电梯交流变频变压调速系统设计

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1、电梯交流变频变压调速系统设计　　摘要：本文主要介绍了以单片机为控制芯片，采用VVVF变压变频控制策略的电梯调速系统的软硬件设计。关键词：单片机；VVVF；变压变频；电梯调速中图分类号：TU857文献标识码：A文章编号：DesignofACVVVFElevatorSpeedGoverningSystemAbstract:Thispapermainlyintroducesthesinglechipmicrocomputertocontrolchip,usingVVVFvariablevoltageandvariablefrequencycontrolstrategyofelevatorspe

2、edcontrolsystemhardwareandsoftwaredesign.Keywords:singlechipmicrocomputer;VVVF;Variablevoltageandvariablefrequency;Elevatorspeedgoverning1前言随着现代建筑的蓬勃发展，日益增多的高层建筑已成为现代都市的重要标志。作为高层建筑的垂直运载工具，电梯也倍受青睐。其需求量越来越大，性能越来越高。而电梯性能的优劣，在很大程度上取决于电动机转速的调控。例如:：平稳启动、平稳加减速、平稳停车。8以满足人们快捷、舒适的需求；节能、环保以满足用电质量的要求。因此，电动机的

3、调速拖动系统是电梯的核心部分。为此,，人们花费了大量精力，历经一个多世纪,，使电梯的调速性能不断提高完善。2系统简介自从19世纪末,美国奥梯斯公司制造出世界上第1台电梯到20世纪50年代,电梯几乎都是由直流电动机拖动的。其调速的平滑性好、范围广,无噪音,能满足人们快捷、舒适的要求。但直流电动机具有结构复杂、制造和维修困难、体积大、占地面积大等缺点。为此,力图用运行可靠、结构简单、体积小、价格低、便于制造和维修的三相交流异步电动机,来代替直流电动机。而代替的关键就在于异步电动机的调速性能。80年代以后随着微机的发展而开发出来的新的控制电动机定子供电电压与频率的调速方法一VVVF。VVVF有

4、着调速范围宽、调速平滑性好等一系列优点，故而本设计采用了VVVF调速系统，以8051单片机为控制核心，随时从EPROM中读取速度给定值，使其给定满足理想的电梯速度曲线(抛物线一直线综合型)，并在单片机内实现电流和速度的PI调节，以达到电梯的“快、稳、准”的要求。8VVVF调速系统采用交一直一交的方式，整流部分采用不可控整流二极管整流，这样可以保证直流部分电压的基本恒定，而逆变部分采用IGBT，而用SPWM来控制IGBT的导通和关断。SPWM(正弦波脉宽调制)的方法同时改变电压的幅值和频率。3VVVF闭环控制策略VVVF，顾名思义，就是变压变频的意思，在电机学中，电动机定子绕组的感应电动势

5、（1）若略去电动机定子绕组中的阻抗压降，则定子绕组进线端点近似等于又知，在电机学中，交流电动机的转矩为（2）由（2）式知，当外加负载转矩不变时（人数一定时，电梯属于恒转矩负载），随着的增加而减少，或随着的减少而增加，将导致电动机转子电流有功分量的变化，使得电机的效率变低，同时电机的最大转矩也将变化，严重时会使电动机堵转，而长时间堵转会烧坏电动机，且随着的减少而增加时，也会导致磁路饱和，励磁电流增大，使电机铁耗和铜耗增大。因此，想要通过调节来调速，需要保持恒定，由（1）式知需使保持恒定，调频的同时必须调压。8在电机中增加编码器测速装置，利用给定与反馈的差值通过PI调节得出转差频率，即使系统

6、构成闭环，增加动静态性能。4硬件设计本文介绍了基于单片机的电梯控制系统，硬件部分主要由单片机最小系统模块、电梯间电路模块、电梯内电路模块、楼层检测模块、电动机驱动模块、报警模块等7部分组成。该系统采用单片机（8051）作为控制核心，内外招使用按键按下与否而引起的电平的改变，作为用户请求信息发送到单片机，单片机控制电动机转动，单片机根据楼层检测结果控制电机停在目标楼层。楼层检测使用光电传感器，电动机控制部分采用直流电动机及H桥式驱动。电动机驱动变频变压控制电路主要包括：整流电路：整流器有3块二极管模块(每个模块有2只二极管)组成不可控整流电路。为避免整流开始时产生的较大的冲击电流导致模块损

7、坏，在整流器与逆变器之间并联一只大电容，并在整流器工作之前就对电容预先充电。滤波电路：经过整流后的输出电压波形离所要求的平滑直流状态还差的远。因此还要有滤波的措施。滤波电路是要抑制所有的交流成分而只保留直流成分。由于需要供给较大的电流和输出较大的电压，所以采用无源元件组成滤波电路，常采用大电感和大电容进行滤波，本系统采用电压型(大电容)滤波方式。8泵升限制电路：泵升限制电路，也即回馈制动电路，直流电源采用二极管构成的整流装置，因其电