电梯基础知识8 电梯拖动系统Word文档下载推荐.docx
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直流电梯拖动系统通常分为二种:
一是用发电机组构成的可控硅励磁的发电机-电动机驱动系统;
二是可控硅直接供电的可控硅-电动机系统。
Currently,electricaldrivingsystemisclassifiedintotwotypes,i.e.DCdrivingsystemandACdrivingsystem.DCdrivingsystemhastwotypes,oneisdrivenbycontrollablesiliconexcitationmultipledynamos–motor,theotherbycontrollablesiliconmotor.
交流拖动系统又可分为三种:
交流变极调速系统、交流变压调速系统和变频变压调速系统。
ACdrivingsystemincludesthreetypes:
ACpolar-speed-variablesystem,ACvoltage-speed-variablesystemandfrequency-voltage-speed-variablesystem.
8-2直流拖动系统
DCdrivingsystem
直流电梯速度快、舒适感好、平层精度高。
但由于其对电网的影响较大,所以在2m/s速度以下的电梯已不再应用,但目前在2m/s速度以上的电梯仍有应用(包括有齿轮的和无齿轮的)。
Featuringhighrunningspeed,goodridingcomfortandhighlevelingaccuracy,DClifthasagreatinfluenceonelectricalnetwork,therefore,liftwithspeedoflessthan2m/sisnotoutofuse,butliftwithspeedofmorethan2m/sisstillinuse(includinggearedandgearless).
直流电动机的转速可由下式表示:
DCmotorspeedisindicatedasfollows:
8-1?
?
式中:
Where:
Ua—电机进线端的电压Ua—Inletvoltageofmotor
Ia—电枢电流Ia—Armaturecurrent
Ra—电枢电阻Ra—Armatureresistance
Rt—外接调整电阻Rt—Varistor
Ce—电势常数Ce—Potentialconstant
Φ—励磁磁通Φ—Excitationflux
由上式可知,直流电机的转速主要与输入电机的端电压、外接调整电阻及励磁磁通有关,只要改变其中的某个参数,均可改变电机转速。
其中改变端电压Ua比较理想,因为在不同电压下的特性曲线均是平行的,即在同一电压下负载变化时,其转速变化不大。
直流电梯的两种拖动系统都是利用调整电动机端电压Ua的方法进行调速。
发电机-电动机组是通过调节发电机的励磁改变发电机的输出电压(即电动机的端电压)进行调速,故称可控硅励磁系统。
可控硅-电动机系统是利用三相可控硅整流器,把交流电变为可控的直流电,供给直流电动机的调速系统,省去了发电机组,因此降低了能耗和造价,使结构更加紧凑。
图8-1为可控硅励磁的发电机-电动机拖动系统示意图;
图8-2为可控硅直接供电的电机拖动系统。
Fromtheaboveformula,welearnthatDCmotorspeedismainlyrelatedtoinletvoltageofmotor,varistorandexcitationflux,therefore,changingoneofthethreefactorswillaltermotorspeed.ItispreferabletochangeUa,i.e.inletvoltageofmotor,sincecharactercurveisparallelunderdifferentvoltages,i.e.motorspeeddoesnotchangenoticeablyunderthesamevoltagewhenloadvaries.
BothtwodrivingsystemsofDCliftchangespeedbyadjustingUa,i.e.inletvoltageofmotor.Dynamo-motorchangesspeedbyadjustingexcitationofmotortochangeoutletvoltageofdynamo,i.e.inletvoltageofmotor,andthisprocessiscalledsiliconexcitationsystem.Bymeansofthree-phasecontrollablerectifier,controllablesilicon–motorsystemconvertsACtoDC,providingspeed-adjustingsystemofDCmotor,sparingdynamo,reducingpowerconsumptionandcost,makingstructuremorecompact.Infigure8-1isshowncontrollablesiliconexcitationdynamo-motordrivingsystem,whileinfigure8-2controllablesiliconmotordrivingsystem.lgeofmotor,sinceehreefacotrsrspeedismainlyrelatedtomotorspeedofmorethan2m/sisstillinuse()etwor
8-2-1可控硅励磁的发电机-电动机组拖动系统
Controllablesiliconexcitationdynamo–motordrivingsystem
图8-3为快速直流电梯拖动系统原理图
Figure8-3isasketchofthemechanismofhigh-speedDCdrivingsystem.
给定电源经积分转换变成梯形信号。
测速发电机取与电梯速度成正比的电压信号。
速度给定信号与测速反馈信号相比较后得到的误差信号,加到具有比例积分的速度调节器进行放大调节,然后输出加到反并联的两组可控硅触发器上,使两组触发器同时得到两个符号相反、大小相等的控制信号,控制两组触发器的输出脉冲同时向相反方向作相等角度的移动,用以控制可控硅整流器的输出电压的大小和极性。
可控硅整流器的输出电压控制直流发电机的励磁磁通,使发电机电枢输出电压随之变化,电动机转速随发电机输出电压而变化,最终使速度跟随给定的速度曲线变化,达到速度自动调节的目的。
Givenpowerisconvertedtotrapezoidsignalafterintegration.Tachogeneratorselectsvoltagesignalindirectlyproportionaltoliftspeed.Comparinggivenspeedsignalandfeedbacksignalwillproduceaerrorsignal,whichisaddedtoPIspeedcontrollertobeamplified,thentheoutletisaddedtotwocounter-parallelcontrollablesilicontriggers,whichcanobtaintwocontrolsignalsthatareequalinmagnitudebuthaveoppositecodes.Outletpulsecontrollingtwotriggersmovestowardoppositedirectionssimultaneouslyatequalangledegree,soastocontroltheoutletvoltageandpolarityofcontrollablesiliconrectifier.TheoutletvoltageofcontrollablesiliconrectifiercontrolstheexcitationfluxofDCdynamo,changingdynamoarmatureoutletvoltageandmotorspeed.Consequently,speedwillvaryaccordingtogivenspeedcurve,achievingthegoalofspeedself-adjusting.
当给定正电压与测速反馈电压相比较使速度调节器输出一个负电压给触发器,使正向组可控硅工作在整流状态,反向组可控硅工作在待逆变状态,供给发电机正的励磁电流,从而输出正电压,电动机正转,电梯上升运行。
反之,则电动机反转,电梯下行。
Aftergivenpositivevoltagecompareswithfeedbackvoltage,speedcontrollerwilloutputanegativevoltagetotrigger,enablingpositivecontrollablesilicontoworkatrectificationstate,negativeatready-to-convertstate,providingdynamowithpositiveexcitationcurrent,outputtingpositivevoltage,rotatingmotor,movingliftupwards;
otherwise,rotatingmotorreverselyandmovingliftdownwards.
图8-4为直流高速电梯拖动系统原理图
Figure8-4isthesketchofmechanismofDChigh-speeddrivingsystem.
与快速梯相比增加了电流调节器、电流检测、预负载信号和电平检测等环节。
电流调节器可以提高系统的动态品质,使电梯起、制动更平稳。
外在调节器的同相输入端还加进轿厢的预负载信号,以反映轿厢内的重量,使主回路产生一个预负载力矩,避免抱闸打开瞬间产生溜车。
Comparedwithfast-speedlift,high-speedliftisequippedwithcurrentcontroller,currenttest,pre-loadsignalandleveltest.Currentcontrollerisusedtoimprovesystem’smobilequality,enablinglifttostartupanddeceleratemoresmoothly.Outputofidenticalphaseofexterioradjusterisaddedtopre-loadsignalofcar,soastoreflectloadincar,makingmaincircuitproducepre-loadtorqueandpreventingcarfromslippingwhenthemomentbrakeopens.
8-2-2可控硅直接供电的直流拖动系统
ControllablesiliconDCdrivingsystem
图8-5所示是一种可控硅直接供电的直流快速电梯拖动系统原理图,
它主要由两组可控硅取代了传统驱动系统中的直流发电机组。
两组可控硅可以进行相位控制,或处于整流或处于逆变状态。
当控制电路对给定的
速度指令信号与速度反馈信号、电流反馈信号进行比较运算后,就决定了两组可控硅整流装置中哪一组应该投入运行,并根据运算结果,控制可控硅整流装置的输出电压,即曳引电动机的电枢电压,使电梯跟随速度指令信号运行常用的可控硅整流电路是将电源变压器接成三角形-星形,副边有中心抽头。
正反向可控硅分别把电源变压器三相的正半波或负半波换成直流电,正向或反向加于直流电动机的电枢端,使电机正转或反转。
而电枢端电压的大小变化,则由控制可控硅的脉冲相位移动所决定。
Figure8-5isasketchofmechanismofcontrollablesiliconDCdrivingsystem
forDChigh-speedlift.
Inthisdrivingsystem,
replacingDCdynamoofconventionaldrivingsystem,twogroupsofcontrollablesiliconcanperformphasecontrolorbeinthestateofrectificationandreversechange.Aftercomparinggivenspeedsignalandfeedbacksignal,currentfeedbacksignalandcomputing,controlcircuitwilldeterminewhichgroupistobeputintooperation,andaccordingtothecomputingresult,controloutputvoltage,i.e.armaturevoltageoftractionmachine,enablinglifttorunbyfollowingspeedsignal.
Commoncontrollablesiliconrectifiercircuitisusedtoconnectpowervoltagetransformerintostar-delta,withsidelinehavingcentralterminal.Positiveandnegativecontrollablesiliconcanconvertpositivesemi-waveornegativesemi-waveofpowervoltagetransformertoDC,directorreversearmaturesideappliedonDCmotorcanmakemotorrotatedirectlyorreversely.Armaturesidevoltagemagnitudeisdeterminedbypulsephasedisplacementofcontrollablesilicon.
8-3交流拖动系统
ACdrivingsystem
8-3-1交流变极调速系统
ACvariable-polarity-adjusting-speedsystem
由电机学原理可知。
三相异步电动机的转速可由下式表示:
Basedonmotormechanism,thespeedofthree-phaseasynchronousmotorisindicatedbythefollowingformula:
60f
n=─────(1-s)8-2
p
n—电动机转速(r/min);
n—Motorspeed(r/min);
f—电源频率(Hz);
f—Powerfrequency(Hz);
p—电机定子绕组的极对数;
p—Polaritypairofmotorstatorwinding
s—转差率。
s—Rotationerrorrate
从8-2式可以看出,交流异步电动机的转速是与其极对数成反比的。
改变电动机的极对数就可以改变电动机的同步转速,因此,改变电动机的极对数是变速最简单的方法。
Itisindicatedfromtheformula8-2thatthespeedofACasynchronousmotorisreverselyproportionaltoitspolaritypair.Thesimplestwaytochangesynchronousrotatingspeedofmotoristochangepolaritypairofmotor.
电梯用交流电动机有单速、双速及三速。
单速仅用于速度较低的杂物梯。
双速电机的定子绕组一般采用4/16极或6/24极,少数也有4/24极或6/36极。
极数少的绕组称为快速绕组,极数多的绕组成为称为慢速绕组。
三速电机的定子绕组一般采用6/8/24极,它比双速电机多3个8极,这一绕组主要用于电梯在减速制动时的附加制动绕组,使减速开始的瞬间具有较好的舒适感,有了8极绕组就可以不要在减速时串入附加的电阻或电抗器。
另一种三相交流电动机的极对数为6/4/18极,6极绕组作为起动绕组以限制起动电流,使起动电流小于2.5倍额定电流,4级绕组作为正常稳速运行用,18极绕组作为制动减速和平层停车用。
ACmotorusedinlifthassingle-speed,double-speedandtriple-speed.Single-speedmotorisusedinlow-speedlift.Statorwindingsofdouble-speedmotorusuallyadopts4/16polarityor6/24polarity,occasionally,4/24polarityor6/36polarityisusedtoo.Windingwithfewerpolarityiscalledfastwinding,whilewindingwithmorepolarityslowone.Statorwindingoftriple-speedmotorusuallyadopts6/8/24polarity,whichhas3setsof8polaritymorethandouble-speedmotorandisusedasadditionalwindingwhenliftisdecelerating,sothatgoodriding
comfortisprovidedwhendecelerationbegins;
besides,this8-polaritywindingcanobviateadditionalresistanceorresistor.Analternativetriple-speedmotorhaspolaritypairof6/4/18polarity,6-polaritywindingisusedtorestrictstart-upcurrent,enablingstart-upcurrentlessthan2.5ratedcurrent,4-polaritywindingfornormaloperation,18polaritywindingfordecelerationandlevelingbeforestop.
图8-6是交流双速电梯的主驱动系统的结构原理图。
Figure8-6isasketchofmechanismofmaindrivesystemofdouble–speedlift.
从图中可以看出电动机为6/24极。
为了限制起动电流,以减小对电网电压波动的影响,起动时,一般按时间原则,串电阻、电抗一级加速或二级加速;
减速制动是在慢速绕组中按时
间原则进行二级或三级再生发电制动减速,以慢速绕组进行低速稳定运行直至平层停
车。
变极调速是一种有级调速,调速范围不大。
这种系统大多采用开环控制方式,线路简单,价格低,乘坐舒适感差,一般用于货梯。
Thefigureshowsthatmotoris6/24polarity.Torestrictstart-upcurrentandreducetheinfluenceonvoltagefluctuation
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