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1、电梯检验员（DT-1）取证 专业培训,2015年8月 合肥,4、电梯专业基础4.5电力拖动,1.6 电力拖动系统,1.6.1 电梯电力拖动系统的种类及特点,1.6.1.1 目前用于电梯电力拖动系统的主要种类,电力拖动系统,直流电动机拖动,交流电动机拖动,变级调速系统,调压调速系统,调频调压调速系统,电梯的电力拖动系统对电梯的起动加速、稳速运行、制动减速起着控制作用,拖动系统的优劣直接影响电梯的起动、加速、制动减速、平层精度及乘坐的舒适感等指标,优点：直流电动机具有调试性能好、范围大等特点，因此具有速度快、舒适性好、平层准确性高等。,缺点：换向器日常维护量大，耗能高。随着变频变压调速技术的发展，
2、目前电梯已很少使用直流拖动。,直流电梯拖动系统调速方式有两种：可控硅励磁系统，通过调节发电机的励磁来改变电机的输出电压进行调速； 可控硅供电系统，通过三相可控硅整流器，把交流电变成可控直流电供给直流电动机。,优点：交流感应电动机具有结构简单、便于维护的，供电电源可以直接取于电网。尤其是随着变频变压调速技术的发展，目前已被广泛地应用在电梯应用领域中。,式中： n电动机的转速； s转差率； f电网频率； p磁极对数。 当 s1 时可以得到电动机的同步转速,从公式分析，改变交流电动机的转速有三种方法： a）改变电动机定子绕组极对数 P； b）改变电动机转差率 s； c）改变供电电源的频率 f,为准确
3、平层，要求电梯停车前的速度越低越好，这时，就要求交流电动机不仅仅只有一种转速，而是要有两种或三种转速。因为交流异步电动机转速与其极对数成反比，因此最简单的方法只要改变电动机定子绕组极对数就可改变同步转速。该系统多用于开环方式控制，线路简单，造价较低，因此被广泛应用在电梯上。 但由于乘坐舒适感较差， 此系统一般只应用于额定速度不大于 1m/s 的载货电梯，常见的为交流双速电梯。,由于大规模集成电路和计算机技术的发展，交流调压调速拖动系统在电梯中得到广泛的应用。该系统采用可控硅闭环控制调速，其制动减速可采用涡流制动、能耗制动、反接制动等方式，使得所控制电梯乘坐舒适感较好，平层精度较高，明显优于交流
4、双速拖动系统，多用于 2.0m/s 以下的电梯。,因为转差率与转子电阻成正比，变压调速系统控制方式通常采用外接附加电阻的调节，来平稳改变交流电动机的定子绕组电压，达到调速功能。,改变电源频率可以使异步电动机得到平滑无极调速，频率变化大时，调速范围也大。同时，在变频调速的同时，为了保证电动机的电磁转矩不变，就要保证旋转磁场的磁通量不变。,由磁通量公式： m=U/(4.44fN）可知，改变频率的同时必须相应改变电源电压，使得 U/f 比值保持不变。目前，利用矢量变换控制的 VVVF 系统电梯速度可达到 12.5m/s，调速性能达到直流电动机水平。,变频变压（VVVF）电梯，因为其具有节能、效率高、
5、驱动控制设备体积小、重量轻和乘坐舒适感好等优点，已成为电梯行业的标准配置。,4、电梯专业基础4.5电力拖动,1.6.1.2 电力拖动系统的特点,1.6 电力拖动系统,1.6.1 电梯电力拖动系统的种类及特点,1.6.1.1 目前用于电梯电力拖动系统的主要种类,曳引电梯因其负载和运行的特点，与其他提升机械相比，在电力拖动方面有下列特点：,1. 四象限运行,垂直升降电梯是一种位势负载，随着电梯载重的变化、电梯轿厢和对重高度位置的变化、运行方向的变化，要求电梯拖动系统按规定的速度曲线运行，必须具有四象限运行工作的能力。当电梯提升时，根据载重情况，起动加速可能需要补充能量，在制动减速时又需要释放能量；
6、当电梯下降时，根据载重情况，起动加速也可能需要补充能量，在制动减速时又需要释放能量。,这就是说，在同一运行方向，电梯拖动系统既可能向被拖动对象提供动力做正功，也可能向被拖动对象提供阻力做负功，而这种做功的能量转移方向和数值大小都不是预先确定的，所以要求电梯拖动系统具有四象限运行工作的能力，且各象限之间必须自动转换、平稳过渡，才能保证电梯运行平稳、乘梯舒适。,图1.6.2四象限运行示意图,图 1.6.2 是特性曲线的四象限图。 图中 1 和 2 是异步电机的自然机械特性曲线。L 为负载特性曲线。形成 ABCD 四点状态 幻灯片 4,A 重载上行（电动状态）B 轻载上行（再生状态）C 重载下行（再
7、生状态）D 轻载下行（电动状态）,2. 运行速度高,一般用途的起重设备的提升速度为 0.10.4m/s，而电梯大都在 0.5m/s 以上，最高可达 16.8m/s。,3. 速度控制要求高,电梯尤其是乘客电梯，在考虑乘坐人员的安全和舒适的基础上也要讲究效率。故规定电梯的加速度不能大于 1.5m/s2 ，又不能小于 0.480.65m/ s2 。,4. 定位精度高,考虑人员出入电梯的安全性，乘客电梯的平层精度要求较高，平层精度一般都在 15mm 左右，VVVF 电梯可控制在 5mm 以内。,象限,象限,象限,象限,A、电梯满载上行时，电动机处于电动运行状态，电动机工作在第一象限的A点；,B、电梯空
8、载上行时，电动机处于发电制动状态，电动机工作在第二象限的B点；,C、电梯满载下行时，电动机处于发电制动状态，电动机工作在第三象限的C点；,D、电梯空载下行时，电动机处于电动运行状态，电动机工作在第四象限的D点。,图中：1、2是异步电动机 的自然机械特性曲线； L、L是负载特性曲线。,电动机的自然特性曲线是指： 电动机工作在额定电压和额 定频率下，按规定方法接线， 转速n与转矩T的关系,机械特性： 转速关于输出转矩的函数,负载特性： 转速关于负载转矩的函数,4、电梯专业基础4.5电力拖动,1.6 电力拖动系统,1.6.1 电梯电力拖动系统的种类及特点,1.6.1.1 目前用于电梯电力拖动系统的主
9、要种类,1.6.1.2 电力拖动系统的特点,1.6.2 供电与主机控制,1. 供电,电梯是民用建筑中功率较大的设备，而且由于工作的特点对供电的质量要求较高。电梯电源应是专用电源，由配电房直接送到机房，电源的电压波动范围应不超过7%，而且照明电源与电梯主电源分开。电梯的供电应采用 TNS 系统，如图 1.103 所示,图 1.103 TN-S 供电系统,为检修时使用活动工作灯等需要，应有符合安全电压要求的电源装置向轿顶、底坑某处的插头供电。并应有应急电源在停电或故障时供照明和报警等装置使用。,要求： TNS 系统； 专用电源； 电压波动范围不超过7%； 照明电源与电梯主电源分开,2. 主开关,每
10、个机房中每台电梯都应单独设立一个能切断该台电梯电路的主开关。主开关的操作应能从机房或机罩入口处方便、快速地接近。如果机房或机罩为多台电梯共用，各台电梯主开关的操作机构应易识别。 主开关应具有切断电梯正常使用条件下最大电流的能力， 且该开关能被锁定在断开位置。且不应断开以下供电电路： a）轿厢照明和通风； b）轿顶电源插座； c）机房和滑轮间照明； d）机房、滑轮间和底坑电源插座； e）电梯井道照明； f）报警装置。幻灯片 6,3. 配线与布置,电梯用的导线、电缆应符合 GB5013-1997额定电压 450/750V 及以下橡皮绝缘电缆 和GB5023-1997额定电压 450/750V 及以
11、下聚氯乙烯绝缘电缆的规定。 其中聚氯乙烯绝缘电缆能用于除电梯驱动主机动力电路以外的全部线路。导线的截面积应由安全载流量和机械强度来决定，但门安全电路的导线截面积不得小于 0.75mm2 。,除 GB5023.4 固定布线用护套电缆和 GB5013.4 中的重型电缆可在机房、井道墙上明敷外，其他电线电缆都应安装在线槽和线管中。 线槽和线管应用不可燃性材料制成，并有足够的强度。铁制线槽在机房地面敷设时，其壁厚不得小于 1.5mm。不易受损的分支线路可以用软管保护，但软管长度不应超过2m。 线管内部电线的充填率应不大于40%。线槽内部的电线充填截面应不大于线槽内截面积的60%，并应留有备用线。 动力
12、线和控制线应分开敷设。,主开关,4、电梯专业基础4.5电力拖动,1.6 电力拖动系统,1. 供电,2. 主开关,3. 配线与布置,1.6.2 供电与主机控制,4. 驱动主机的控制,电梯驱动主机是由电源直接供电,驱动主机由静态元件供电,GB7588-2003标准规定： 12.7.1 由交流或直流电源直接供电的电动机必须用两个独立的接触器切断电源，接触器的触点应串联于电源电路中。电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，必须防止轿厢再运行。,本条的要点：两个独立的接触器串联在电路里；运行时两个接触器都要工作， 停止时，两个接触器都要断开。,如果在电梯停梯时，两个接触
13、器中的某一个接触器的主触点没有释放，应该防止轿厢继续运行（最迟到下一次运行方向改变时）。这就要求接触器的吸合或释放应随电梯的运行或停止来进行， 而且必须具有触点粘连保护的设计与检查。这里允许当一个接触器的主触点粘连但电梯运行方向不改变（包括中间停车）时，电梯系统不对其故障进行判断和处理，这里是采用忽略微小概率事件的方法。从理论上讲，在一个接触器已粘连，但电梯运行方向尚未改变时，另一接触器也可能发生粘连。 但电梯在同一方向行驶的时间很短，可以忽略这种情况的发生。,12.7.3 交流或直流电动机用静态元件供电和控制应采用下述方法中的一种：a)用两个独立的接触器来切断电动机电流。电梯停止时，如果其中
14、一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，必须防止轿厢再运行。,b)一个由以下元件组成的系统；1)切断各相(极)电流的接触器。（1个元件）至少在每次改变运行方向之前应释放接触器线圈。如果接触器未释放，应防止电梯再运行。2)用来阻断静态元件中电流流动的控制装置。（2个元件）3)用来检验电梯每次停车时电流流动阻断情况的监控装置。（3个元件）在正常停车期间，如果静态元件未能有效的阻断电流的流动，监控装置应使接触器释放并应防止电梯再运行。,本条要点：必须由以下3个元件构成的系统控制。1、切断各相电流的接触器；2、阻断静态元件电流的装置；3、检验电流阻断情况的监控装置。,检验电流阻断情况的监
15、控装置。,去控制板 的控制信号,连接 曳引电动机,连接变频器 的输出端,第一个原件,静态原件,第二个原件,第三个原件,制动单元,变频器 （静态元件）,封星接触器,接地线,旋转编码器,表示屏蔽,电梯正常运行时，电梯速度调整、运行方向的改变都是 由变频器根据控制器发出的相应指令来完成的。 那么一旦变频器发生击穿短路，电流就会直接流过去， 电梯即不能调速也不能改变运行方向。 如果这时的KDY接触器触点粘连或其他原因断不开，后果 是可想而知的。,4、电梯专业基础4.5电力拖动,1.6 电力拖动系统,1.6.2 供电与主机控制,1. 供电,2. 主开关,3. 配线与布置,4. 驱动主机的控制,1.6.3
16、 交流变极调速系统,变极调速通过改变电动机的定子绕组所形成的磁极对数 p， 以改变磁场同步转速来达到调速目的。 因磁极对数是按 1、2、3、4 的规律变化，所以用这种方法调速，电动机的转速不能连续、平滑地进行调节。交流变极调速最常用的双速电梯，通常称为 AC2。 由三相异步电动机的转速公式可知，电机转速与磁极对数成反比，磁极对数越大，转速越低。电梯变极调速用的交流异步电动机有单速、双速和三速。单速仅用于速度较低的杂物梯，没有调速。使用最多的是双速电梯，磁极数一般为 4 极/16 极和 6 极/24 极，也有少数 4 极/24 极和 6 极/36 极的。三速电梯一般磁极数为 6 极/8 极/24 极，比双速多一个 8 极，用于制动减速时的附加制动，主要用于载重量大的电梯。 电机极数少的绕组称为快速绕组，极数多的称为慢速绕组。变极调速是一种有级调速，调速范围不大，过多的增加极数会显著增大电机的外形尺寸。,6级,24级,
