电梯的运动控制

电气信息工程学院毕业设计（论文） 电梯的运动控制

电梯的运动控制

张一弓 攀枝花学院01级自动化一班 攀枝花617000

文摘 随着高层建筑特别是智能建筑的飞速发展，电梯作为必不可少的垂直运输交通工具，其使用量日益增多，其地位和作用倍显重要。电梯的结构组成、控制原理、使用维护等方面的基础内容已成为电气工程技术人员急需了解的必要知识。变频调速系统以其优良的性能很早就受到注目，但直到交流电力传动技术及其控制理论的发展和提高，才使得结构简单、维护方便、价格低廉的交流笼式感应电动机在电梯电力拖动系统中发挥重大的作用。1984年日本三菱电机公司首先提出了使用交流电动机变压变频调速系统的电梯。这类电梯的实质是改变施加于电机进线端的电压和电源频率来调节电动机转速，这就是V（VARY）V（VOLTAGE）V（VARY）F（FREQUENCY）调速电梯，简称VVVF电梯。本文就电梯的控制方法展开基础的研究，着重于交流变压变频调速在电梯中的应用。 关键词 电梯；运动控制；交流变压变频调速

电梯是现代办公大楼，高层建筑、宾馆、医院、大型图书馆、工矿企业、仓库以及桥梁、码头、船只等方面都需要的一种垂直运输设备。近年来，随着城市的发展，高层建筑的迅速增多，对高性能电梯的电力拖动系统提出了新的要求。更加舒适、小型、节能、可靠和精确有效的速度控制是其发展方向。而电机技术、功率电子技术、微计算机技术及电机控制理论的发展，使其实现成为了可能。

1. 电梯的基本介绍

1.1电梯

电梯是“用电力拖动，具有乘客或载货轿箱，其运行于铅垂的或于铅垂方向倾斜不大于

15角的两列刚性导轨之间，运送乘客和（或）货物的固定设备。电梯的主要特征：拖动方

0式，轿箱，铅垂运输、运行于两列导轨之间、用途、固定设备。这六个方面必须同时满足。在产品型号中，电梯的代表汉字“梯”，代号“T”。

1.2 电梯的基本分类

电梯的基本分类比较复杂，一般常从不同的角度进行分类。

（1）按用途分类可以分为：乘客电梯、货物电梯、住宅电梯、杂物电梯、船用电梯、汽

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车用电梯、观光电梯、病床电梯、消防电梯、建筑施工电梯、扶梯、自动人行道（自动步梯）、特种电梯。

（2）按速度分类可以分为低速梯、快速梯、高速梯、超高速梯。

（3）按驱动系统分类分为交流电梯和直流电梯：一、交流电梯分：①交流单速电梯，曳引电动机为交流单速异步电动机，梯速v?0.4m/s,例如用于杂物梯等；②交流双速电梯，曳引电动机为电梯专用的变极对数的交流异步电动机，梯速v?1m/s，提升高度h?35m/s；③交流调速电梯；④交流高速电梯。 二、直流电梯曳引电动机是电梯专用的直流电动机分为以下两类：①直流快速电梯；②直流高速电梯。三、液压电梯分为： ①柱塞直顶式 ；②柱塞侧顶式。

（4）按控制方式分类：①手柄开关控制，自动门电梯； ②手柄开关控制，手动门电梯；③按钮控制，自动门电梯 ；④按钮控制，手动门电梯 ；⑤信号控制电梯 ；⑥集选控制电梯； ⑦并联控制电梯； ⑧梯群控制电梯； ⑨微机控制电梯。 （5）按曳引机有无减速分类：（1）有齿轮电梯；（2）无齿轮电梯。

（6）按载重分类，电梯的额定栽种标准系列（同ISO标准）有：40，630，800，1000，1250，1600，2000，2500，3000，3500，4000，5000，8000，10000（KG）；客梯额定载重量有：630，800，1000，1250，1600（KG）；住宅梯额定载重量有：400，630，1000；货梯额定载重有：630，1000，1600，2000，2500；医梯额定载重量有：1600，2000，2500；杂物梯额定载重量有：40，100，250。

1.3 电梯的型号

电梯的型号编制方法：型号，即采用一组字母和数字，以简单明了的方式，将电梯的基本规格的主要内容表示出来。我国部颁标准中规定了如下的电梯型号编制法。

表1 类别代号表

产品类别 电梯 液压梯

代表汉字 拼音 采用代号 梯 Ti T 2

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表2 品种（组）代号表

产品品种 乘客电梯 载客电梯 客货（两用）电梯 病床电梯 住宅电梯 代表汉字 客 货 两 病 住 拼音 KE HUO LIANG BING ZHU 采用代号 K H L B Z 产品品种 杂物电梯 船用电梯 观光电梯 汽车用电梯 代表汉字 物 船 观 汽 拼音 WU CHUAN GUAN QI 采用代号 W C G Q 表3 拖动方式代号表

拖动方式 代表汉字 拼音 采用代号 拖动方式 代表汉字 拼音 采用代号 交流 直流 交 直 JIAO ZHI J Z 液压 齿轮齿条 液 齿 YE CHI Y C 表4 控制方式代号表

控制方式 手柄开关控制，自动门 手柄开关控制，手动门 按钮控制，自动门 按钮控制，手动门

代表汉字 采用代号 控制方式 代表汉字 采用代号 手，自 手，手 按，自 按，手 SZ SS AZ AS 信号控制 集选控制 并联控制 梯群控制 信号 集选 并联 群控 XH JX BL OK

图1 电梯的名称结构

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电气信息工程学院毕业设计（论文） 电梯的运动控制 1.4 电梯的主要参数及规格尺寸

电梯主要参数名称及含义：

（1）额定载重量（kg）：制造和设计规定，电梯的额定载重量。 （2）轿厢尺寸（mm）：宽*深*高

（3）轿厢形式：有单双面开门及其他特殊要求等，以及对轿顶，轿底，轿壁的处理。颜色的选择，对电风扇，电话的要求等等。

（4）轿厢形式：有栅栏门，封闭式中分门，封闭式双折门，封闭式双折中分门等。 （5）开门宽度(mm)：轿厢门和层门完全开启的净宽度。

（6）开门方向：人在轿厢外面对轿厢门向左方向开启为左开门，门向右方向开启为右开门，两扇门分别向左右开启者为中开门，也称中分门。

（7）牵引方式：常用的有平绕1：1的吊索法。轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。半绕2∶1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度的一半。全绕1∶1吊索法。轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。

（8）额定速度（m/s）：制造和设计规定的电梯运行速度。

（9）电气控制系统：包括控制方式，拖动系统的形式等。如交流电动机或直流电动机拖动。轿内按钮控制或集选控制等。

（10）停层站数（站）：凡在建筑物内各楼层用于出入轿厢的地点均为站。 （11）提升高度（mm）：由顶层端站楼面至楼顶站楼面之间的垂直距离。

（12）顶层高度（mm）：由顶层端站楼面至机房楼楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离，电梯运行速度越快，顶层高度一般越高。

（13）底层深度（mm）：有底层段站楼面至井道之间的垂直距离。电梯的运行速度越快，底坑一般越深。

（14）井道高度(mm)：由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离。

（15）井道尺寸(mm)：宽﹡深

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图2 电梯牵引方式

（a）平绕1﹕1吊索法； （b）2﹕1吊索法； （c）全绕1﹕1吊索法； ①对重装置；②牵引绳；③导向轮；④牵引绳；⑤对重轮；⑥轿厢；⑦复绕轮；⑧轿顶轮。

1.5 电梯的结构

电梯是机电一体化的大型复杂设备，其中的机械部分相当于人的躯体，电气部分相当于人的神经，两者不可分割，关系密切。机与电的高度合一，使电梯成为现代科技的综合产物，需要对电梯的总体结构有个概括的认识：

（1）四大空间 ：电梯所占空间主要包括机房、井道、轿箱和层站四大空间。 （2）八大系统：电梯的八大系统有曳引系统、导向系统、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气拖动系统、电气控制系统、安全保护系统。

2. 电梯工作运行及特点

2.1 电梯运行的基本要求及主要性能指标

电梯系统的基本要求是：安全可靠、起、制动平稳、感觉舒适、平层准确、侯梯时间短、节约能源。电梯性能应兼顾乘坐舒适感、运行效率和节约造价等方面的要求，这样就需要合

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