电梯设备和自动扶梯的变频调速

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1、电梯设备和自动扶梯的变频调速一、电梯1、图8.32所示为电梯驱动机构原理图。动力来自电动机，一般选11kW或15kW的异步电动机。曳引机的作用有三个：一是调速，二是驱动曳引钢丝绳，三是在电梯停车时实施制动。为了加大载重能力，钢丝绳的一端是轿箱，另一端加装了配重装置，配重的重量随电梯载重的大小而变化。计算公式如下：配重的重量=（载重量/2+轿箱自重）这种驱动机构可使电梯的载重能力大为提高，在电梯空载上行或重载下行时，电动机的负载最大，处在驱动状态，这就要求电动机在四象限内运行。为满足乘客的舒适感和平层精度，要求电动机在各种负载下都有良好的调速性能和准确停车性能。为满足这些要求，采用变频器

2、控制电动机是最合适的。变频器不但可以提供良好的调速性能，并能节约大量电能，这是目前电梯大量采用变频控制的主要原因。下面以目前最典型的正弦输入和正弦输出电压源变频驱动系统为例并结合图8.33来说明VVVF变频电梯电力传动系统的工作原理。图8.32电梯驱动机构原理图图8.33变频电梯电力传动系统框图①系统构成（1）整流与再生部分。这部分的功能有两个，一是将电网三相正弦交流电压整流成直流，向逆变部分提供直流电源；二是在减速制动时，有效地控制传动系统能量回馈给电网。主电路器件是IGBT模块或IPM模块。根据系统的运行状态，既可作为整流器使用，也可作为有源逆变器使用。在传动系统采用能耗制动方案时

3、，这部分可单独采用二极管整流模块，而无需PWM控制电路等相关部分。器。（2）逆变器部分。逆变器部分同样是由IGBT或IPM模块组成，其作为无源逆变器，向交流电动机供电。（3）平波部分。在电压源系统中，由电解电容器构成平波器（4）检测部分。PG作为交流电动机速度与位置传感器，CT作为主电路交流电流检测器，TP作为与三相交流电网同步的信号检测，R为支流母线电压检测器。（5）控制电路。控制电路一般由微机、DSP、PLC等构成，可选16位或32位微机。控制电路主要完成电力传动系统的指令形成，电流、速度和位置控制，同时产生PWM控制信号，并对电梯进行故障诊断、检测和显示及电梯的控制逻辑管理、通信

4、和群控等任务。③系统特点（1）使用交流感应电动机结构简单，制造容易，维护方便，适于高速运行。（2）电力传动效率高，节约电能。（3）结构紧凑，体积小，重量轻，占地面积大为减少。2、电梯的控制方式表8-5列出了电梯控制方式的比较，绳索式电梯通常采用的速度控制方式有很多种，但为了改善性能，正不断改用变频器的控制方式。中、低速电梯所采用的速度控制方式主要是笼型电动机的晶闸管定子电压控制，这种方式很难实现转矩控制，且低速时由于使用在低效率区，能量损耗大，此外功率因数也很大。另外，高速、超高速电梯所采用的晶闸管直流供电方式由于使用直流电动机，增加了维护换向器和电刷等麻烦，而且晶闸管相位控制在低速运

5、行时功率因数较低。采用变频器可大幅度改善这些缺点。3、自动扶梯①自动扶梯变频化的要点自动扶梯进入变频调速运行后，当无乘客时并非完全切除交流电源，而是降频低速节能运行。此外，应用变频调速可以进行电动机软起动，起动效率高，小的起动电流能产生高转矩，使电动机发热减少，且可进行频繁地运转、停止。对于可逆自动扶梯也可利用变频器正反转功能进行柔性切换，不会损伤电动机。②对变频器的要求主要从安全性、舒适性和经济性三个方面来考虑。（1）安全性：有完善的硬件及其保护功能，使可靠性提高。（2）舒适性：低速时产生转矩，噪音低，转矩波动小。（3）经济性：程序控制功能完善（不需再附加外部设备）。变频器系统应含商

6、用电源切换的部件。③自动扶梯变频化的工程实现控制的关键是实现无乘客时能自动进入低速运转。图8.36所示为自动扶梯的控制流程图。图8.37所示为控制时序图。其各阶段对变频器的要求是：A阶段：高起动转矩。B阶段：根据运行要求可以无级调速。C阶段：具有S形加速曲线进行电动机加速。D阶段：柔性加速功能。E阶段：根据速度传感器检测信号平滑地对变频器进行切换。自动扶梯的电动机应按最大乘客数的负荷来选择，但由于电动机已处于变频节能状态下运行，故变频器的容量可以比电动机容量小。图8.36自动扶梯控制流程图图8.37自动扶梯控制时序图图9.11电动机带负载接线图