基于plc的电梯控制系统设计课程设计(编辑修改稿)

基于plc的电梯控制系统设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

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 31所示。 图中 A 为加速度， V为速度， 0T1 和 T2T3 时间内为抛物线速度曲线， T1T2 时间内为直线速度曲线。 T3T4 时间内为稳速运行阶段； T4T 时间内为减速制动阶段。 减速制动阶段速度曲线与加速起动阶段相对称。 异步电机的调速方法及经济技术比较 异步电动机转速表达式为 : oon = n (1 s ) = 6 0 f /p (1 s ) （ 41） 式中 :， on —— 同步转速； of —— 电源频率； P—— 电动机的磁极对数； S—— 异步电动机的转差率。 V A , V A T 0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T 图 31 速度运行曲线 电气工程课程设计（报告） 5 从式（ 41）可以看出，要调节异步电动机的转速，可以 从改变下列三个参数入手 ：改变异步电动机定子绕组的磁极数 即变极调速 ； 改变异步电动机的转差率 即改变转差率调速 ； 改变供电电源的频率 即变频调速。 ⑴ 变极调速 对于鼠笼型转子结构的异步电动机，其转子的 极对数能自动地与定子极对数相对应。 改变定子绕组的接法，以改变定子的极对 数，使异步电动机的同步转速 01n=60f/p 得到改变，达到调节转速的目的。 变极调速的优 点 ： 操作简便、机械特性硬、效率高、可获得恒转矩与恒功率调速。 其缺点是 ： 只能有极调速，而且调速等级有限，只适用于 不要求平滑调速的场合。 ⑵ 改变转差率调速 常见的利用改变转差率进行速度调节的方法有 下列几种 ： 转子电路串接电阻调速 ；改变定子电压调速 ； 滑差电机调速 ； 串极调速及脉冲调速等。 下面依次介绍上述调速方法的简单原理及其优缺点。 ① 电路串接电阻调速。 其优点是调速方法简单、 初期投人少，一般适用于恒转矩负载。 其缺点是当转速较低时，转子电路效率， 随之降低，转子损耗增大，经济性变差。 由于转子电路串接电阻，使机械特性变软，而 且串接电阻的数值越大，特性就越软，因而在低速下稳定性差。 只能获得有级调速，平滑性不高。 调速范围受负载转矩的影响，当轻载时，调速范围很小。 ② 改变定子电压调速。 当转速低于与最大转矩对 应的转速时，其机械特性部分对恒转矩负载不能稳定运行，因此调速范围很小。 对于恒转矩调速，在增加异步 电动机转子电阻的基础上，改变定子电压，可获得较宽的 调速范围。 但它的机械特性变软，使运行不大稳定。 而且低压时，过载能力低，负载波 动较大时，适应性差，调速时效率低，功率因数较转子电路串接电阻时更低，在低速时 ，电机发热严重。 ③ 滑差电机调速。 其特点是在异步电动机的轴上 装一个电磁滑差离合器。 滑差电机的优点是结构简单、运行可靠、维护 方便、可实现平滑调速。 其缺点是这种调速方式在不同的励磁电流下其机械特性很 软，并且励磁电流越小，特性越软。 由于磨擦与剩磁的存在，使其存在不可控区，即当 负载转矩小于 10%的额定转矩时可能失 控。 ④ 串极调速。 绕线型转子的异步电机与其它电机 或电子设备 (例如由晶闸管 组成的逆变器 )串级连接，以实现速度调节。 串极调速的优点 是在调速过程中其机械特性硬度不变，稳定性好 ； 转速可以调节至很低，调速范围较宽 ； 可实现自动控制无极调速。 转差功率可返回电网，效率较高。 其缺点是只 适用于绕线型转子的异步电机，在使用上有其局限性 ； 必须有一个与转子电势频率相同的外加电势。 由于外加电势的频率也得随之变化，这在技术上是比较复杂的，设 备较多，这是申极调速的一个主要缺点。 ⑶ VVVF 变压变频调速 电气工程课程设计（报告） 6 VVVF 电梯，采用交流单速电动机 ，通过对交流电动机调节供电电压、供电频率 来调节电动机的转速达到线性化，将交流电动机 转速运行曲线线性段区域扩大。 由于系统采用高精度电光码盘，微机全数字化控制，使 电梯平层精度达到毫米级，并且绝对保证电动机零速下闸，舒适感非常好。 交流变压变 频调速的基本原理：要改变交流电动机转速，只需改变定子频率 0f 即可。 但是，在改变转速的同时，希望励磁电 流和功率因数基本保持不变。 磁通太弱，则没有充分利用铁 芯，电机容许的输出转速下降，电机的功率得不到充分利用而浪费 ； 若增大磁通，将引 起磁路过分饱和而使励磁电流增加，功率因数降低，严重时会因绕组过热而损坏电机， 在交流异步电动机中 : 1114 .4 4g N mE f N K  (42) 式中 , gE —— 定子每相的气隙磁通感应电势有效值。 1f —— 定子频率。 1N —— 定子每相绕组串联匝数。 1NK —— 基波绕组系数。 m —— 每极气隙磁通量。 对于固定电机， 1N 1NK 为常量，因此，要想在改变 1f 的时候磁通 m 保持不变，只需同步地改变 gE 使 / mEg =常值 ， 然而，绕组中的感应电势是难以直接控制的， 当电势较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降， 此时定子相电压 1 gUE 从而我们认为当1/ 1UF=常值时， m 基本恒定，即 1U 和 1F 成正比例函数。 但是，当频率较低时， 1U 和 gE都较小，定子绕组的漏磁阻抗压降不能忽略， 此时可以简单地把电压 1U 适当抬高，以便近似地补偿定子压降。 在电梯的变频调速系统中，电机的实际最大转 速为其额定转速，因此，电梯的变频调速属“恒转矩调速”。 从上面的分析可看出，只有同时改变电源的电 压和频率，才能满足变频调速的要求。 这样的装置统称为变压变频装置，即 VVVF 装置 (VVVF 是英文 VARIABLE VOLTAGE VARIABLE FREQUENCY 的缩写 )。 VVVF 控制的电梯相对于交流双速电梯、交流调压调 速电梯 (ACVV)都有十分突出的优点。 下面与 ACVV控制的电梯相比较。 安全可靠。 先进的电脑控 制技术，完善的检测、自诊断、自保护功能最大限度地考虑了 电梯在任何情况下出现故障的可能性，设置了各种防故障和应急装置。 舒适感好。 理想 的电梯运行速度曲线，根据人体生理适应能力由高性能的微电脑设计而成，采用矢量控 制技术对交流电动机进行精确调节，使电梯运行极其平衡、舒适。 最佳召唤应答处理和 分配方式，根据乘客人流情况快速反应自动调节，使电梯运行迅速、合理，最大限度地 缩短乘客候梯时间，使电 梯运行效率得到充分发挥。 电气工程课程设计（报告） 7 节约电能。 全电脑控制的调节调频调速 (VWF)系统，不仅性能优异、功能齐全、质量可靠，而且具有优异的节能效果，与目前同 规格的 ACVV相比，节能约 40%，并可使用户电源容量也大量减小。 节省机房空间。 超小型的机房全电脑控制系统 与传统的机房控制系统相比，体积减少 1/2 以上，重量大大减轻。 因此，节省机房空间， 减轻机房承重，提高建筑利用率，从而可节约建筑费用。 利用率高。 全电脑控制可以方便地使两台、三 台、四台以上的电梯进行群控，合理安排，合理分配，提高电梯的运行效率。 井道信号系统的设 计 ⑴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。