电梯技术PPT课件

第4章电梯的动力拖动与电气控制
• 4. 1电梯的拖动系统 • 4. 2电梯的电气控制部件 • 4. 3电梯控制系统的工作原理
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4. 1电梯的拖动系统
• 4. 1.1电梯拖动系统的结构
• 随着社会的发展，高层、超高层的建筑物日益增多，电梯成为一种必 备的基础设施。而且对电梯在起动加速、制动减速、正反向运行、平 层精度、调速范围、乘坐的舒适感和安全性等静态特性和动态响应方 面提出了更高、更新的要求。这些指标将由电梯的拖动系统直接决定。 因此，一台电梯运行性能的好坏，在很大程度上取决于其拖动系统的 优劣。见图4-1。
• 按拖动方式分类主要包括以下几项。 • (1)交流单速感应电动机开环直接起动的电梯拖动系统。 • (2)交流双速电动机变极调速电梯的开环拖动系统。 • (3)交流双速电动机半闭环调压调速拖动系统。
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4. 1电梯的拖动系统
• (4)交流双速电动机全闭环调压调速的电梯拖动系统，简称ACVV。 • (5)交流单速电动机全闭环调压调速的电梯拖动系统，简称VVVF。 • (6)交流永磁同步电动机全闭环调压调速的电梯拖动系统，简称VVVF。 • (7)直流电动机全闭环调压调速拖动系统。
• 2.控制部分 • 控制部分是指由PLC进行控制，其控制的主要功能是对选层器、速度
图形和安全保护电路进行控制。 • 3.管理部分 • 管理部分是负责处理电梯的各种运行，特别是多台电梯时的群控功能
的控制。
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4. 1电梯的拖动系统
• 4. 1. 3 VVVF电梯的拖动系统结构和原理
• 拖动系统是VVVF电梯的核心，其基本的控制原理已在前面进行了叙 述，这里不再详述。但对一个具体的电梯系统来说，尤其为了提高拖 动系统的动态品质、减少电动机发热、节约能源和提高效率，仅靠前 述的电压型或电流型变频器不能解决问题，还必须在拖动系统中应用 矢量变换控制和PWM调制技术。低、中速电梯拖动系统结构如图4-3 所示。
• 3.逆变器电路 • 逆变器电路的工作原理如图4 -5所示。逆变器采用6只大功率晶体管
(IGBT)模块，每只模块有1只IGBT和1只续流二极管。因为大功率晶 体管导通时，相当于起一只开关的作用，所以可以将图4 -5 ( a)简化 成图4-5 (b)。
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4. 1电梯的拖动系统
• 根据电梯电力拖动系统和曳引电动机的分类，可以将电梯的拖动系统 分为直流电动机拖动系统、交流电动机拖动系统和永磁同步电动机拖 动系统。
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4. 1电梯的拖动系统
• 交流电动机拖动系统又分为变极调速系统、调压调速系统和变频调压 调速系统。
• 电梯的拖动控制系统经历了从简单到复杂的过程。目前用于电梯的拖 动系统主要有单、双速交流电动机拖动系统;交流电动机定子调压调 速拖动系统;直流发电机—电动机可控硅励磁拖动系统;可控硅直接供 电拖动系统;使用最广泛的是交流变压变频调速电梯(简称VVVF电梯)。
• 1.整流回路 • 在低、中速电梯中(v <2. 0 m/s) ,整流器采用了由三块二极管模块(每
块模块有两只二极管)组成的三相桥式全波整流电路。
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4. 1电梯的拖动系统
• 在中、高速电梯中(2 m/s≤v ≤ 6 m/s)整流器部分采用了由6块晶闸管 模块(每块模块有两只晶闸管)组成的三相全控桥式整流电路。晶闸管 的导通角开放的大小由正弦波PAM ( Pulse Amplitude Modulation 控制，输出可调直流电压。事实上电梯在加速、恒速运动时，晶闸管 的输出电压是恒定的，仅在减速时，晶闸管模块作为由电动机侧的再 生能量反馈电网时的通路，其输出电压是连续变化的。
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4. 1电梯的拖动系统
• 电梯对重块最主要的作用是以自身重量来平衡轿厢侧的重量，减少电 梯曳引机的输出功率，对重的重量通常是轿厢满载时重量的一半。只 有当轿厢载客量为额定载重一半的时候，轿厢和对重平衡块之间才相 互平衡。因此大部分情况下，对重和轿厢是有重量差的。
• 当轿厢侧的重量大于对重侧的时候，轿厢依靠重力势能就可以自发向 下运行，这个时候曳引机处于被动旋转状态，也就是工作于发电状态; 当轿厢侧的重量小于对重侧的时候，对重依靠重力势能就可以自发向 下运行，拉着轿厢上行，这个时候曳引机也处于被动旋转状态，同样 工作于发电状态。
• 当来自正弦波PWM控制电路的三相矩形脉冲列经基极驱动电路放大 时，按相序分别触发大功率晶体管基极，使其导通。
• 4.再生电路 • 电梯能源再生技术工作原理为:当电梯满载下降、空载上升、制动等
情况下，回馈模块将电动机转化的电能回馈给电网，实现能量再生， 既把变频器直流环节中的电能，变换成一个和电网电源同步的同相位 的交流正弦波，把电能反馈回电网。如果曳引机上、下运动时负载又 使得势能改变，当曳引机拖动负载减速运动时，动能将释放出来，当 负载做下行运动时其势能也将减少，如果能有效地将这两部分机械能 转换成的电能再次利用，就达到了节约电能的目的。
• 4. 1. 2 VVVF电梯电气控制系统的构成
• VVVF电梯电气控制系统的构成如图4 -2所示。从图4 -2中可以看出， VVVF电梯的电气控制系统是由下列几个主要环节所组成。
• 1.拖动部分
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4. 1电梯的拖动系统
• 拖动部分是VVVF电梯的最重要部分，由美国Intel公司生产的I8086微 处理器构成的DR-CPU进行控制，并应用了矢量变换和脉宽调制 (PWM)技术。
• 整流回路使用的二极管模块、晶闸管模块，是日前最先进的功率半导 体器件。这种器件的一致性极好，并且具有耐浪涌电压、电流及结点 温度高等特点。
• 2.充电器电路
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4. 1电梯的拖动系统
• 充电器电路原理如图4-4所示。充电器电路主要用于主电源接通时， 预先对大容量电解电容器进行充电，以便当主回路整流器开始工作时， 不能形成一个很大的冲击电流，而导致二极管模块(或晶闸管模块)损 坏。充电回路中的变压器(与基极驱动回路使用同一只)采用升压变压 器，升压比为1:1. 1。