電梯交流調（diào）速係統作用

隨著（zhe）機電一體化（huà）技術的發展、近年來，我國的電梯生產技術得到了迅速（sù）發展．一些電梯廠也在不斷改進設計、修改工藝。更新換（huàn）代生產（chǎn）更新型的電梯，電（diàn）梯主要分為機械係統與控製係統兩大部份，隨著自動控製理論與微電子技術的發展，電梯（tī）的拖動方式與控製手段（duàn）均發生了很大的變化，交（jiāo）流（liú）調速是當前電梯拖動的主要發展方向。永（yǒng）磁同步電動機隨著現代建築、現（xiàn）代生（shēng）產（chǎn）和生（shēng）活的蓬（péng）勃發展,大大推進了電梯曳引技術的發展,從（cóng）而對電梯的驅動係統提（tí）出越來越高的要求。該DTC係統有下（xià）述特點:提供了一種比目前的矢量變換控製調速係統快10倍的力矩反應時（shí）間,其動態性能超（chāo）過現在所有的拖動係統。它（tā）的主要貢獻在於完美地實現（xiàn）了無齒輪驅動。
　　永磁同步電（diàn）動機隨著（zhe）現代建築、現代生產和生活的蓬勃發展,大大（dà）推進了電梯曳（yè）引技術的發展,從而對電梯的驅動係統提出越來越（yuè）高的要求。傳（chuán）統的直流驅動係統、交流變極調速係統、交流調壓調速係統和VVVF控製的異步電動機變頻調速係統（tǒng）已不能適應現代電梯的要求。現代交流調速係統已（yǐ）成為電梯曳引技術中新的熱點。
1、電（diàn）梯驅動係統的要求：
　　在機電一體（tǐ）化中電梯的驅動係統對電梯的起動加速、穩速運行（háng）和製動減速起（qǐ）著控製作用（yòng）。驅動係統的性能直接影響電（diàn）梯的起動、製動加減速度、平層精度和乘坐的舒適性等指標。例如交流變（biàn）極調速係統,它通過改變電機的極數進行調速,雖然具有線路簡單、成本低的優點,但隻有（yǒu）兩或三種轉速可選擇,僅使用於額定速度<1m/s的電梯。論文檢測，無齒輪。。交流調速係統采用（yòng）相控的晶閘管閉環調壓調速（sù）,采用渦流製動或反接製動等方法實現製動減（jiǎn）速,從而使乘坐舒適感、平層精度較前有所改善。主要用於速度在2.5m/s以下的電梯。常規的VVVF控製（zhì）的異（yì）步電動機具有節能、高效、驅動控製設備體積和重量（liàng）小的優點,但運行速度仍然不高。可見（jiàn）,要進一步提高電梯的運行速度、提（tí）高平層精度和乘坐舒適性必須依賴現代交流調速技術。為加快速（sù）度和縮短行程時間必須（xū）盡快使電機加速達到它所許可的最大速度並在此速度下穩速運行,而（ér）製（zhì）動減速（sù）階段,則是定位控製的關鍵階段,它直接影響著平層的（de）精度。
2、矢量（liàng）變換控製的（de）高速電梯驅（qū）動係統：
　　綜合機電一體（tǐ）化中常規的VVVF控製的異步電動機變頻調（diào）速係統,雖性（xìng）能優（yōu）良,但對高速電梯係統仍不能（néng）滿足動態情（qíng）況下的要求,尤其是電梯負載運行過程中收到外來因素擾動時,例如運（yùn）行中遇到導軌的接（jiē）頭台階、安全鉗動作後導軌工作表麵拉傷和變形、門（mén）刀（dāo）碰撞門鎖滾輪而引起的瞬間衝擊等,均能（néng）導致異步電動機中電磁轉矩（jǔ）的變化,從而影（yǐng）響電梯（tī）的運行性能。但使用矢量變換控製的（de）高速VVVF電梯驅動係統,能使高速(甚至超高速)電梯充分滿足係統的動態調（diào）節要求。該係（xì）統結構的優點是:控製回路的（de）硬件大大簡化（huà）,由於矢量（liàng）變換（huàn）的運算、電流控製回路和（hé）PWM脈寬調製的控製回路都由軟件管理,所（suǒ）以簡化了硬件。係統（tǒng）由兩片微機（jī）構成,用於管理PWM控製和電（diàn）梯的主控製電路（lù）,從而（ér）加快了信息處理速度。此外電梯（tī）的速度、CT的輸出和各種安全信號被輸入兩片微機以進行雙重檢測,當計（jì）算機發生故障時,外部看門（mén）狗(WDT)和雙口RAM(DPRAM)就會交互計數檢查,從（cóng）而確保其安全可靠。主電路采用IGBT作為開關器件,可提高（gāo）逆變器的（de）開關頻率和性能,減少了電機的（de）噪聲。該係統采用了差頻矢量控製方式。利用速度（dù）指令（lìng）和速度反饋的偏差ω*r來計算轉矩指令T*,其中ω*r被輸入自動調（diào）速器(ASR),通過T*用來計算轉矩電流指令值I*q和轉差角速度指（zhǐ）令值ω*s。由ω*s與轉（zhuǎn）子角速度反饋量ω*s疊加後獲得定子角速度指令值ω*1。論文檢測，無齒輪。。I*q和ω*1這兩個變量指令值被（bèi）送入電流控製部分（fèn）。由快速電流傳感器測得（dé）的電機電流（liú）實際值被輸入到微機內的模/數(A/D)轉換器（qì）,然後（hòu）將轉（zhuǎn）換到的數值送入矢量變換運算框進行d q變換,從而獲（huò）得轉矩電流分量實際值和勵（lì）磁電流分量實（shí）際值,並分別送電流調節器ACR。該逆變器采用電壓空間矢量的（de）控製方式,圖中矢量合成部分和空間（jiān）矢量（liàng）部分,即完成（chéng）這一功能,在此（cǐ）不再詳（xiáng）述。據資料介紹（shào）,日立公司推出（chū）的上述係統已成功地應用於9m/s的高速電梯中,由於逆變器采用了電壓空間矢量控製的方式,變（biàn）頻範圍擴大,能在1Hz之下調節,使電梯乘坐舒適（shì）,平層精度好。逆變器高頻的載波頻率,大大減小了（le）電機的電磁噪聲。
3、電梯的直接轉（zhuǎn）矩控製係統：
　　ABB公（gōng）司發（fā）展了具有革命性的電機控製技術即直接轉矩控（kòng）製將（jiāng）此技術引入到電梯中,形成了TorqueMaster係列,以滿足乘客對運（yùn）行（háng）的舒適感和平層精確性的高要求。該DTC係（xì）統（tǒng）有下述特點:提供了一種比目前的矢量變換控製調速係統快10倍的力（lì）矩反應時間,其動態（tài）性能超（chāo）過現在所有的拖動係統。這歸功（gōng）於該係統（tǒng）采用了最新的（de）高速信號處理技術,所有控製信號通過光纖輸（shū）出。變頻器的通斷（duàn）由一個40MHz的數字信（xìn）號（hào）處理器和一個ASIC(高級專用集成電路)控製。建立了合適的電機模型,並備有相應的軟件,可（kě）以精確計算電機模型。在自動跟蹤運行過程中,該模型被輸入電機的（de）各種參數,基於這種信（xìn）息係（xì）統始終可（kě）以精確計算電機的運轉情況。在機（jī）電一體化中電梯（tī）的實際速（sù）度能快速地跟蹤指令速度,從而帶來極好的運行舒（shū）適感,這（zhè）得益於該DTC係統快速的力矩反應和高的增（zēng）益。DTC係統的舒適感,另外來自於它即（jí）使在零速時（shí）,仍能保持力矩,從而避免（miǎn）了常規係統在（zài）零速上下波動、使平層不平（píng）穩的缺點。
4、低速無齒輪永磁同（tóng）步（bù）電動機曳引技術（shù）：
　　KONE公司推出無機房電梯(Monospace)方案,是建立（lì）在蝶式電動機技（jì）術上(EcoDisk)。它的主要貢獻在於（yú）完美地實現了無齒輪驅動。眾所周知,要實現無齒輪（lún）驅（qū）動,必須設法大大增大電機的轉矩。
　　(1)該電動機（jī）采用碟式扁平結構。首先增大電機的等（děng）效直徑,在同樣的電磁力作用下,能（néng）盡可能增大電機（jī）的輸出（chū）轉矩。論文檢測，無齒輪。。其次,扁平結構才（cái）有可能將曳引機置於井道的導軌後麵（miàn）,從而有可能取消機房。論文檢測，無齒輪。。論文檢測，無齒輪。。而且有利於定子鐵心和繞組的散熱,從而增大電機的電流（liú）,顯然也可以增大電機的輸（shū）出轉矩。
　　(2)設法減（jiǎn）小曳引輪（lún）的直徑,這樣可（kě）以減小對電機輸出轉短的要求。
　　(3)采用2¨1的繞線方式,這相當於增大電（diàn）機轉矩2.0倍。
　　(4)采用永磁同步電動機作（zuò）為曳引機,由於采（cǎi）用高性能的（de）釹鐵硼永磁材料作為轉子,並替代了傳統的磁繞組,從而（ér）沒有勵（lì）磁損耗,大（dà）大提高了效率,節省了空間。同時永磁同步電動機（jī）極易實現磁場定向的矢量變換控製,通過實時的檢測轉子位置,調節三相電流（liú）,使定（dìng）子電流綜合矢量始終在q軸與氣隙主磁場正交,可以獲得最大的電磁轉矩,並使同步電動機的功率因（yīn）數為1。這對增大電機的電磁轉矩是有（yǒu）利的（de）,同時還可使永磁同步電動機獲得與（yǔ）直流（liú）電動機一（yī）樣的線性的轉矩（jǔ）控製特（tè）性。
　　(5)設法提（tí）高永磁（cí）同步電動機的（de）承載能力。眾所（suǒ）周（zhōu）知,不管直（zhí）流電機還是交流電機,其過載轉矩倍數還可提高。在滿足電梯的起製動要求和電機發熱的前提下,應盡（jìn）可能使電機的額（é）定轉矩接（jiē）近其最大轉矩,以充分利用（yòng）電機產生轉矩的（de）能力。論文檢（jiǎn）測，無齒輪。。
以上措施使低速永磁同步電動（dòng）機能夠產生足夠大（dà）的轉矩（jǔ）,使無齒輪驅動成為可能。這種電梯曳引技術以節省能量、保護環境、結構緊湊、堅固（gù）可靠、平穩安全等優點受到用戶的（de）歡迎,其卓越性能使低速無（wú）齒輪驅動（dòng）係統幾乎可替代傳統的曳引技術。目前（qián）世界各大電梯公司相繼推出這類（lèi）產品（pǐn）,國內應大力開展這一係統的相關（guān）技術研究機電一體化設備。

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