启动制动电路分析

1、任务五 货梯继电器控制起动与制动运行控制电路环节制作一、学习目标1、熟悉电梯继电器控制起动与制动运行控制系统功能要求；2、掌握电梯继电器控制起动与制动运行控制环节所需主要部件；3、理解电梯继电器控制起动与制动运行控制环节电路设计原则，并能分析典型电路；4、能根据任务要求自行设计制作电梯继电器控制起动与制动运行控制环节电路；5、熟悉电梯继电器控制起动与制动运行控制环节与电梯控制其它环节之间的关系。二、任务分析电梯起动、换速和制动停车时要求平稳，使乘客有良好的舒适感，并且对电梯的机件不 应有冲击。现在采用交流变频控制的电梯具备了平滑起动和换速停车的特性，可获得良好的舒适感。电梯的换向是通过改变电梯

2、曳引电动机的旋转方向实现，无论是交流还是直流电梯，都可以通过上下运行接触器或继电器来改变电梯的运行方向。对于交流电机拖动的电梯在起动时一般都采用在控制电路中串电阻或电抗等措施以限制启动电流，减小因电网电压的波动及减小启动时产生的加速度。电梯在减速制动时电动机由高速绕组转到低速绕组，为了限制其制动电流过大及减速时的负加速度，在电路中串入电阻或电抗，可以防止过大的冲击。以上方法主要是通过改变（调整）串联在电路中的电阻或电抗器的大小，也就是控制短接电阻或电抗的时间以改变加速度和减速度，满足舒适感的要求三、相关知识电梯运行速度控制包括启动加速、匀速运行和减速平层三个主要过程。1. 运行速度曲线电梯运行

3、是按照速度指令曲线进行的。速度指令曲线在整个电梯控制系统中的作用是很重要的。它直接影响电梯的舒适性和平层精度。如果在起动和减速时， 其速度指令曲线的加减速圆角不圆滑， 则乘客对加减速的感觉太明显，舒适性也就要差一些。再者，如果速度指令曲线本身就不光滑，那么电梯运行时，势必要抖动，电梯中乘客当然谈不上舒适。如果速度指令在电梯平层时，还没有接近零就抱闸制动时电梯必然要冲击，还会到影响平层精度。除了对舒适性和平层精度的影响外，速度指令曲线的好坏还会影响到安全性和运行效率。根据运行速度和距离情况，电梯可有不同的运行速度指令曲线。快速梯和高速梯在长 距离运行（双层以上）时，速度可达到额定值（稳定值），如

4、图2.5-1的曲线1。在短距离运行（单层运行）时，由于运行距离较短，没有足够的时间使速度上升到稳定值就开始换速， 如图2.5-1的曲线2、3。电梯的判断电路，通过检测运行速度，判断是单层（短矩）运行， 还是多层（长距）运行，然后通过改变换速点及速度指令进行修正。使短距离运行与长距离运行一样也有稳定过程，以提高乘坐舒适感和运行效率。图2.5-2所示为交流电梯的一种实际典型运行速度曲线，采用变极调速和涡流制动。图 中曲线1为满载长距（多层运行速度曲线，曲线2为轻载运行曲线，曲线 3为短距（单层）运行速度曲线。A值为4极额定运行速度，B值为6级（多极数）额定运行速度。C值为6/4极切换（由多极数切换

5、为少极数，升速运行）点。0 - a段为关门启动；b点为极对数切换；c点为稳速运行；d点为一相断电；e点为三相断电；e f段为涡流制动控制，在这一 过程中不断检测实际运行速度，并与给定速度指令比较，如高于给定值，则增大涡流，反之减小涡流，通过调节涡流导通角，控制减速制动过程；f点为提前开门；g点为平层抱闸。2. 交流双速电梯速度控制原理（1）交流双速电动机的调速方法如前所述，交流电动机的调速方法有变极、变频、调压、改变定子绕组电阻或阻抗等。 交流双速电梯速度控制是通过改变电动机定子绕组极对数实现的，这种调速方法是有级调 速。改变定子绕组极对数的常用方法有双绕组双速和单绕组双速两种类型。1）双绕组

6、双速（快速绕组和慢速绕组）型：在电机定子槽内嵌入两套彼此独立的绕组， 如图2.5-3a所示，因每套三相绕组的安排不同，因而具有不同的磁极对数。当三相电源接入U1、VI、W1绕组时，电机则具有 375或250r/min的同步转速，如图 2.5-3b所示；当三相 电源接入U2、V2、W3绕绕组时，电机具有 1500或1000r/min的同步转速，如图 2.5-3c所 示。双绕组双速电动机的快速绕组通常有6极、4极等；慢速绕组有 24极、16极等，快、慢速比为4:1 ;另外还有6/4极对数切换等。图2.5-3交流双速双绕组电机接线原理2）单绕组双速型：每相定子绕组有一个中心抽头，通过对这套定子绕组的

7、不同接线就可得到不同的磁极对数。DIDt,(b)(c)(a)图(f)电梯中常用单绕组型双速电动机定子绕组的接线形式如图 子绕组有D1D6六个接线端子，其中端子（绕组的中心抽头）2.5-4a所示。由图可见，定D4、D5、D6分别将每相绕(d)组分成、两部分，在电动机未接电源时，三相绕组在电动机内接成一个Y型，中性点为0下面以一相绕组4极 2极为例，说明改变定子绕组接线的变极原理。第一种接线方式：将 DI、D2、D3三个端子接三相电源，将D4、D5、D6三个端子悬空（如图2.5-4a所示），则三相定子绕组就按图2.5-4a所示的Y型接线方式工作，显然这时每相绕组是由两个线圈、串联而成（图 2.5-

8、4b所示），在这种联结方式下三相定子绕组 中A相绕组的所产生的磁场具有4个磁极（两对磁极），即P = 2,如图2.5-4C所示。第二种接线方式：将 DI、D2、D3三个端子接三相电源，将D4、D5、D6三个端子加上三相交流电，同时将端子DI、D2、D3接于一点Oi，则原来做Y连接的三相定子绕组变为YY型接线方式工作，如图2.5-4d所示。显然这时每相绕组是由两个线圈、并联而成（图2.5-4e所示），在这种联结方式下三相定子绕组中A相绕组的所产生的磁场具有2个磁极（一对磁极），即P= 1，如图2.5-4f所示。电梯中常用的单绕组双速三相电动机，其每相绕组结构形式和变极原理与图2.5-5类似,极数

9、为6/24极（即3/12极对），接线方式对应为 YY/Y，如图2.5-5所示。（2）开环控制与闭环控制电梯的运行速度是通过换速线路进行控制的，控制方式可分为开环调速控制和闭环调 速控制两种，如图 2.5-6 （a）、（b）所示。控制器症控对象图2.5-5单绕组双速电机接线原理（b）闭环控制图2.5-6自动控制系统开环调速系统，是给定一个参考输入（速度指令）信号r后，系统将在输入信号控制下使被控制对象的输出 c按输入要求运行。电梯的被控对象是曳引电动机转速，即轿厢运行速度。由于外界干扰影响， 或被控对象参数变化，往往使输出不能完全按输入信号变化，有时甚至误差较大。运行速度要求较高的系统，常采用闭

10、环控制。闭环系统增加了反馈环节，在比较器中 将反馈信号f （反映系统的实际运行情况）与输入信号r进行比较，如有误差，误差信号e将控制系统的输出 c跟随输入信号变化， 最终消除或减小误差。 如直流梯的励磁闭环调速系 统，晶闸管调速系统等，闭环控制使电梯按照给定的速度指令运行。（3）交流双速电梯运行过程交流双速电动机为有级调速。如果用它直接拖动轿厢，必然会在换速时产生剧烈振动。 为了改善乘坐舒适感，常采用串电阻、电抗启动，以及涡流制动、能耗制动等方法。交流双速电梯运行过程是：启动绕组（慢速）加缓松机械抱闸启动，切换到工作（快 速）绕组，升速至稳定速运行，切断曳引电动机三相电源，涡流制动控制，平层抱

11、闸。或以 快速绕组串电阻电抗启动， 切除电阻电抗升速至稳速运行，以慢速绕组串电阻电抗切换为低速运行，逐级切除电阻、电抗减速，停车。3. 交流双速电梯运行控制线路（1）快、慢速绕组切换线路如图2.5-7所示为交流双速电梯速控制线路。1）启动控制：由启动继电器 JQ完成。启动前应当满足的条件： 定向后，JSF或JXF之一触点闭合。 关好门，门联锁继电器 JMS触点闭合。电梯启动，JQ CK接通快速绕组，电动机以快速绕组启动（如需串电抗降压启动，则另接控制线路）。2） 换速：当电梯选层换速时，换速继电器JHS其常闭触点JHS断开 JQ CK。不论原来是上行还是下行，上、下运行接触器CS 或CX CM

12、 ，接通慢速绕组开始减速。为了提高舒适感，在快慢速绕组切换时，定子串入电抗，或采用涡流制动，以及 能耗制动。（2）速度法长、短距运行换速线路1）选层器换速触点：对长距一多层运行，速度可达到额定值，因而长距运行换速距离就比较长、换速时间较早。对短距一单层运行，速度还未达到稳定值，可能就开始换速，所 以，短距离运行换速距离可短些，开始时间也晚些。采用选层器换速时，选层器上对应每一楼层都有四个定触点：SHS为上行长距换速触点，SDH为上行短距换速触点，XHS为下行长距换速触点，XDH为下行短距换速触点。电梯运行每通过一层，上行时依次接通SHS SDH两个触点；下行时依次接 XHSXDH两个触点。如图

13、2.5-8所示。图2.5-7交流双速电梯速度控制线上疔图2.5-8运行换速触点示意2）长、短距运行判断：电梯运行通过某层时，两个触点是否有效（带电接通换速继电器），取决于选层控制线路。若需在该层换速平层停靠时，两触点中哪个起作用，则取决于是长距还是短距运行状态。电梯的长、短距运行状态，可根据运行速度的快慢来判断，其原理如图2.5-9所示。测速发电机与曳引电动机连接，电动机速度越快，发电机输出电压越高。 输出电压经分压后接入速度灵敏继电器。当电梯速度达到额定值的80%90%时，判断为长距运行，JSD速度灵敏继电器吸合，速度小于额定值的80%为短距运行，JSD处于释放状态。3）换速控制：图2.5-

14、10所示为根据运行速度进行长、短距运行换速的线路，用于直流快速梯。JHS为正常换速（多层运行）继电器，JDH为短距换速继电器。JT为停车继电器，上行时JSY长距换速触点SHS /JHS ，形成 JHS其吸合后发出换速信号。JSD JP通路 JT其延时闭合触点断开JQ，开始换速。运行继电器JYXJT 使JT自 长距运行：长距运行时，速度灵敏继电器JSD 。若要上行并将到达选定层站时， 短距运行：短距运行时，JSD :4）强迫换速：图中 KSH、KXH分别为长距离运行上、下强迫换速开关；KSD、KXD分别为短距离运行上、下强迫换速开关。长距运行：若长距换速触点接通，I JHS 。但、JSD虫点断开

15、，JT释放，并不发生换速信 上行时JSD号j JQ ，强迫换速。若短距换速触点 SDH JDH ，通路JDH JP JT JQ ，开始换JSD其常闭触点断开上行时，如KSH动作（断开）短距运行：JSD虽其常闭触点闭合、上行时KSH KSD依次断开'JQ ，强迫换速。5）停车继电器JT延时释放：进入平层区时，平层继电器 JP 其常闭触点断开 JT ，轿门打开，JMS 其 常开触点断开。JT常闭触点延时闭合，以免在 JMS触点未打开时，JT触点闭合，JQ重新 启动。图2.5-9长距运行测速原图2.5-10长、短距运行换速线路四、任务实施图2.5-11交流双速电梯交流电动机主线路+ II0V0YXJYXJ|1CSJyxj3rlCSR CZZF 2C引.cte2Cr2CSR3CSJ 220VoLCSJ2C2CSJJCSJj3Ckc2MC7OJ 1图2.5-12交流双速电梯起制动控制线路电梯上行起动时，QJ和SC吸合，即启动继电器和上方向接触器吸合。QJ吸合使快车接触器KC吸合接通快车绕组。当电梯运行到减速点时，QJ释放，快车接触器 KC也释放，MC慢车接触器吸合，电机由快