课程设计3(4)

变频器容量计算

变频器的功率可根据曳引机电机功率、电梯运行速度、电梯载重与配重进行计算。设电梯曳引机电机功率为P1，电梯运行速度为v，电梯自重为W1，电梯载重为W2，配重为W3;，重力加速度为g，变频器功率为P。在最大载重下，电梯上升

所需曳引功率为P2:

P2=[(W1+W2-W3)g+F1]v

其中F=K(W1+W2-W3)g+δ为摩擦力，δ可忽略不计。

电机功率P1，变频器功率P应接近于电机功率P1，相对于P2留有安全裕量，可取P≈ 1.5P2

变频器制动电阻参数的计算

由于电梯为位能负载，电梯运行过程中产生再生能量，所以变频调速装置应具有制动功能.带有逆变功能的变频调速装置通过逆变器虽然能够将再生能量回馈电网，但成本太高.采用能耗制动方式通过制动单元将再生能量消耗在制动电阻上，成本较低而且具有良好的使用效果.能耗制动电阻Rz的大小应使制动电流工z的值不超过变频器额定电流的一半，即 I2=U0/RZ≤I/2

其中U0为额定情况下变频器的直流母线电压.由于制动电阻的工作不是连续长期工作，因此其功率可以大大小于通电时消耗的功率.

3.3电机调速系统的设计

在电梯拖动控制系统中速度曲线图形直接影响着电梯的舒适感和平层准确度。如果电梯在启动加速和减速制动时，速度曲线图性的加、减交界处不圆滑，乘客会感觉很不舒服，为了满足舒适感提高运输效率及正确平层要求，电梯的速度给定曲线是一个关键环节。人们对于速度变化的敏感度主要是加速度的变化率，舒适感就意味着要平滑的加速和减速。

为了获得良好的舒适感，将电梯的起制动速度曲线设计成由两段抛物线(S曲线)及一段直线构成，而这一曲线形状的构成及改变，则是由加速度斜率及S曲线变化率决定的。加速斜率是以速度给定从0加速到1000转/分所需要的时间来定义的。其意义为加速度由0加速到1000转/秒所需要的时间。因此通过改变起动加速时间可获得不同的起动曲线斜率。增大加速时间值起动曲线变缓，反之，起动曲线变急。同理，增加S曲线变化率起动曲线弯曲部分变缓，反之，起动曲线弯曲部分变急。而S曲线变化率的变化，也可通过改变S曲线起始、终了加速时间来实现，本设计采用的616G5变频器就具有S曲线加速时间设定功能，故将

图3-1速度运行曲线

加速时间和S曲线加速时间配合调整，即可获得理想的起动曲线。同理，制动曲线也可按此方法调整。理想的电梯速度给定曲线如图3.1所示，图中a为加速度，v为速度。

3.4井道信号系统的设计 3.4.1干簧感应器的工作原理

图3-2干簧感应器

干簧感应器的结构如图3-2所示。在U行槽两侧分别放置永久磁铁和干簧管。当没有隔磁板插入U形槽时，在磁场的作用下常闭触点2，3闭合，将隔磁板插入U行槽时永久磁铁磁场经空气隙和隔磁板构成闭合磁路，于是在簧片弹性作用下，触点2，3断开，常开触电3，4闭合。这样可以根据电梯的控制要求，可以将感应器安装在轿厢的顶部，将隔磁板固定在井道所需位置的导轨上（对某种井道信号的产生，如：楼层信号有时候需要将感应器安装在井道所需的特定位置的导轨上，将隔磁板固定在轿厢上）。

3.4.2井道信号系统的设计

电梯的井道系统示意图

1电梯位置的确定与显示

轿厢中的乘客以及门厅中等待乘坐电梯的人都需要知道电梯的当前位置，电梯确定是否能够应答新的召唤指令以及什么时候减速平层制动这都需要知道电梯的当前的准确位置。一般的电梯系统都的位置信号都是靠设置在井道中的位置开关来实现的，如我们上边说到的干簧感应器，就是比较可靠，性能比较好的一种。在井道中对应每一楼层的适当位置都安装一个干簧感应器，在轿厢运行过程中到当固定在轿厢顶上的阁磁板插入某楼曾的干簧感应器时，该干簧管的常闭触点接通，表示电梯已经到达该楼层，并置位相应的状态继电器，知道隔磁板插入另外一个楼层的干簧感应器。

2轿厢的平层与停车

轿厢运行后需要确定在那一层站停车，平层即是指停车时轿厢的底与门厅地面应相平齐，一般都有平层误差规定，如平层是两平面相差不能超过5mm,平层停车需过程需要在轿厢底与停车楼层相平之前就开始，先是减速，然后才开始制动，减小冲击，提高平层的准确性以及乘客的舒适感。本系统的平层信号是由平层感应器发出的。如图3—4所示，上平层感应器和下平层感应器都装在电梯轿厢的顶上，隔磁板安装在井道壁上。在上行的过程中，上平层感应器首先插入隔磁板，发出减速信号，电梯开始减速，直到下平层感应器插入隔磁板的时候，说明电梯已经准确平层，发出停车信号，电动机停转，抱闸抱死，并发出开门信号。在电梯下行的过程中井道信号的获得过程与此正好相反。

图3-4井道信号系统示意图

3.5电梯控制系统的设计

本控制系统是采用VS一616G5型变频器和三菱FX2N-80MR型PLC组成的变频调速电梯控制系统,电气控制硬件框图如图3-5,它由曳引电机、门电机、变频器、可编程控制器PLC及其他电气元件构成。电梯的调速部分选用高性能的矢量控制变频器,利用光电编码器测量曳引电机的转速,构成闭环矢量控制系统。电路的逻辑部分由PLC来实现,PLC接受来自现场的呼叫、转速、楼层、位置等信号。发给调速系统的速度信号、门机的开关门信号、楼层显示及呼叫显示信号。

图3-5控制系统原理图

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