六层六站变频电梯的PLC控制系统设计毕业设计论文

1、摘 要 我国的电梯行业已经进入高速开展阶段，无论是产量还是销量都已经排在世界首位。电梯作为垂直运输工具，已经成了人们生活中不可缺少的一局部。随着计算机技术、电力电子技术与自动控制技术的迅速开展，电梯行业也进入了更高的高度，调频调压调速和由可编程控制器组成的逻辑控制器成为了现在电梯控制技术。现代电梯在追求速度、简单和舒适的同时，也在提高平安性能和节能上面提出了更高的要求。 通过对 I/O 点数的估算，选择了FX2N 型可编程控制器作为电梯控制器。采用变频调速技术提高电梯效率、节省能源，本课题选择的是VS-61665 型变频器。为了使电梯平稳调速，获得良好地舒适感，设计了电梯的起制动速度曲线为两段

2、抛物线加一段直线，加速度斜率和抛物线变化率决定该曲线形状的构成和改变；采用旋转编码器来发出脉冲信号构成位置反应，到达电梯的精确位移控制。本文所设计的电梯与传统的电梯相比，在运行上具有良好的舒适感，在生活中可以节约电能，取得了良好的经济效益和社会效益，到达了理想的目的。 本文针对国内电梯行业的现状，设计出了基于可编程控制器的电梯控制系统，实现了电梯的开关门控制、内外召唤指令的登记与消除、层楼显示、呼梯铃控制与故障报警、定向和反向截梯等功能。 关键词： 电梯；PLC；变频调速Abstract The elevator industry in China has entered a stage of

3、 rapid development, both production and sales have been ranked first of the world. The vertical elevator as transport tool has become an indispensable part of the peoples lives. With the rapid development of computer technology, power electronics and automatic controlling techniques, the elevator in

4、dustry has entered a higher level. Variable voltage and variable frequency (VVVF) speed modulation and logic controller composed of programmable logic controller (PLC) have made up the current elevator control technology. In the pursuit of speed, simplicity and comfort of the modern elevators, at th

5、e same time, higher requirements in improving safety performance and energy efficiency are also put forward. The FX2N PLC has been selected according to the estimation of I/O points. The variable frequency speed modulation technology is used to improve the elevators efficiency and save the energy, a

6、nd VS-61665 inverter is applied to this subject. In order to obtain smooth speed regulation and good comfort, the velocity curve in the design adopted in starting and braking could be described as two sections of parabola and a straight line. Meanwhile, the acceleration slope and parabolas vatiation

7、 rate determine the curve shape and changes. By using a rotary encoder to issue the pulse signal which is constituted the position feedback, the accurate displacement control of the elevator could be achieved. The elevator control system has a mean layer, the Office of calls to the layer selected, m

8、anual and automatic functions with a set of features to control the election. In view of the situation of the domestic elevator industry, this paper shows an elevator control system based on PLC. It implements the following functions: switch control of elevator door, registration and elimination of

9、internal and external summon instruction, display of floors, call bell control, fault alarm, and oriented or reverse interception etc. Keyword: elevator；PLC；model of elevator目录摘 要驼唿宛王I1 绪论 驼唿宛王01.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题 驼唿宛王01.1.1 电梯继电器控制系统的优点 驼唿宛王01.1.2 电梯继电器控制系统存在的问题 驼唿宛王0 PLC 及其在电梯控制中的应用特点 驼唿宛王11.2.1

10、 PLC的特点 驼唿宛王11.2.2 PLC 控制电梯的优点 驼唿宛王2 电梯变频调速控制的特点 驼唿宛王3 课题的来源 驼唿宛王3 课题的主要内容 驼唿宛王32 电梯概述驼唿宛王5 电梯的类型驼唿宛王52.2曳引电梯的组成驼唿宛王62.2.1曳引电梯的根本结构驼唿宛王62驼唿宛王92.3 电梯的性能要求驼唿宛王132.3.1 平安性驼唿宛王132.3.2 可靠性驼唿宛王142.3.3 平层精度驼唿宛王142.3.4 舒适性驼唿宛王143 变频器选择及其参数设计 驼唿宛王15 变频器的分类 驼唿宛王15 变频器的工作原理及变频调速驼唿宛王153.2.1 变频器的工作原理驼唿宛王153.2.2

11、三相异步电动机的变频调速原理驼唿宛王173.3 变频器的选择 驼唿宛王173.3.1 选择变频器规格 驼唿宛王173.3.2 选择的变频器应满足的条件 驼唿宛王183.4 通用变频器 驼唿宛王183.4.1 通用变频器概况 驼唿宛王183.4.2 VS616G5 型通用变频器 驼唿宛王193.5 变频器结构及参数设计 驼唿宛王193.5.1 参数设计的原那么： 驼唿宛王20驼唿宛王223.6.1 可编程控制器的工作原理驼唿宛王223.6.1 三菱FX系列PLC特点驼唿宛王234 电梯控制系统的设计驼唿宛王244.1 电梯的控制要求驼唿宛王244.2 系统信号确实定以及软元件的选取驼唿宛王244

12、.3 轿厢位置的检测与平层驼唿宛王274.3.1 旋转编码器的工作原理 驼唿宛王274.3.2 编码器相关参数的设定驼唿宛王285.2.1 软件设计特点 驼唿宛王295.2.3 模块化编程 驼唿宛王304.3 软件设计驼唿宛王304.3.1 梯形图程序驼唿宛王305 经济性分析驼唿宛王37结论驼唿宛王38致谢驼唿宛王39参考文献驼唿宛王40文献翻译411 绪论 随着现代城市的开展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又平安可靠。电梯是垂直运输工具，属于位能负载，并且要求频繁起

13、停，随着载客量多少的变化、上下行的变换，在空载上行或重载下行时，电动机的负载最小，甚至是处于发电状态，而电梯在重载上行或空载下行时，电动机的负载最大，是处于电动状态，这就要求电动机在四象限运行。传统的电梯曳引电动机采用接触器来实现电动机工作状态的改变，双速异步电动机在定子回路中串电抗与电阻来实现电动机的调速，这满足不了乘客的舒适感；另外，传统的电梯控制系统由继电器控制逻辑组成，存在着电气元件多、功能弱、电气故障频繁，可靠性差和工作寿命短等缺陷。可编程控制器PLC: Programmable Logic Controller是根据顺序逻辑控制的需要而开展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运

14、算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被 PLC 控制代替。同时，由于电机交流变频调速技术的开展，电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速，不仅能满足乘客的舒适感和保证平层的精度，还可以降低能耗，节约能源，减小运行费用。因此，PLC 控制技术加变频调速已成为现代电梯行列的一个热点1。 1.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题 1.1.1 电梯继电器控制系统的优点 1 所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。 2 系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 3 大局部电器均为常

15、用控制电器，更换方便，价格廉价。 4 多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，已形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉掌握的人员较多。 1.1.2 电梯继电器控制系统存在的问题 1系统触点繁多接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。 2普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。 3电磁机构及触点动作速度比拟慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。 4系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。 5由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高；而且检查故障困难，费时费工。 电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了

16、电梯的可靠性和平安性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊扰。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。 PLC 及其在电梯控制中的应用特点 1.2.1 PLC的特点 PLC 是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC 与普通微机一样。以通用或专用 CPU 作为字处理器，实现字运算和数据存储，另外还有位处理器布尔处理器，进行点位运算与控制。PLC 控制一般具有可靠性高、易操作、维修。编程简单、灵活性强等特点。 1、可靠性 对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。 1PLC 不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少

17、，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。 2PLC 采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了 MTTR，使可靠性提高。 3PLC 有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。 4PLC 是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程错误率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。 5在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先进的工艺制造流水线制造；对干扰的屏蔽、隔离和

18、滤波等；对电源的断电保护；对存储器内容的保护等。 6PLC 的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波等；软件自诊断；简化编程语言等。 2、易操作性 PLC的易操作性表现在以下几个方面： 1操作方便 PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数 PLC 采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的 PLC，编程器采用了 CRT 屏幕显，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或 CRT 上显示。 2编程方便 PLC 有多种程序设计语言可供使用。对

19、电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言，十分有助于编程人员的编程。 3维修方便 PLC 具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求减低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。 3、灵活性 PLC 的灵活性表现在以下几个方面： 1编程的灵活性。 PLC 采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。 2扩展的灵活性。 PLC 的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。

20、 3操作的灵活性。 操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易。 1.2.2 PLC 控制电梯的优点 1在电梯控制中采用 PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。 2去掉了选层器及大局部继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 3PLC 可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 4PLC 可进行故障自动检测报警显示，提高运行平安性，并便于检修。 5用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 6更改控制方案时不需改动硬件接线。 电梯变频调速控制的特点 随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速开展，交流变频调速技术的开展也十分迅速。电动机交流变频技术是当今节电，改

21、善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有开展前途的调速方式。 1变频调速电梯使用的是异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小、结构简单、维护方便、可靠性高、价格低等优点。 2变频调速电源使用了先进的 SPWM 技术 SVPWM 技术，明显改善了电梯运行质量和性能；调速范围宽、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，已逐渐取代直流电机调速。 3变频调速电梯使用先进的 SPWM 和 SVPWM 技术，明显改善了电动机供电电源的质量，减少谐波，提

22、高了效率和功率因数，节能明显。 课题的来源 变频器以其优越的性能，在很多领域中得到了广泛的应用。在电梯业也是如此，目前国内 7080 年代安装完成的电梯绝大局部是继电器控制，线路复杂，节点接线多，故障率高，调速方式一般采用变极调速、调压调速、直流调速。维修困难，属于能耗型调速，效率低，发热量大，调速性能指标较差，严重地影响电梯运行质量。应对这些电梯进行更新和改造。但是更新需要大量资金，对使用单位来说有一定困难，所以对电梯进行局部改造是经济的、实际的。近年来，采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器PLC来控制电梯，取得了良好效果。利用 PLC 和变频器对旧电梯进行改造，不但可以增加电梯的舒

23、适感、平安性、可靠性，还可以降低能耗，节约能源，减少运行费用。 课题的主要内容 课题所研究的内容主要是用可编程控制器PLC和变频器改造在用电梯自动控制系统。由于大局部老式电梯的电控系统可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进行改造，节约资金。因此，对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产老式电梯的改造之路，并进而提高国产电梯的技术水平和质量，具有十分重要的意义。 针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器PLC来控制电梯。调速系统采用交流变频调速，在各种负载下都有良好的调速性能和准确的停车性能，满足乘客的舒

24、适感和保证平层精度即准确停车，并能节约大量电能。 论文的主要内容如下： 首先对电梯系统及可编程控制器PLC、变频器作了比拟全面的总结和介绍。接着阐述了电梯控制系统的分类及特点，电梯的控制系统分为调速和信号控制两大局部。确定了系统的总体结构，由 PLC 来实现电梯信号控制，变频器实现变频调速，完成了变频器和可编程控制器PLC的选择。然后是系统硬件开发，完成了变频器的参数设置及 PLC 的选型、I/O 点数分配以及旋转编码器与 PLC 的连接。在分析了电梯系统的软件设计方法根底上，设计出了软件流程图，提出了模块化编程思想，介绍了系统的软件开发实例。最后对改造后的电梯系统进行模拟调试。2 电梯概述2

25、.1 电梯的类型 据国家标准GB/T70241997?电梯、自动扶梯、自动人行道术语?电梯是效劳于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行于至少两列垂直的或倾斜角小于15的刚性导轨之间。轿厢尺寸卸货物与结构形式应便于乘客出入。 因此，电梯是一种间歇动作的，沿垂直方向运行的，电力驱动的，方便运输的升降设备，电梯在建筑设备中属于机械设备。目前，英、美、法、日等国习惯于将电梯、自动扶梯和自动人行道統归为垂直运输设备。由于分类依据的不同，电梯有不同的分类方法。 电梯按用途分一般有以下几类。 1乘客电梯：为运送乘客设计的电梯，要求完善的平安设施以及一定的轿内装饰。 2载货电梯：主要为运送货物而设计

26、，通常有人伴随的电梯。 3医用电梯：为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。 4杂物电梯：供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。 5观光电梯：轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。 电梯无严格的速度分类，我国习惯上按下述方法分类： 1低速梯：常指低于1.00m/s速度的电梯。 2中速梯：常指速度在1.002.00m/s的电梯。 3高速梯：常指速度大于2.00m/s的电梯。 4超高速梯：速度超过5.00m/s的电梯。 随着电梯技术的不断开展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。 按曳引电动机的驱动形式不同电梯可分为： 1螺旋式电梯：通过

27、螺杆旋转，带动安装在轿厢上的螺母使轿厢升降。 2齿轮齿条式电梯：这种电梯无需曳引钢丝绳，其电动机及齿轮传动结构装在轿厢上，依靠齿轮与固定在构架上的齿条之间的啮合来驱动轿厢的升降，如建筑工程用的电梯即为此种电梯。 3液压电梯：靠液压驱动的电梯。根据柱塞式液压缸设置方式的不同，液压电梯目前有以下两种：一是柱塞置顶式，柱塞直接支撑轿厢底部，使之升降；二是柱塞侧置式，液压缸设置在井道的侧面，借助曳引绳通过滑轮组与轿厢连接使轿厢升降。 4直流电梯：采用直流电动机拖动的电梯。如采用直流发电机-电动机组拖动的电梯和直流可控硅励磁拖动的电梯，整流器供电的直流拖动电梯。 5交流电梯：采用交流电动机拖动的电梯。交

28、流电梯又可分为采用交流异步双绕组电动机调压调速拖动的电梯，简称ACVV拖动电梯；采用交流异步单绕组电动机调频调压调速拖动的电梯，简称VVVF拖动电梯；采用交流异步双速电动机变级调速拖动的电梯，简称交流双速电梯，交流双速电梯是本文重点讲述的内容。 上述直流电梯和交流电梯由于运行过程中需要钢丝绳、滑轮等曳引装置，一般将他们统称为曳引电梯。2.2曳引电梯的组成2.2.1曳引电梯的根本结构 不同规格型号的电梯，其根本结构情况不同，这里以曳引型电梯为例介绍。图2-1 曳引电梯的结构组成。Fig.2-1 Traction elevator structures 从上图中可看出一部完整电梯部件组成有如以下图

29、2-2所示的大致情况。图2-2 电梯的组成从占用四个空间划分Fig.2-2 Composition of Elevator (Divided from four space occupied) 根据电梯运行过程中各组成局部所发挥的作用与实际功能，可以将电梯划分为八个相对独立的系统。如以下图1-3所示。图2-3 电梯的八大系统示意图Fig.2-3 Eight elevator system diagram 这八个系统的主要功能和组成如下表：表2-1 电梯八大系统简介Table 2-1 Introduction of Elevator s eight system驼唿宛王功能驼唿宛王主要构件驼唿宛

30、王曳引系统驼唿宛王输出、传递动力，驱动电梯运行驼唿宛王曳引机、钢丝绳、导向轮、返绳轮、制动器驼唿宛王导向系统驼唿宛王使轿厢和对重只能沿导轨运动驼唿宛王导轨、导靴驼唿宛王轿厢驼唿宛王运送乘客或货物驼唿宛王轿厢架、轿厢驼唿宛王门系统驼唿宛王运行时必须封闭，到站才能翻开驼唿宛王轿厢门、层门、门锁、开门机、防夹装置驼唿宛王重量平衡系统驼唿宛王平衡轿厢重量、补偿曳引绳重量的影响驼唿宛王对重、补偿链驼唿宛王电力拖动系统驼唿宛王提供动力，并进行速度控制驼唿宛王供电系统、调速装置驼唿宛王电气控制系统驼唿宛王对电梯实时控制驼唿宛王操纵盘、呼梯盒、控制柜、楼层指示、平层开关、行程开关驼唿宛王平安保护装置驼唿宛王保

31、证电梯平安使用驼唿宛王限速器、平安钳、缓冲器、超速保护、断相错相保护驼唿宛王2图2-4 曳引系统结构示意图Fig.2-4 Schematic structure hoisting system 曳引式电梯的主要机械系统包括曳引机、减速箱、曳引轮、曳引绳、导向轮，轿厢与门机、对重与补偿链，导轨导靴。此外，为了电梯的平安运行，还有必须配备制动器、限速器与平安钳、缓冲器等平安装置。电梯曳引系统的一般示意图如上图2-4。 曳引电动机机是电梯的拖动机械，其作用是产生并传送动力，驱动轿厢和对重上下运行。分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机。 无齿轮曳引机，一般以调速性能良好的直流电动机作为动力，由于没有机械减速

32、机构，其传动效率高，噪声小，传动平稳，结构简单，用于速度大于2m/s的高速和超高速电梯上。有齿轮曳引机多用于速度小于2m/s的各种电梯上，为减小运行噪声和提高平稳性，一般采用蜗杆副作减速传动装置。这种曳引机主要由曳引机电动机、制动器及减速器等组成。 对于有齿轮曳引机，在曳引电动机转轴和曳引轮转轴之间安装减速器(箱)。目的：将电动机轴输出的较高转速降低到曳引轮所需的较低转速，同时得到较大的曳引转矩，以适应电梯运行的要求。按传动方式分： 1蜗轮蜗杆传动：特点是传动比大、噪音小、传动平稳、具有自锁能力。目前速度不大于2.5米/s的曳引机的减速箱大多采用蜗轮蜗杆，其主要优点是： 传动平稳，运行噪声低，

33、结构紧凑，外形尺寸小传动零件少，具有较好的抗击载荷特性。多数电梯采用这种传动方式。 2斜齿轮传动：特点是效率高、寿命长、发热少、外型较大。 3行星轮传动：特点是减速比大、传动效率高、结构紧凑、加工精度高。 3.曳引轮、导向轮、反绳轮、曳引绳、 1曳引轮 作用是嵌挂钢丝绳，绳两端分别与轿厢和对重装置连接。安装位置：有齿轮曳引机安装在减速器中的蜗轮轴上；无齿轮曳引机装在制动器的旁侧，与电动机轴、制动器轴在同一轴线上。2导向轮 作用是将曳引钢丝绳引向对重或轿厢的钢丝绳轮，安装在曳引机架或承重粱上。3反绳轮 它与曳引轮和导向轮不同，它不是所有的电梯中都一定有安装，它不会出现在曳引比1:1的电梯中。它一

34、般装在轿顶，其作用是减小曳引机的输出功率和力距。4曳引绳 电梯钢丝绳一般是圆形股状结构，主要由钢丝，绳股和绳芯组成。绳芯通常由纤维剑麻或合成纤维制成。每根钢丝绳的悬挂必须是相对独立的。 1轿厢 电梯轿厢是装载乘客或货物，具有方便出入门装置的箱形结构部件，是与乘客或货物直接接触的。轿厢由轿厢架和轿厢体组成，导靴、平安钳及操纵机构等也装设于轿厢架上为防止电梯超载运行，在轿厢上设置了防超载称重装置。根据称重装置在轿厢上安装的位置，可分为轿底称重式、轿顶称重式和机房称重式等几种方式。 2门机 电梯门系统主要包括轿门轿厢门、层门厅门与开关门机构及其附属的部件。电梯门系统的作用是防止乘客和物品坠入井道或与

35、井道相撞、防止乘客或货物未能完全进入轿厢而被运动的轿厢剪切等危险的发生，是电梯的最重要平安保护设施之一。 1、层门的作用 层门又称为厅门，安装在候梯大厅电梯入口处；电梯层门是乘客在进入电梯前首先看到或接触到的局部，电梯有多少个层站就会有多少个层门；当轿厢离开层站时，层门必须保证可靠锁闭，防止人员或其他物品坠入井道。层门是电梯很重要的一个平安设施，根据不完全统计，电梯发生的人身伤亡事故约有70是由于层门的故障或使用不当等引起的，层门的开启与有效锁闭是保障电梯使用者平安的首要条件。 2、轿门的作用 轿门是设置安装在轿厢入口处，由轿厢顶部的开关门机构驱动而开闭，同时带动层门开闭。轿门是随同轿厢一起运

36、行的门，乘客在轿厢内部只能见到轿门，供乘客和货物的进出。简易电梯用手工操作开闭的称为手动门，当前一般的电梯都装有自动开、关门机构，称为自动门。 3、层门和轿门的相互关系 层门是设置在层站入口的封闭门，当轿厢不在该层门开锁区域时，层门保持锁闭；此时如果强行开启层门，层门上装设的机械电气联锁门锁会切断电梯控制电路，使轿厢停驶。层门的开启，必须是当轿厢进入该层站开锁区域，轿门与层门相重叠时，随轿门驱动而开启和关闭。所以轿门称为主动门，层门为被动门，只有轿门、层门完全关闭后，电梯才能运行。 对重又称平衡重相对于轿厢悬挂在曳引绳的另一侧，起到相对平衡轿厢的作用，并使轿厢与对重的重量通过曳引钢丝绳作用于曳

37、引轮，保证足够的驱动力。由于轿厢的载重量是变化的，因此不可能做到两侧的重量始终相等并处于完全平衡状态。一般情况下，只有轿厢的载重量到达50%的额定载重量时，对重一侧和轿厢一侧才处于完全平衡，这时的载重量称电梯的平衡点，此时由于曳引绳两端的静荷重相等，使电梯处于最正确的工作状态。但是在电梯运行中的大多数情况下，曳引绳两端的荷重是不相等且是变化的，因此对重的作用只能使两侧的荷重之差处于一个较小的范围内变化。 重量补偿装置是悬挂在轿厢和对重的底面的补偿链条、补偿绳等。在电梯运行时，其长度的变化正好与曳引绳长度变化趋势相反，当轿厢位于最高层时，曳引绳大局部位于对重侧，而补偿链绳大局部位于轿厢侧；当轿厢

38、位于最低层时，情况与上述正好相反，这样轿厢一侧和对重一侧就有了补偿的平衡作用。例如60米高建筑物内使用的电梯，使用6根13mm的钢丝绳，其中绳的总重约360kg，随着轿厢和对重位置的变化，这个重量将不断地在曳引轮的两侧变化，其对电梯平安运行的影响是相当大。 1导轨 导轨的主要作用是为轿厢和对重在垂直方向运动时导向，限制轿厢和对重在水平方向的移动。导轨通常采用机械加工方式或冷轧加工方式制作为“T形导轨。 2导靴 导靴分为滑动和滚动导靴两类，滑动导靴一般是由带凹形槽的靴头，靴体和靴座组成，在靴头凹槽局部中一般均镶有耐磨的靴衬。靴头可以固定的。也可以活动浮动的；滚动导靴那么用三个滚轮沿导轨滚动运行。

39、 1制动器的作用 制动器是电梯平安平稳运行所不可缺少的重要装置，制动器的主要作用如下： 1、制动器能够在电梯电源被切断时自行动作，制动闸瓦抱住制动轮使电梯停止运行。制动时电梯的减速度不得大于平安钳制停轿厢或轿厢停止在缓冲器上所产生的减速度。 2、电梯到站停止运行时，制动器应能够保证在125150%的额定载荷情况下，保持电梯静止不动，并且在再次起动之前不得翻开。 3、当电梯运行中出现超速并到达限速器动作速度时，制动器首先动作，对制动轮实施制动，使电梯停止运行。 2制动器工作特点 电梯曳引机制动器必须是在通电时解除制动，使电梯得以运行；当电梯动力电源或控制电源断电时，或电梯运行超限、超速、出现故障

40、时立即制动，使电梯停止运行或不能起动，保证了电梯在停电及各种非常事故发生时，制动器能实现制动可靠。制动器是电梯中工作最为频繁的装置之一，也是对平安运行作用最大的装置1。 1限速器 限速器是电梯平安运行中最为重要的平安装置之一，它随时监测控制着电梯的运行速度，当出现超速情况时，能及时发出信号，继而产生机械动作，切断控制电路或驱动平安钳夹绳器将轿厢强制制停或减速，限速器是指令发出者并非执行者。 2平安钳目前电梯用平安钳，按照其制动元件结构形式的不同可分为楔块型、偏心轮型和滚柱型三种；从制停减速度制停距离方面可分为瞬时式和渐进式平安钳，上述平安钳根据电梯额定速度和用途不同来区别选用。 缓冲器安装在井

41、道底坑内，要求其安装牢固可靠，承载冲击能力强，缓冲器应与地面垂直并正对轿厢或对重下侧的缓冲板。缓冲器是一种吸收、消耗运动轿厢或对重的能量，使其减速停止，并对其提供最后一道平安保护的电梯平安装置。2.3 电梯的性能要求2.3.1 平安性 平安运行是电梯必须保证的首要指标，是由电梯的使用要求所决定的，在电梯制造、安装调试、日常管理维护及使用过程中，必须绝对保证的重要指标。为保证平安，对于涉及电梯运行平安的重要部件和系统，在设计制造时留有较大的平安系数，设置了一系列平安保护装置，使电梯成为各类运输设备中平安性最好的设备之一。2.3.2 可靠性 可靠性是反映电梯技术的先进程度与电梯制造、安装维保及使用

42、情况密切相关的一项重要指标。反映了在电梯日常使用中因故障导致电梯停用或维修的发生几率，故障率高说明电梯的可靠性较差。 一台电梯在运行中的可靠性如何，主要受该梯的设计制造质量和安装维护质量两方面影响，同时还与电梯的日常使用管理有极大关系。如果我们使用的是一台制造中存在问题和瑕疵，具有故障隐患的电梯，那么电梯的整体质量和可靠性是无法提高的；然而即使我们使用的是一台技术先进，制造精良的电梯，却在安装及维护保养方面存在问题，同样也会导致大量的故障出现，同样会影响到电梯的可靠性。所以要提高可靠性必须从制造、安装维护和日常使用等几个方面着手。2.3.3 平层精度 电梯的平层精度是指轿厢到站停靠后，其地坎上

43、平面对层门地坎上平面之间在垂直方向上的距离值，该值的大小与电梯的运行速度、制动距离和制动力矩、拖动方式和轿厢载荷等有直接关系。目前我国规定各类不同速度的轿厢，平层精度必须到达要求，对平层精度的检测，应该分别以轿厢空载和满载作上、下运行，停靠同一层站进行测量，取其最大值作为平层精度。2.3.4 舒适性 舒适性是考核电梯使用性能最为敏感的一项指标，也是电梯多项性能指标的综合反映，多用来评价客梯轿厢。它与电梯运行及起、制动阶段的运行速度和加速度、运行平稳性、噪声、甚至轿厢的装饰等都有密切的关系。对于舒适性主要从以下几个方面来考核评价。1当电源保持为额定频率和额定电压、电梯轿厢在50%额定载重量时，向

44、下运行至行程中段除去加速和减速段时的速度，不得大于额定速度的105%，且不得小于额定速度的92%。2乘客电梯起动加速度和制动减速度最大值均不应大于1.5m/s。3当乘客电梯额定速度为1.0m/sV2.0m/s时，其平均加、减速度不应小于0.48m/s；3 变频器选择及其参数设计 变频器的分类 变频器的种类很多，下面根据不同的分类方法对变频器分类。 按变换频率的方法分：交直交变频器 、交交变频器 。按主电路工作方式分：电压型变频器 、电流型变频器 。按变频器调压方法的不同分：PAM 变频器 、PWM 变频器 。按工作原理分类 ：U/f 控制变频器 、VC 控制变频器 、SF 控制变频器 。按照用

45、途分类：通用变频器 、高性能专用变频器、高频变频器 。 变频器的工作原理及变频调速3.2.1 变频器的工作原理VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。以前也是变频器的简称。 变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。现在使用的变频器主要采用交直交方式VVVF变频或矢量控制变频，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器主要由整流交流变直流、滤波、再次整流直流变交

46、流、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。图3-1 变频器电路原理图Fig.3-1 Inverter circuit schematics 1上图中主要元件的作用： 电容C1：是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波，变压器是一种常见的电气设备， 可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。 压敏电阻：有三个作用，一过电压保护，二耐雷击要求，：过热保护 霍尔：安装在UVW的其中二相，用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。 充电电阻：作用是防止开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电

47、容二端的电压为 0V；所以在上电开机的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，那么相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为：10-300。 储能电容：又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压电压工作范围一般在 430VDC700VDC 之间，而一般的高压电容都在 400VDC左右，为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。容量选择60uf/A 均压电阻：防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容；因为二个电解电容不可能做成完全一致，

48、这样每个电容上所承受的电压就可能不同，承受电压高的发热严重电容里面有等效串联电阻或超过耐压值而损坏 。 C2电容：吸收电容,主要作用为吸收IGBT的过流与过压能量。 2直-交局部 VT1-VT6逆变管IGBT绝缘栅双极型功率管：构成逆变电路的主要器件，也是变频器的核心元件。把直流电逆变频率，幅值都可调的交流电。VT1-VT6是续流二极：作用是把在电动机在制动过程中将再生电流返回直流电提供通道并为逆变管VT1-VT6在交替导通和截止的换相过程中，提供通道。 3控制局部：电源板、驱动板、控制板CPU板电源板：开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路、检测电路及风扇等提供低压电源， 开关电源提供的低

49、压电源有：5V、15V 、24V向CPU其附属电路、控制电路、显示面板等提供电源。 驱动板：主要是将CPU生成的PWM脉冲经驱动电路产生符合要求的驱动信号鼓励IGBT输出电压。控制板CPU板：也叫CPU板相当人的大脑，处理各种信号以及控制程序等局部。3.2.2 三相异步电动机的变频调速原理 根据电机学原理，交流异步电动机的转速可表示为： 3-1式中：n 电动机转速/分钟，单位：r/min ； P 电动机磁极对数； f 电源频率，单位：Hz ； S 转差率， 。 由式3-1知，影响电动机转速的因素有：电动机的磁极对数 p ，转差率 s 和电源频率f 。对于给定的电动机，磁极对数 p 一般是固定的

50、；通常情况下，转差率 s 对于特定负载来说是根本不变的，并且其可以调节的范围较小，加之转差率 s不易被直接测量，调节转差率来调速在工程上并未得到广泛应用。如果电源频率可以改变，那么通过改变电源频率来实现交流异步电动机调速的方法应该是可行的，这就是所谓变频调速。3.3 变频器的选择 确定变频器的品牌和型号，以及确定变频器的规格，就完成了变频器的选择。先对变频器进行分类，然后分别讨论品牌和型号、规格。 3.3.1 选择变频器规格 变频器产品说明书都提高标称功率数据，但实际上限制变频器使用功率的是定子电流参数。因此，直接按照变频器标称功率进行选择，在实际中常常可能会行不通。根据具体工程的情况，可以有

51、以下几种不同的变频器规格选择方式： 1按照标称功率选择：一般作初步投资估算依据。 2按照电动机额定电流选择；多用于恒转矩负载的新设计工程。 3按照电动机实际运行电流选择：多用于改造工程。 4按照转矩过载能力选择 综上所述，根据实际工程情况，以适当的方法选择变频器规格很重要。选择结果多数情况下变频器标称功率与电动机匹配，少数情况需要放大。所以，笼统的认为放大一级功率选择变频器是没有错的想法，但会造成浪费。总的来说从生产本钱来作适宜的选择2。 3.3.2 选择的变频器应满足的条件 1根据被控设备的负载特性选择通用变频器的类型。 2所选择通用变频器的类型与被控制异步电动机的参数匹配。 3为降低电梯本

52、钱，首选通用变频器。 4电梯的启动和停车都要平稳。 5变频器带有防止失速功能。 6变频器具有优良的转矩特性。 3.4 通用变频器 为了满足以上的条件，本设计选择通用变频器。采用通用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是： 一、为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求。 二、为了节约能源、降低生产本钱。 3.4.1 通用变频器概况 上个世纪 80 年代初，通用变频实现了商品化。在近 20 年的时间内经历了由模拟控制到全数字控制和由采用 BJT 到采用 IGBT 两个大开展过程。 1容量不断扩大 80 年代初采用的 BJT 的 PWM 变频器实现了

53、通用化。到了 90 年代初，BJT 通用变频器的容量到达了 600KVA，400KVA 以下的已经系列化，前几年主开关器件开始采用 IGBT，仅三、四年的时间，IGBT 变频器的单机容量已达 1800KVA，随着 IGBT 容量的扩大，通用变频器的容量也将随之扩大。 2结构的小型化 变频器主电路中功率电路的模块化，控制电路采用大规模集成电路LSI和全数字控制技术，结构设计上采用“平面安装技术等一系列措施，促进了变频电源装置的小型化。另外，一种混合式功率集成器件，采用厚薄膜混合集成技术，把功率电桥、驱动电路、检测电路、保护电路等封装在一起，构成了一种“智能电力模块Intelligent Modu

54、le，IPM这种器件属于绝缘金属基底结构，所以防电磁干扰能力强，保护电路和检测电路与功率开关间的距离尽可能的小，因而保护迅速且可靠，传感信号也十分迅速。 3多功能和智能化 电力电子器件和控制技术的不断进步，使变频器向多功能化和高性能化方向开展。特别是微机的应用，为变频器多功能化和高性能化提供了可靠的保证。 4 应用领域不断扩大 通用变频器经历了模拟控制、数字控制、数模混合控制，直到全数字控制的演变，逐步地实现了多功能化和高性能化，进而使之对各类生产机械、各类生产工艺的适应性不断增强。最初通用变频器仅用于风机、泵类负载的节能调速和化纤工业中高速缠绕的多机协调运行等，到目前为止，其应用领域得到了相当的扩展。3.4.2 VS616G5 型通用变频器 电梯的调度要求除了一般工业控制的静态