课题6 电梯控制柜的设计课件

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1、课题6电梯控制柜的设计电梯是一种垂直运输工具，有了它，摩天大楼才得以崛起，现代城市才得以长高。据估计，全球在用电梯约800万台。电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。电梯在驱动控制技术方面的发展经历了直流电机驱动控制、交流单速电机驱动控制、交流双速电机驱动控制、直流有无齿轮和无齿轮调速驱动控制、交流调压调速驱动控制、交流变压变频调速驱动控制、交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段。1967年，晶闸管用于电梯驱动，交流调压调速驱动控制

2、的电梯出现在1983年，变压变频控制的电梯出现，由于其良好的调速性能、舒适感和节能等特点迅速成为电梯的主流产品。1996年，交流永磁同步无齿轮曳引机驱动的无机房电梯出现。在控制方面，PLC控制系统因其功能强，结构简单，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便等优点，已经取代继电器控制方式。【课题任务书】1、任务概述如图6-1所示为一多层电梯，它包括控制柜、曳引机、轿厢、平衡块、门机等部分组成。请根据电梯工作流程和控制要求设计一个控制柜（以五层为例）。2、工作流程电梯工作流程如下：（1）电梯控制系统由PLC控制的逻

3、辑部分和变频器控制的调速部分组成如图6-2所示。（2）PLC接收来自每层呼梯的呼叫信号、轿厢和门机系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的自动控制。（3）PLC在输出显示和监控信号的同时，根据逻辑控制的要求，向变频器发出运行方向、启动、加速、减速和制动停梯等信号。由变频器根据一定的控制规律和控制算法来控制电机。（4）门机的开关也采取变频控制。3、控制要求（1）输入电源为三相380V电源。（2）曳引电动机功率：M1为3～11KW4极；门机电动机功率M2为3～0.2KW4极。（3）

4、控制柜要求防护等级IP54，要求变频器与PLC之间无明显干扰现象。图6-2电梯工作流程图6-1多层电梯示意分任务1：曳引电动机的变频设计一、电梯曳引电机的变频控制要求1、S型速度曲线电梯停层时梯速为零，正常运行时以额定速度作匀速直线运动。在零速与额定速度之间则作加速或减速过渡，对这一段时间里电机转速的控制叫作调速。在轿厢作加速或减速运动时，乘客会出现超重与失重。普通人对超重和失重的承受能力是很有限的，我国国标GB10058规定了a值不得大于1.5m/s2。由于电梯在匀速运行过程中人们没有不舒适感，而出现不

5、舒适感的时间就是在电梯升速与减速运行的过程中，但只要能在电梯变速运行过程中，维持电梯运行加速度不发生变化，人们将不会有不舒适的感觉。从结构上来看，电梯一次完整的运行过程，就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。通常情况下曳引机包括两类：（1）有齿轮曳引机：拖动装置的动力，通过中间减速器传递到曳引轮上的曳引机，其中的减速箱通常采用蜗轮蜗杆传动（也有用斜齿轮传动），这种曳引机用的电动机有交流的，也有直流的，一般用于低速电梯和高速电梯上。曳引比通常为35：2。（2）无齿轮曳引机：拖动装置的动力，不用中间

6、的减速器而是直接传递到曳引轮上的曳引机。如图6-3所示为交流永磁同步无齿轮曳引机，曳引比为2：1。图6-3无齿轮曳引机为使乘客拥有良好的舒适感，电梯常采用S型速度曲线，转换成频率曲线如图6-4所示。图6-4曳引机运行频率曲线图6-5所示为西门子MM440变频器对电梯曳引机的控制。图6-5西门子MM440控制电梯曳引机通过设置变频器的参数如表6-1所示，就可以实现电梯速度的平滑性，达到顺利启动和准确停车的要求。表6-1MM440变频器参数表2、最佳时序控制电梯的最佳时序控制如图6-6所示，变频器在收到运行命

7、令后，先进入零速运行过程，延时T1，保证电机励磁达到稳态后打开抱闸；同时变频器开始运行启动速度的启动速度保持时间T2后是高速、低速到零速；零速运行T3后，在保证惯性影响为零的情况下，关闭抱闸，由于抱闸抱紧需要一定时间，因此必须延时T4后撤销运行命令。图6-6变频控制电梯的理想时序控制图3、变频器的启动补偿对于1.75m/s以下的中低速电梯，由于运行速度较低，基本不需要启动补偿就可以叨叨比较满意的程度。对于1.75m/s以上的中高速电梯，如果启动舒适感要求比较高的场合，就必须添加称重装置，进行启动转矩的补偿

8、。一般有两种称重装置，即开关量检测和模拟量检测方式。对于开关量检测具有成本低，但只能做到有级，一般安装有4个开关，可以在空载和满载之间实现任意四点的准确补偿，但是由于是有级补偿，还不能做到理想的程度。模拟量传感器可以实现无级补偿，但是存在的问题是模拟量传感器往往会随着电梯的使用，其输出发生偏移，造成补偿错误，效果就会变差，因此需要定期对补偿增益进行调整。4、编码器的合理使用编码器是电梯变频闭环控制的必要器件，其合理选用对电梯的