn)子繞組。 4、變極產(chǎn)生的再生發(fā)電制動(dòng) 電動(dòng)機(jī)在高速繞組（極對(duì)數(shù)少）運(yùn)行，突然接入低速繞組（極對(duì)數(shù)多），運(yùn)行速度高于低速繞組（極對(duì)數(shù)多）的同步轉(zhuǎn)速。 圖2-1-4中，曲線是高速極的機(jī)械特性曲線，是低速極的機(jī)械特性曲線。電動(dòng)機(jī)接在高速繞組上時(shí)，沿曲線啟動(dòng)運(yùn)行，Ml是負(fù)載轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)定運(yùn)行在A點(diǎn)，運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)。 s 突然接入低速繞組后，由A點(diǎn)運(yùn)行平移到第二象限的B點(diǎn)運(yùn)行，該點(diǎn)的轉(zhuǎn)速高于低速繞組的同步轉(zhuǎn)速n0，轉(zhuǎn)速是正的。電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，是負(fù)的。電

20、動(dòng)機(jī)由高速繞組的電動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入低速繞組再生發(fā)電制動(dòng)運(yùn)行。 此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩都與運(yùn)行方向相反，都使電動(dòng)機(jī)減速。到C點(diǎn)后，再生發(fā)電制動(dòng)結(jié)束。 C點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩為零。 在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，繼續(xù)減速，到D點(diǎn)后，電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)在D點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方向相反，電動(dòng)狀態(tài)。5、降低電動(dòng)機(jī)電源頻率產(chǎn)生的再生發(fā)電制動(dòng) 變頻調(diào)速的降速過(guò)程中，均能使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度高于同步轉(zhuǎn)速。圖2-1-5中，f1高于f2。電動(dòng)機(jī)在頻率f1上電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，穩(wěn)定工作點(diǎn)在A點(diǎn)。頻率由f1降到f2時(shí)， f2的同步轉(zhuǎn)速是C點(diǎn)。此時(shí)的運(yùn)行速度高于 s 同步轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行在再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩

21、和負(fù)載轉(zhuǎn)矩都與運(yùn)行方向相反，都使電動(dòng)機(jī)減速。到C點(diǎn)后，再生發(fā)電制動(dòng)結(jié)束。C點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩為零。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，繼續(xù)減速，到D點(diǎn)后，電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)在D點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方向相反，電動(dòng)狀態(tài)。能耗制動(dòng) 把電動(dòng)機(jī)定子繞組從三相交流電源上切斷，接上直流電源，這時(shí)，電動(dòng)機(jī)如被具有或勢(shì)能的負(fù)載帶動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)進(jìn)入能耗制動(dòng)狀態(tài)。 定子繞組中的直流電流使定子產(chǎn)生固定不變的磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割磁力線，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電流，固定不變的磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生電磁力，方向與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)改變方向相反，起制動(dòng)作用。此時(shí)電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，把負(fù)載的變成電能，再變成熱能消耗在轉(zhuǎn)子電路中。 能耗制動(dòng)

22、一般用于起升機(jī)構(gòu)的慢速下降和平移機(jī)構(gòu)的快速停車。由于轉(zhuǎn)速為零時(shí)轉(zhuǎn)矩也為零，能準(zhǔn)確停車。能耗制動(dòng)接線如圖2-3-1和2-3-2所示。 圖2-3-3中，Mf是負(fù)載轉(zhuǎn)矩，阻力負(fù)載。穩(wěn)定運(yùn)行在A點(diǎn)。運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)，突然切斷三相交流電源后，接入直流電源，由A點(diǎn)運(yùn)行平移到第二象限的B點(diǎn)運(yùn)行，B點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩是負(fù)的。負(fù)載轉(zhuǎn)矩是阻力負(fù)載，與轉(zhuǎn)子運(yùn)行的方向相反。此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩都與運(yùn)行方向相反，都使電動(dòng)機(jī) s 與運(yùn)行方向相反，都使電動(dòng)機(jī)減速。到O點(diǎn)后，電磁轉(zhuǎn)矩為零，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。 - 圖2-3-4（）中，M1是負(fù)載轉(zhuǎn)矩，位能負(fù)載。起升機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行在A點(diǎn)上升方向的電動(dòng)狀態(tài)。突然切斷三相交流電源后，接入直流

23、電源，由A點(diǎn)運(yùn)行平移到第二象限的B點(diǎn)運(yùn)行。B點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩是負(fù)的，雖上升方向的。電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入能耗制動(dòng)運(yùn)行。負(fù)載轉(zhuǎn)矩（位能負(fù)數(shù)）是下降方向。此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩 和負(fù)載轉(zhuǎn)矩都與運(yùn)行方向（上升）相反，都使電動(dòng)機(jī)減速。到O點(diǎn)后，轉(zhuǎn)速為零，電磁轉(zhuǎn)矩為零。負(fù)載轉(zhuǎn)矩不為零，在負(fù)載作用下，電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)行。O點(diǎn)后的電磁轉(zhuǎn)矩變成正的，上升方向。負(fù)載轉(zhuǎn)矩還是下降方向，負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩，加速運(yùn)行到D點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)定運(yùn)行在D點(diǎn)。 圖2-3-4（）b中，是用于高空停止后，利用能耗制動(dòng)穩(wěn)定下重物的。ML是負(fù)載轉(zhuǎn)矩，位能負(fù)載。重物停在高空不動(dòng)。 首先接入直流電源，再打開(kāi)制動(dòng)器。接入直流

24、電源瞬間，電磁轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)速為零。負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，向下降方向轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)之后，電磁轉(zhuǎn)矩不再為零，是上升方向的。電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩與運(yùn)行方向相反，電動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入能耗制動(dòng)運(yùn)行。但電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，加速運(yùn)行到A點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)定運(yùn)行在A點(diǎn)。 如果剛開(kāi)始轉(zhuǎn)子內(nèi)接入的電阻比曲線OA大。接入直流電源后打開(kāi)制動(dòng)器的同時(shí)，沿曲線OBC進(jìn)行。加速運(yùn)行到C點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)定運(yùn)行在C點(diǎn)。 如在穩(wěn)定運(yùn)行的A點(diǎn)，接入大電阻，可平移到B點(diǎn)運(yùn)行；沿曲線BC運(yùn)行。加速運(yùn)行到C點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)定運(yùn)行在C點(diǎn)。 圖6-1是特性曲線的四象限運(yùn)行圖。其中曲線1和2是異步電機(jī)的自

25、然機(jī)械特性曲線，而虛線L和L是負(fù)載特性曲線。曳引拖動(dòng)電梯重載（轎廂側(cè)重量超過(guò)對(duì)重側(cè)重理）上行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，拖動(dòng)力矩與負(fù)載力矩均為正值，電動(dòng)機(jī)工作在第象限的A點(diǎn)。但若輕載（轎廂側(cè)重量小于對(duì)重側(cè)重量）上行時(shí)。由于負(fù)載力矩為負(fù)值即曲線L，故電機(jī)處于上行方向的再生狀態(tài)，工作在第象限的B點(diǎn)。 當(dāng)電梯輕載下行時(shí)，由于電動(dòng)力矩和負(fù)載力矩均為負(fù)值，電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，工作在第象限的C點(diǎn)。在重載下降時(shí)，由于負(fù)載力矩為正值，電動(dòng)機(jī)處于下行方向的再生狀態(tài)，工作在第象限的D點(diǎn)。 2、運(yùn)行速度高。、運(yùn)行速度高。 一般用途的起重機(jī)的提升速度為0.10.4m/s，而電梯速度大都在0.5m/s以上，一般都在12m/s

26、，最高的可超過(guò)13m/s。 3、速度控制要求高。電梯屬于輸送人員的提升設(shè)備，在考慮人的安全和舒適的基礎(chǔ)上也要講究效率。故規(guī)定電梯的加速度不能大于1.5m/s2又不能小于0.480.65m/s2。在直流驅(qū)動(dòng)和交流調(diào)壓調(diào)速和變頻調(diào)速中均由速度給定電路和提供一個(gè)較理想的運(yùn)行速度曲線，通過(guò)反饋的拖動(dòng)裝置的速度調(diào)節(jié)，使電梯實(shí)時(shí)跟蹤給定的曲線。若在加速、減速段中加速度變化的部位跟蹤精度不高或各曲線段過(guò)渡不平滑都影響乘坐的舒適感。 4、定位精度高：一般提升機(jī)械如起重機(jī)的定位精度要求都不甚高，在要求較精確的定位如安裝工件時(shí)，也是在工作人員的指揮和操作人員的控制下才能達(dá)到。而電梯在平層?？繒r(shí)依靠自動(dòng)操作，定位精

27、度都在15mm左右，變壓變頻調(diào)速電梯可在5mm以內(nèi)。二、供電與主機(jī)控制二、供電與主機(jī)控制1、供電。電梯是民用建筑中功率較大的設(shè)備，而且由于工作的特點(diǎn)對(duì)供電的質(zhì)量要求較高。電梯電源應(yīng)是專用電源。由配電間直接送到機(jī)房，電源的電壓波動(dòng)范圍應(yīng)不超過(guò)7%，而且照明電源應(yīng)與電梯主電源分開(kāi)。 電梯的供電應(yīng)采用TN-S系統(tǒng)，在有困難時(shí)可以采用TN-C-S系統(tǒng)。而且應(yīng)有重復(fù)接地。為檢修時(shí)使用活動(dòng)工作燈具等需要，應(yīng)有符合安全電壓要求的電源裝置向轎頂、底坑某處的插頭供電。并應(yīng)有應(yīng)急電源在停電或故障時(shí)供照明和報(bào)警等裝置使用。 2、主開(kāi)關(guān)主開(kāi)關(guān)。在機(jī)房中每臺(tái)電梯都應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)一個(gè)能切斷該臺(tái)電梯電路的主電路的主開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)

28、整定容量應(yīng)稍大于所有電路的總?cè)萘?，并具有切斷電梯正常使用情況下最大電流的能力。 主開(kāi)關(guān)主開(kāi)關(guān)應(yīng)具有穩(wěn)定的斷開(kāi)和閉合位置，若以刀閘為主開(kāi)關(guān)，則手把向下的位置應(yīng)是斷開(kāi)位置。主開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)位置最好能鎖住，以防誤操作造成事故。主開(kāi)關(guān)應(yīng)安裝在從機(jī)房入口處能方便迅速接近和操作的位置，周圍不應(yīng)有雜物或有礙操作的設(shè)備或結(jié)構(gòu)。如果機(jī)房為幾臺(tái)電梯共用，各臺(tái)電梯的主開(kāi)關(guān)必須有明顯易識(shí)別的與曳引機(jī)對(duì)應(yīng)的標(biāo)記。主開(kāi)關(guān)若裝在電氣柜內(nèi)，則電氣柜不應(yīng)上鎖，應(yīng)能隨時(shí)打開(kāi)。 主開(kāi)關(guān)不能切斷下列的供電電路：機(jī)房、滑輪間、轎廂和井道(含底坑)的照明；機(jī)房、轎頂和底坑的插座以及通風(fēng)和報(bào)警裝置。 電梯轎廂和井道的照明和插座，應(yīng)取自建筑的照

29、明電路或從主開(kāi)關(guān)外側(cè)引入。并有各自單獨(dú)的電源開(kāi)關(guān)和保護(hù)裝置，開(kāi)關(guān)應(yīng)安裝在相應(yīng)的主開(kāi)關(guān)附近。 3、配線與布線。電梯用的導(dǎo)線、電纜應(yīng)符合GB50131997額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜和GB50231997額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜的規(guī)定。其中聚氯乙烯絕緣電纜能用于除電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)動(dòng)力電路以外的全部線路。導(dǎo)線的截面應(yīng)由安全載流量和機(jī)械強(qiáng)度來(lái)決定，但門安全電路的導(dǎo)線截面不得小于0.75mm2。除GB5023.4固定布線用護(hù)套電纜和GB5013.4中的重型電纜可在機(jī)房、井道墻上明敷外，其他電線電纜都應(yīng)安裝在線槽和線管中。線槽與線管應(yīng)用不燃性的材料制成，并有足夠的強(qiáng)度。鐵

30、制線槽在機(jī)房地面敷設(shè)時(shí)，其壁厚不得小于1.5mm。不易受損的分支線路可以用軟管保護(hù)，但軟管長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)2m。 電線管在安裝時(shí)應(yīng)用卡子固定，固定點(diǎn)間距應(yīng)不大于3m。線管的管口應(yīng)設(shè)護(hù)口，與線槽連接處應(yīng)用鎖緊螺帽鎖緊。其內(nèi)部電線的充填率應(yīng)不大于40%。金屬軟管與箱、罩或設(shè)備的連接處應(yīng)用專用接頭。安裝時(shí)應(yīng)固定，尤其端頭必須固定牢固，固定點(diǎn)間距不大于1m。電線槽應(yīng)接口嚴(yán)密，槽蓋齊全平整，在并列安裝時(shí)應(yīng)注意使槽蓋能方便開(kāi)啟。線槽的轉(zhuǎn)角和進(jìn)出口應(yīng)無(wú)毛刺，各節(jié)槽體間應(yīng)有電氣連接。在線槽或線管配線時(shí)，電線應(yīng)盡量避免有中間接頭，在必須的接頭時(shí)應(yīng)采用冷壓端子等方法可靠壓接并作好絕緣處理。在線槽的進(jìn)出口和轉(zhuǎn)彎部位或電

31、纜受力部位應(yīng)加絕緣襯墊，垂直部分應(yīng)可靠固定。電線槽內(nèi)的電線充填截面應(yīng)不大于槽內(nèi)截面積的60%，并應(yīng)留有備用線。動(dòng)力線和控制線應(yīng)分開(kāi)敷設(shè)。 在電線安裝時(shí)，接線端子應(yīng)置于柜內(nèi)或盒內(nèi)，電線電纜的內(nèi)護(hù)層和護(hù)套應(yīng)進(jìn)入設(shè)備接線裝置的殼體，以確保導(dǎo)線絕緣和防護(hù)的連續(xù)性。 電梯隨行電纜應(yīng)符合GB5013.51997和GB5023.61997的要求。隨行電纜安裝前必須先自由懸吊消除扭曲。敷設(shè)的長(zhǎng)度應(yīng)在轎廂完全壓縮緩沖器后，略有余量但不拖地。設(shè)井道路中間電纜固定架時(shí)，固定架應(yīng)設(shè)在提升高度過(guò)的2/1以上1.5m處。隨行電纜兩端及不運(yùn)動(dòng)部分應(yīng)可靠固定。圓電纜應(yīng)綁扎在轎底和井道的電纜架上（如圖6-2，6-3）。扁電纜可

32、重疊安裝，重疊數(shù)不易超過(guò)三根，每根間應(yīng)有3050mm的活動(dòng)間距。扁電纜固定應(yīng)使用楔形插座與卡子（見(jiàn)圖6-4a和圖6-4b）。 4、制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)主機(jī)的控制 制動(dòng)器在動(dòng)力電源或控制電源失電時(shí)，都應(yīng)無(wú)延遲地自行制動(dòng)。按的要求：切斷制動(dòng)器的電流至少應(yīng)用兩個(gè)獨(dú)立的電氣裝置（接觸器）來(lái)實(shí)現(xiàn)，即對(duì)制動(dòng)器線圈應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立的串聯(lián)的觸頭進(jìn)行控制。當(dāng)電梯停止時(shí)，若其中一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)未打開(kāi)，則最遲到下一次運(yùn)行方向改變時(shí)，能防止電梯再啟動(dòng)。這兩個(gè)接觸器可以是專門設(shè)立的，也可以利用切斷驅(qū)動(dòng)主機(jī)電流的裝置。 規(guī)定由外電源直接供電的驅(qū)動(dòng)主機(jī)，必須用兩個(gè)獨(dú)立的接觸器切斷電源使主機(jī)停止運(yùn)行。這兩個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)應(yīng)串聯(lián)在電源電

33、路中。在電梯停止時(shí)若有一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)未打開(kāi)，則最遲到下次運(yùn)行方向改變時(shí)，必須防止電梯再運(yùn)行。 當(dāng)驅(qū)動(dòng)主機(jī)由靜態(tài)元件供電和控制時(shí)，可以采用上述用兩個(gè)獨(dú)立接觸器切斷主機(jī)電源的方法，也可以由一個(gè)能切斷各相電流的接觸器，和一個(gè)用來(lái)阻斷靜態(tài)元件中電流的控制裝置及每次停車時(shí)檢驗(yàn)阻斷情況的監(jiān)控裝置共同組成的系統(tǒng)來(lái)切斷主機(jī)電流。 接觸器應(yīng)在電梯每次改變運(yùn)行方向前釋放 ，如果此時(shí)接觸器主觸點(diǎn)未斷開(kāi)，電梯應(yīng)停止再運(yùn)行。在正常停車時(shí)，如果阻斷裝置未能有效阻斷靜態(tài)元件輸出的電流，監(jiān)控裝置應(yīng)使接觸器釋放，防止電梯再運(yùn)行。第二節(jié)交流變極調(diào)速系統(tǒng)第二節(jié)交流變極調(diào)速系統(tǒng) 變極調(diào)速就是改變交流感應(yīng)電機(jī)定子繞組的磁場(chǎng)極數(shù)，以

34、改變磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。 由電機(jī)學(xué)原理可知，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可由下式表達(dá)：式中：n電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；f電源的頻率；p定子繞組的磁極對(duì)數(shù)；s轉(zhuǎn)差率 從上式可見(jiàn)改變磁極對(duì)數(shù)p就可以改變轉(zhuǎn)速。電梯變極調(diào)速用的交流異步電動(dòng)機(jī)有單速、雙速和三速。使用最多的是雙速，單速僅用于速度較低的雜物梯，雙速電機(jī)的磁極數(shù)一般為極極和極極，也有少數(shù)4極/24極和6極/36極的。三速電機(jī)一般磁極數(shù)為6極/8極/24極，比雙速多一個(gè)8極繞組，用于制動(dòng)減速時(shí)的附加制動(dòng)，三速電機(jī)主要用于載重量大的電梯。 電機(jī)極數(shù)少的繞組稱為快速繞組，極數(shù)多的稱為慢數(shù)繞組。變極調(diào)速是一種有級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍不大，因?yàn)檫^(guò)多地增

35、加電機(jī)的極數(shù)，就會(huì)顯著地增大電機(jī)的外形尺寸。 圖6-5是交流雙速電梯的主拖動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。從圖中可以看出，三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子內(nèi)具有兩個(gè)不同極對(duì)數(shù)的繞組（分別為6極和24極）?？焖倮@組（極）作為起動(dòng)和穩(wěn)速之用，而慢速繞組作為制動(dòng)減速和慢速平層停車用。為了限制起動(dòng)電流，以減小對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響，在起動(dòng)時(shí)一般按時(shí)間原則，串電組、電抗一級(jí)加速或二級(jí)加速；減速制動(dòng)是在低速繞組中按時(shí)間原則進(jìn)行二級(jí)或三級(jí)再生發(fā)電制動(dòng)減速，以慢速繞組（極）進(jìn)行低速穩(wěn)定運(yùn)行直至平層停車。 下面以圖6-6所示的交流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性圖來(lái)說(shuō)明電梯的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程。電梯串電抗后以特性曲線起動(dòng)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為Ma，轉(zhuǎn)速上升到nb時(shí)，短

36、接電抗器XH、RH，轉(zhuǎn)到自然特性，由于轉(zhuǎn)速不能突變，過(guò)渡到點(diǎn)，轉(zhuǎn)矩有增量M=Mc-Mb，然后加速到nb以恒速運(yùn)行。減速制動(dòng)時(shí)已從快速繞組切換至慢速繞組上，為減少電流沖擊，串入電抗XL、電阻RL，電動(dòng)機(jī)按運(yùn)行特性曲線3的e點(diǎn)開(kāi)始減速，一直到f點(diǎn)時(shí)，KMA2吸合，短接電阻R2，電動(dòng)機(jī)串電抗XL以特性4運(yùn)行。速度下降到h時(shí)KMA3吸合，短接全部電阻和電抗，電動(dòng)機(jī)以特性5運(yùn)行，直到KM2釋放，電動(dòng)機(jī)失電停止運(yùn)行。 在快速繞組中串入電阻和電抗，是為了在起動(dòng)時(shí)減小起動(dòng)電流和減小對(duì)電網(wǎng)的影響，也限制了起動(dòng)時(shí)的加速度防止產(chǎn)生沖擊以改善起動(dòng)的舒適感。在慢速繞組中串入電阻和電抗，是為了限制減速時(shí)快速繞組切換到慢速

37、繞組時(shí)的制動(dòng)力矩，防止產(chǎn)生沖擊。逐極切除電阻電抗是為使減速平穩(wěn)，都是為了增加舒適感。一般要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2倍左右，慢速為1.51.8倍。第三節(jié)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 一、交流調(diào)壓調(diào)速就是通過(guò)改變電機(jī)定子電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速 雙速電梯采用串電阻電抗起動(dòng)，變極減速平層，一般起、制動(dòng)加速度大，運(yùn)行不平穩(wěn)。若用可控硅取代電阻電抗，從而控制起、制動(dòng)電壓，并采用速度反饋實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制，在運(yùn)行中不斷檢查電梯運(yùn)行速度與理想速度曲線的吻合。就可以達(dá)到起動(dòng)舒適、運(yùn)行平穩(wěn)的目的，這就是交流調(diào)壓調(diào)速的基本原理。 交流調(diào)壓調(diào)速電梯在運(yùn)行各個(gè)階段的控制方式大致有三種見(jiàn)圖。從圖中可知不論那種控制方式，其制動(dòng)過(guò)程總是要加以控制

38、的。交流調(diào)壓調(diào)速的制動(dòng)方式有能耗制動(dòng)、渦流制動(dòng)、反接制動(dòng)。一般常用能耗制動(dòng)方式。 能耗制動(dòng)的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)采用可控硅調(diào)壓調(diào)速再加直流能耗制動(dòng)組成。通常失電后對(duì)慢速繞組中的兩相繞組通以直流電流，在定子內(nèi)形成一固定的磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子由于慣性而仍在旋轉(zhuǎn)時(shí)，其導(dǎo)體切割磁力線，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)及轉(zhuǎn)子電流，這一感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生了制動(dòng)力矩，其大小與定子磁化力及電機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。這種狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線第象限通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)向外延伸的曲線（見(jiàn)圖6-8）。從曲線形狀可見(jiàn)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩下降為零，轉(zhuǎn)速也為零，所以應(yīng)用能耗制動(dòng)能使轎廂準(zhǔn)確停車，再加上用可控硅構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度，可以得到滿意的舒適感及平層

39、精度。 由于能耗制動(dòng)力矩是由電機(jī)本身產(chǎn)生的，因此對(duì)起動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行和制動(dòng)減速實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)的控制不但可能而且是方便的。具體可根據(jù)電機(jī)特性及調(diào)速系統(tǒng)的配置而定。 這種系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的制造要求較高，因此電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中一直處于轉(zhuǎn)矩不平衡狀態(tài)，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)運(yùn)行噪聲增大，以及電機(jī)會(huì)發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。 可控硅的調(diào)壓調(diào)速是采用移相控制。三組反并聯(lián)的晶閘管按順序用脈沖觸發(fā)，觸發(fā)順序必須保證相序和相位關(guān)系。這時(shí)對(duì)于一定的負(fù)載阻抗角來(lái)講，觸發(fā)控制角越大，晶閘管的導(dǎo)通角將越小，流過(guò)晶閘管的電流也越小，其波形的不連續(xù)程度增加，負(fù)載的電壓就越低。 二、交流調(diào)壓（ACVV）拖動(dòng)系統(tǒng)的組成 典型ACVV電梯拖動(dòng)系統(tǒng)如圖6-9

40、所示，該系統(tǒng)適用于額定載重量為1000kg、額定速度為1.252m/s的交流調(diào)速電梯。系統(tǒng)由以下各部分組成：1、交流曳引電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)為交流調(diào)壓調(diào)速電梯專用雙繞組雙速曳引電動(dòng)機(jī)，額定電壓為380V，50HZ，極數(shù)為4/16極，額定功率為18.5/3.9kW，額定電流為40A/20A，額定轉(zhuǎn)速為1380/325r/min；對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行雙重?zé)岜Ｗo(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)溫度上升到60左右時(shí)，起動(dòng)風(fēng)機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通 風(fēng)冷卻。冷卻風(fēng)機(jī)額定電壓為220V，50Hz，4極，額定功率為0.22kW。額定電流為1.55A，額定轉(zhuǎn)速為1350 r/min。當(dāng)溫度超過(guò)155時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部熱敏電阻控制熱保護(hù)繼電器，迫使電

41、梯到最近層站停靠開(kāi)門。待電動(dòng)機(jī)冷卻后，重新起動(dòng)，電梯繼續(xù)運(yùn)行。2、速度調(diào)節(jié)裝置速度調(diào)節(jié)裝置（也稱作調(diào)速器），是在引進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上國(guó)產(chǎn)化的電梯速度控制裝置，比如TSD-10調(diào)速器就是這類裝置。調(diào)速器是電梯調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部件，它由許多電路環(huán)節(jié)組成，其中速度調(diào)節(jié)器、速度給定曲線發(fā)生電路和晶閘管觸發(fā)電路是構(gòu)成調(diào)速器的核心部 分。該調(diào)速器具有如下功能：輸入380V三相交流電壓，其輸出為0380V連續(xù)可調(diào)三相電源電壓，可控制的電動(dòng)機(jī)最大功率為20kW。 能給出三種連續(xù)可調(diào)的給定電壓。其低速給定電壓為03V，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為0500r/min，用于平層低速爬行；中速給定電壓為36V，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為500

42、1000 r/min，用于單層穩(wěn)速運(yùn)行；高速給定電壓為69V，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為10001500r/min，用于多層穩(wěn)速運(yùn)行。還能給出等于1/2低速給定電壓的再平層給定電壓，以便提高平層準(zhǔn)確度，一般平層準(zhǔn)確度可以達(dá)到45mm。給定電壓的上升時(shí)間和下降時(shí)間可在0.43.5s間連續(xù)可調(diào)。能給出介于高速和中速之間的所謂計(jì)算速度，用于特殊樓層的運(yùn)行以及短距離順向截車運(yùn)行，以便提高運(yùn)行效率。能給出可調(diào)給定增量電壓，其作用時(shí)間為幾十毫秒，用于減小由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的靜摩擦力以及位能性負(fù)載的反向驅(qū)動(dòng)在起動(dòng)瞬間所造成的沖擊。具有較為齊全的保護(hù)功能，如斷相和錯(cuò)相保護(hù)、給定與反饋信號(hào)差值保護(hù)、超速和欠速保護(hù)等。3、測(cè)速

43、發(fā)電機(jī) 測(cè)速發(fā)電機(jī)TG是一個(gè)雙繞組永磁式直流發(fā)電機(jī)，額定輸出電壓為120V，額定電流為9 0 m A，額定轉(zhuǎn)速為2 0 0 0 r / m I n，輸出靈敏為20.06V/r。測(cè)速發(fā)電機(jī)與曳引電動(dòng)機(jī)同軸剛性或軟性連接。其一個(gè)輸出信號(hào)接至調(diào)速器的1、2端，作為閉環(huán)控制的速度反饋信號(hào)；另一個(gè)輸出信號(hào)接至速度繼電器JVR和JVP，作為速度監(jiān)測(cè)信號(hào)。4、速度繼電器 用于速度監(jiān)測(cè)的速度繼電器為高速超速保護(hù)繼電器JVR和低速平層速度檢測(cè)繼電器JVP，均接受測(cè)速發(fā)電機(jī)的一組輸出信號(hào)，高速保護(hù)繼電器JVP的速度整定范圍為10002000r/min，一般整定在1500 r/min。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于整定值時(shí)，繼電

44、器JVR釋放，控制急停回路，實(shí)現(xiàn)高速超速保護(hù)。 低速平層檢測(cè)繼電器JVP的速度整定范圍為（100400）r/min，一般整定在150 r/min。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于整定值時(shí)，繼電器JVP吸合，通過(guò)其它電路環(huán)節(jié)的配合，完成平層和再平層。三、ACVV系統(tǒng)的工作過(guò)程當(dāng)電梯快速運(yùn)行時(shí)，圖6-9中的檢修接觸器MK、IMK開(kāi)斷，快速接觸器KK閉合，三相交流電源經(jīng)調(diào)速器后，由U、V、W端輸出可調(diào)三相交流電壓，經(jīng)方向接觸器XK（下行）、SK（上行）和快速接觸器KK接至曳引電動(dòng)機(jī)4極高速定子繞組。與此同時(shí)，直流接觸器ZK閉合，調(diào)速器+、-端的可調(diào)直流電壓，經(jīng)直流接觸器ZK接至電動(dòng)機(jī)的16極低速繞組，以備進(jìn)行能耗制

45、動(dòng)。電梯的邏輯控制電路使高、低速運(yùn)行繼電器KG、KD閉合（如判斷為中速運(yùn)行，則繼電器KZ、KD閉合），調(diào)速器便給出相應(yīng)的速度給定信號(hào)，控制電梯按給定速度曲線起動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行和制動(dòng)減速。在運(yùn)行中，若實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速低于給定速度，則調(diào)速器通過(guò)電動(dòng)機(jī)4極快速繞組使其處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，電梯加速運(yùn)行；若實(shí)測(cè)速度高于給定速度，則調(diào)速器通過(guò)電動(dòng)機(jī)16極低速繞組使其處于制動(dòng)狀態(tài)，電梯減速運(yùn)行。這樣，便保證電梯始終跟隨給定速度曲線運(yùn)行。 當(dāng)電梯處于檢修運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，快速接觸器KK和直流接觸器ZK釋放，三相交流電壓就不經(jīng)調(diào)速器而通過(guò)閉合的檢修接觸器MK、1MK直接接至電動(dòng)機(jī)16極低速繞組。這時(shí)，運(yùn)行繼電器全部釋放，調(diào)速器

46、不再起作用，電動(dòng)機(jī)便以額定轉(zhuǎn)速為320r/min的檢修低速運(yùn)行。四、調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)特性調(diào)壓調(diào)速電梯拖動(dòng)系統(tǒng)原理框圖如圖6-10所示。 從圖中可發(fā)現(xiàn)，曳引電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)控制和制動(dòng)控制使用同一個(gè)速度調(diào)節(jié)器。實(shí)際上，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)運(yùn)行和能耗制動(dòng)運(yùn)行的調(diào)節(jié)規(guī)律是有差別的，考慮到便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，就做了近似處理，將電動(dòng)與制動(dòng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器統(tǒng)一起來(lái)，從而也使電路得到簡(jiǎn)化。 這樣，由測(cè)速環(huán)節(jié)將實(shí)時(shí)測(cè)速信號(hào)Un反饋至速度調(diào)節(jié)器的輸入端，與速度給定信號(hào)U*n進(jìn)行比較，再將偏差信號(hào)U輸入到速度調(diào)節(jié)器。當(dāng)電梯實(shí)際運(yùn)行速度低于速度給定值時(shí)，偏差信號(hào)U為正值，速度調(diào)節(jié)器輸出正值控制電壓Uct，使電動(dòng)觸發(fā)器工作，改變電動(dòng)機(jī)主回

47、路三相調(diào)壓電路正反向并聯(lián)的晶閘管控制角，電動(dòng)機(jī)加速運(yùn)行； 反之，當(dāng)電梯實(shí)際運(yùn)行速度高于速度給定值時(shí)，則偏差信號(hào)U為負(fù)值，速度調(diào)節(jié)器輸出負(fù)值控制電壓Uct，經(jīng)倒相后，使制動(dòng)觸發(fā)器工作，改變接于電動(dòng)機(jī)16極低速繞組的半控橋式可控整流電路晶閘管控制角，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)，使其減速運(yùn)行。在電梯運(yùn)行過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況，控制電動(dòng)觸發(fā)器和制動(dòng)觸發(fā)器分時(shí)工作。 為了便于分析調(diào)速器電路的工作原理，需要研究閉環(huán)控制系統(tǒng)特性。 由于電梯專用曳引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的電阻值較高，機(jī)械特性較軟，因此當(dāng)電動(dòng)機(jī)在低速動(dòng)行時(shí)，若電網(wǎng)電壓有所波動(dòng)，以及恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)負(fù)載出現(xiàn)擾動(dòng)，都會(huì)引起較大的轉(zhuǎn)速變化，表明其運(yùn)行穩(wěn)定性較差。所

48、以，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載，在要求調(diào)速范圍D2時(shí)，就需要采用如圖6-10所示的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)稱為靜態(tài)。根據(jù)圖6-10可畫出調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖6-11所示，圖中n=f（U1，Te）表示電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。 從圖中可見(jiàn)，恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載力矩為TL，當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子電壓為1時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行在特性曲線上的a點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載力矩由TL增加到TL（或降低到TL）時(shí)，系統(tǒng)的反饋控制作用將電動(dòng)機(jī)定子電壓由U1提高到U1（或減小到U1），使其運(yùn)行在新機(jī)械特性上的a（或a）點(diǎn)上，來(lái)力圖維持轉(zhuǎn)速n不變。若將這些點(diǎn)聯(lián)接起來(lái)，便得到該閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。這樣，對(duì)于不同的速度給定電壓U*n，便有一定的轉(zhuǎn)速

49、n以一定的精度與之對(duì)應(yīng)（如應(yīng)用PI調(diào)節(jié)器，也可以做到無(wú)靜差），也就是說(shuō)，當(dāng)改變給定電壓U*n時(shí)，靜態(tài)特性就會(huì)隨之上下平移，達(dá)到了寬范圍調(diào)速的目的，一般可達(dá)到調(diào)速范圍D=10。所以，速度反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，不但提高了調(diào)速精度，還擴(kuò)大了調(diào)速范圍。第四節(jié)交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 自70年代以來(lái)，隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)取得了巨大的進(jìn)展。各種交流調(diào)速技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)的同時(shí)，電梯的交流調(diào)速系統(tǒng)也日趨完善。除了前述的變極調(diào)速、交流調(diào)壓調(diào)速（）電梯以外，交流變壓變頻調(diào)速是電梯的理想調(diào)速方法。 交流變壓變頻調(diào)速電梯也稱為電梯，是英文ariable Voltage Variab

50、le Frequency的縮定。VVVF電梯速度調(diào)節(jié)平滑，能獲得十分良好的乘坐舒適感；能明顯地降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。與其它類型交流調(diào)速系統(tǒng)相比，性能最好，運(yùn)行效率最高，可以節(jié)能30%50%。在80年代初期，日本開(kāi)發(fā)出了VVVF電梯?，F(xiàn)在，VVVF調(diào)速技術(shù)已被用于快速、高速和超高速電梯。一、異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速原理 由式6-1可知，若連續(xù)改變電源頻率f，亦可平滑地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。而三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值E為 E=4.44fNKm (6-2) 式中 N定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； K基波繞組系數(shù)；m每極氣隙磁通量。 由上式可見(jiàn)，在一定時(shí)，若電源頻率f發(fā)生變化，則必然引起磁通m變化。當(dāng)

51、m變?nèi)鯐r(shí)，電動(dòng)機(jī)鐵心就沒(méi)被充分利用；若m增大，則會(huì)使鐵心飽和，從而使勵(lì)磁電流過(guò)大，這樣會(huì)使電動(dòng)機(jī)效率降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)熱，甚至損壞電動(dòng)機(jī)。因此，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，希望磁通m保持恒定不變。于是，在改變f1的同時(shí)，必須改變E，即必須保證E/F=常數(shù)，采用恒定的電動(dòng)勢(shì)頻率比的協(xié)調(diào)控制方式，就可以保證磁通m恒定不變。在電機(jī)轉(zhuǎn)差率很小時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率近似成正比，即這段機(jī)械特性基本為直線。 繞組中的感應(yīng)動(dòng)勢(shì)是難以直接控制的，但在較高時(shí)，可以忽略定子繞組漏磁阻抗壓降，因此可認(rèn)為定子每相電壓。若以電源角頻率表示頻率時(shí)，則得V1/1=常數(shù)，這便是目前廣為采用的恒壓頻比控制方式。其機(jī)械特性如圖6-12

52、。二、變頻裝置工作原理 按恒壓頻比控制方式進(jìn)行變頻調(diào)速的裝置，其一種是直接變頻（交一交變頻）裝置。這種裝置的變頻為一次換能形式，即只用一個(gè)變換環(huán)節(jié)就把恒壓恒頻電源變換成電源，所以效率較高。但是，所用的元件數(shù)量較多，輸出頻率變化范圍小，功率因數(shù)較低，只適用于低轉(zhuǎn)速大容量的調(diào)速系統(tǒng)。另一類為間接變頻（交直交變頻）裝置。這種變頻裝置是將恒壓恒頻交流電源先經(jīng)整流環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為中間直流環(huán)節(jié)，再由逆變電路轉(zhuǎn)換為電源，如圖所示。這種裝置的控制方式有以下兩種：1、用可控整流器變壓，用逆變器變頻的交直交變頻裝置 這種裝置的輸入環(huán)節(jié)是由晶閘管構(gòu)成的可控整流器。輸出電壓幅度由可控整流器決定，輸出電壓頻率由逆變器決定。也

53、就是說(shuō)，變壓和變頻分別通過(guò)兩個(gè)環(huán)節(jié)并由控制電路協(xié)調(diào)配合來(lái)完成。這種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元件較少，控制方便，頻率調(diào)節(jié)范圍較寬。但是，在電壓和頻率調(diào)得較低時(shí)，電網(wǎng)端功率因數(shù)也降低。如輸出環(huán)節(jié)由晶閘管構(gòu)成，則輸出電壓諧波較大。 2、用不控整流器整流，通過(guò)脈寬調(diào)制方式控制逆變器同時(shí)進(jìn)行變壓變頻的交直交變頻裝置。 由于輸入環(huán)節(jié)采用不控整流電路，所以電網(wǎng)端功率因數(shù)高，而且與逆變器輸出電壓大小無(wú)關(guān)。逆變器在變頻的同時(shí)實(shí)現(xiàn)變壓，主電路只有一個(gè)可控的功率環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。逆變器的輸出與中間直流環(huán)節(jié)的電容電感參數(shù)無(wú)關(guān)，加快了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，選擇對(duì)逆變器的合理控制方式，可以抑制或消除低次諧波，使逆變器輸出電壓為近似的

54、正弦波交變電壓。這種控制方式稱為正弦脈寬調(diào)制方式。本節(jié)將重點(diǎn)討論SPWM變頻裝置。（1）SPWM逆變器的工作原理 逆變器的功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通閉合時(shí)，逆變器輸出電壓的幅度等于整流器的恒定輸出電壓；當(dāng)開(kāi)關(guān)器件截止開(kāi)斷時(shí)，輸出電壓為零。于是，逆變器輸出電壓為等幅的脈沖列。為了使該脈沖列與正弦波等效，以便盡量減少諧波，現(xiàn)將正弦波形分作N等份，如圖6-14所示（圖中N=8）。令每一等份的正弦波的中點(diǎn)與相應(yīng)的矩形脈沖波形中點(diǎn)相重合，并使矩形脈沖波的面積與對(duì)應(yīng)等份的局部正弦波面積相等，則等幅但不等寬的矩形脈沖列，必然與該半周正弦波等效。也就是說(shuō)，各分段平均值的包絡(luò)線為等效的正弦波，如圖6

55、-14(b)所示?？梢酝茢?，若逆變器的開(kāi)關(guān)器件工作在理想狀態(tài)，則開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形也應(yīng)與該脈沖列相似。顯然，開(kāi)關(guān)器件開(kāi)、斷的工作頻率越高，等幅不等寬的脈沖列等效波形就越逼近對(duì)應(yīng)的正弦波形。 對(duì)上述的等效控制方式，實(shí)際上是通過(guò)調(diào)制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即將所期望的正弦波形作為調(diào)制波，而將等腰三角形波作為被調(diào)制的載波。利用三角波線性變化的上升沿、下降沿與連續(xù)變化的正弦曲線的交點(diǎn)時(shí)刻，來(lái)控制逆變器開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通與截止。SPWM變頻器主電路原理圖如圖6-15（a）所示。由整流二極管構(gòu)成三相不控整流電路，輸出恒定直流電壓Us；逆變電路由六個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件組成。在每個(gè)上均反并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管，以便聯(lián)接感應(yīng)電動(dòng)

56、機(jī)負(fù)載。 圖6-15(b)為SPWM控制電路原理框圖。由三相正弦波 振蕩器輸出作為調(diào)制波的參考信號(hào)電壓URU、URV、URW，其信號(hào)頻率和波形幅度均在一定范圍內(nèi)可調(diào)。由三角波振蕩器輸出作為被調(diào)制的載波信號(hào)Ut，分別與各相參考電壓進(jìn)行比較。載波信號(hào)Ut的頻率高于參考電壓頻率。若三角波Ut只在0與最大幅值之間交變，則為單極式控制方式。在U相正弦參考信號(hào)半周期內(nèi)的比較工作過(guò)程如圖6-16所示。當(dāng)URUUt時(shí)，比較器輸出電壓UDU為高電平；當(dāng)URUUt時(shí)，UDU為低電平。因此，只要正弦調(diào)制波的最大值低于三角形載波的幅值，經(jīng)比較之后，必然輸出幅值相等，而寬度為兩側(cè)窄、中間寬的按正弦規(guī)律變化的SPWM波形

57、。當(dāng)用這樣的波形驅(qū)動(dòng)主回路逆變器的一個(gè)功率器件時(shí)，就會(huì)得到同樣的與弦波形等效的脈沖列，脈沖幅度為Us/2。 若三角波Ut為正負(fù)交變波形，則為雙極式控制方式。這時(shí)，在正弦調(diào)制波的正、負(fù)半周內(nèi)，分別與正、負(fù)交變的三角波進(jìn)行多次比較，就得到正、負(fù)交變的SPWM輸出波形。當(dāng)用這樣的SPWM信號(hào)以各相互差120的相位關(guān)系按規(guī)定順序驅(qū)動(dòng)主回路逆變器的功率器件時(shí)，就會(huì)得到三相SPWM輸出波形如圖6-17所示。由此可見(jiàn)，變頻器輸出的脈沖列所等效的正弦波（即輸出的基波）的電壓和頻率，取決于正弦調(diào)制波參考信號(hào)的幅值和頻率。也就是說(shuō)，通過(guò)對(duì)正弦調(diào)制參考信號(hào)的電壓、頻率的協(xié)調(diào)平滑控制，就可對(duì)變頻電路實(shí)現(xiàn)電壓、頻率協(xié)調(diào)

58、控制。（2）SPWM波形的產(chǎn)生可以按圖6-15（b）所示SPWM控制電路框圖，采用模擬電子電路構(gòu)成幅度和頻率均可調(diào)的正弦波振蕩器、三角波振蕩和比較器等環(huán)節(jié)，來(lái)產(chǎn)生SPWM驅(qū)動(dòng)控制波形，如HEF4752、SLE4520、MA818和4752LS-SPWM發(fā)生器等來(lái)產(chǎn)生SPWM控制波形。還可以通過(guò)微機(jī)軟件來(lái)生成SPWM波形。若以微機(jī)為基礎(chǔ)來(lái)生成SPWM波形，首先應(yīng)找到確定逆變器功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)、關(guān)時(shí)刻的有效方法，即對(duì)開(kāi)、關(guān)時(shí)刻的采樣方法。一般可以考慮的采樣方法，有自然采樣法和規(guī)則采樣法，目前廣泛采用規(guī)則采樣法。三、電力電子器件a、普通晶閘管TH：在所有電力電子器件中工作容量最大，但工作頻率小于0.5

59、kHz，而且沒(méi)有自關(guān)斷能力，要另設(shè)關(guān)斷電路。除了大容量裝置外，在現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)中已很少采用。b、可關(guān)斷晶閘管GTO：可通過(guò)門極施加負(fù)電流脈沖使其關(guān)斷。它是自關(guān)斷器件中容量最大的器件，但工作頻率只有12kHz，是自關(guān)斷器件中最低的。c、電力晶體管GTR：是目前廣泛應(yīng)用的自關(guān)斷電力電子器件，其單管工作容量可達(dá)1kV、200A；模塊可達(dá)1.2kV、800A和1.8kV、100A。工作頻率一般在10kHz以下。d、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET：它是絕緣柵型單極晶體管，驅(qū)動(dòng)功率小，熱穩(wěn)定性較好，電路簡(jiǎn)單，工作頻率可達(dá)100kHz以上，是自關(guān)斷器件中開(kāi)關(guān)速度最快的器件。但其通態(tài)壓降大，容量也小，只有1K

60、v、38A水平，只用于小功率裝置。e、絕緣柵極雙極型晶體管IGBT：是GTR和MOSFET的復(fù)合，是80年代出現(xiàn)的新型自關(guān)斷型電力電子器件。其速度快、熱穩(wěn)定性好，導(dǎo)通壓降低。工作容量與GTR屬同一等級(jí)，工作頻率高于10kHz，用于快速和低功耗電力電子技術(shù)領(lǐng)域。有取代MOSFET和在中等功率容量范圍內(nèi)取代GTR的趨勢(shì)。四、感應(yīng)異步電動(dòng)機(jī)的矢量變?？刂?異步電動(dòng)機(jī)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、堅(jiān)固等許多不可替代的優(yōu)點(diǎn)，便其調(diào)整性能總不能與直流電動(dòng)機(jī)相比。矢量變換控制就是在此基礎(chǔ)上研究并進(jìn)入實(shí)用階段的一種新的調(diào)速技術(shù)。 現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行比較分析。 異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式為Mn=C