电子式自动扶梯控制系统的设计

1、济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计题目 电子式自动扶梯控制系统的设计 系别 机 电 系 专业 机电一体化技术 班级 机电 0502 姓名 刘 小 娟 学号 05010216 指导教师 苑 成 友 日期 2007 年 12 月 平顶山工业职业技术学院 设计任务书设计题目：设计题目：电子式自动扶梯控制系统的设计设计要求：设计要求：1.分析电子式自动扶梯控制系统原理。2.根据实际需求，选择主要的器件。设计进度要求：设计进度要求：第一周：对电子式自动扶梯进行调查。第二周：查阅资料。第三周：查阅资料及确定方案。第四周：进行设计。第五周：进行设计。第六周：进行设计。第七周：审核定稿。

2、第八周：答辩。指导教师（签名）：指导教师（签名）： 平顶山工业职业技术学院II摘 要电子式自动扶梯控制系统，是根据自动扶梯的性能要求进行设计的。它的结构框图如图 1-1 所示。电子式自动扶梯控制系统，能对电动机的起动、停止、正转、反转、及“星三角”变换进行全面的控制和管理，对运行中发生的短路、欠电压、过载、梯极异常、梯级下沉、驱动链断、曳引链断等多种故障实施高速并行处理：当一路或几路发生故障时，能进行声光报警，及时切断电路电源和主电路电源，使自动扶梯迅速制动并准确停车。 图 1-1 控制系统框图关键词：检测开关，光耦合器，电压比较器，保护电路输出三极管，电压比较器平顶山工业职业技术学院III目

3、 录摘 要.II1 自动扶梯的机械结构.11.1 梯级的性能与结构 .21.2 曳引链 .21.3 主轴驱动 .21.5 减速器 .31.6 制动器 .31.7 驱动链条 .31.8 金属骨架 .41.9 安全保护装置 .42 电子式自动扶梯控制系统原理.52.1 组成 .52.1.1 主电路 .52.1.2 控制电路 .62.1.3 整流稳压电路 .62.1.4 保护电路 .92.2 工作原理 .92.2.1 起动 .92.2.2 运行 .102.2.3 停机 .112.2.4 保护电路工作原理 .112.2.5 整流稳压电路 .142.2.6 润滑电路的工作原理 .142.3 主要原件的选

4、择 .142.3.1 检测开关的选择.202.3.2 光耦合器的选择 .212.3.3 保护电路三级管的选择.222.3.4 电压比较器的选择.23结 论.25致 谢.26参考文献.27平顶山工业职业技术学院11 自动扶梯的机械结构目前所生产的自动扶梯有多种型式，具体分类如下：按曳引链上午型式分：1000mm 双人梯，800mm 单人梯和 600mm 单人梯。有些国家的这项数值是按离级踏板面 60cm 高度的扶手之间的水平距离来标注的，如 1200mm 双人梯，1000mm 单人梯，实际上梯级宽度也是 1000，800，600mm。按扶手护壁型式分：全透明，半透明，不透明。按扶手照明分：有照明

5、，无照明。按提升高度分： 小高度提升高度为 36m 中高度提升高度为 620m 大高度提升高度为 20m 上按倾斜角度分：30，35，27.5。按运行速度分：按 EN115 规定。 当倾斜角度30时，不超过 0.75m/s 当倾斜角度30而35时，不超过 0.5m/s按设置方法分：单台型，单列型，单列重叠型，并列型，交叉型等。扶梯的型号：我国城乡建设环境保护部标准JJ45-86 电梯、液压梯产品型号编制方法中，规定了如下的扶梯型号编制方法 1 12 23 34 45 567 77 7其中：1 代表产品类别 2 代表产品品种 3 代表拖动方式 4 代表改型代号 5 代表额定载重量 6 代表额定速

6、度 7 代表控制方式如 TKJ50/1.0-JX 表示交流集选控制客梯、额定载重量为 750，额定速度平顶山工业职业技术学院21.0m/s1.11.1 梯级的性能与结构梯级的性能与结构梯极从结构上分有整体式和组装式两种。对梯级结构型式起较大影响的几何尺寸是主，辅轮之间的基距 L.梯级其它尺寸的确定与梯路的设计、引链节距有关。决定主轮使用寿命的主要因素是承载轮压的大小，而影响承载轮压的因素在于轴承轮圈材料主轮成形工艺。我国目前的轮圈材料已从丁腈橡胶向聚氨酯材料过渡，并且提高度在 6m 以下的梯级主轮有取代曳引链金属滚子的趋势，使梯级运行更加平稳，噪声更小。梯级的支架一般为铝合金压铸件，梯级主轴从

7、支架中穿过。梯级主轴与支架有几种不同的连接方式： （1）对开轴承盖式的支架盖式。 （2）整体尼龙轴套式。 （3）锥套用圆柱销固定是式。它们的共同特点是装拆方便，允许梯级在驱动端和张紧端翻转时有微量的转动。1.21.2 曳引链曳引链自动扶梯的曳引链是传递牵引的主要构件，一般采用套筒滚子链结构，也有采用齿条式结构的，齿条式结构不在此叙述。目前也大量采用梯级主轮（直经70mm100mm）替代筒子中的金属滚子。由于两根曳引链条长度偏差会在运行中造成梯级的偏斜，故对此要进行配对处理。一般要求；（1） 同一链节上孔距误差0.02mm 且选配组装。（2） 在 5000N 紧力下，测量左右对称的两段链长，其同

8、步误 0.04mm。测量长度为两个 tf。节距 t 是曳引链的主要参数，它决定了两梯级主轮间的距离 tf。目前，两梯级主轮间的节距有公制和英制之分，公制采用 400mm，英制一般采用 406.6mm。曳引链条节距应满足 mt=400406.4mm 的关系，m 为相邻两梯级间的链节数。因此，节距t 有 50.8、67.7、100、101.6、133.3、135.5mm 几种。平顶山工业职业技术学院31.31.3 主轴驱动主轴驱动装曳引链轮的轴称为驱动主轴。主轴由一对曳引链轮、扶手驱动链轮、与减速器相连的多排滚子链的链轮组成。自动扶梯的曳引链轮一般为整体式，但也由把此链轮做成轮芯和轮箍两体。而轮箍

9、由若干小块拼成，在轮箍的外圆上面滚齿，然后由螺栓连接起来组成链轮，这样便于对齿面进行淬火处理及磨损后更换。在提升高度超过 6m（包括 6m）情况下必须设置紧急制动器，直接作用于驱动主轴上，一般利用摩擦原理来进行制动。在提升高度超过 6m（包括 6m）情况下必须设置紧急制动器，直接作用与驱动主轴上，一般利用摩擦原理来进行制动。1.41.4 电动机电动机电动机采用笼型异步电动机。过去采用 Y 系列电动机，由于噪声过大，不能满足现代自动扶梯的需要，日趋淘汰。国内已经有厂家试制出低噪声、大起动转矩的YZTD160L 系列电动机，已批量生产 8、11、15KW 电动机，代替进口产品。1.51.5 减速器

10、减速器减速器有阿基米德蜗杆减速器，齿轮减速器和针轮减速器几种。阿基米德蜗杆减速器由于效率低、噪声大、已被淘汰；齿轮减速器国内没有生产出低噪声的，只有大提升高度的自动扶梯上采用，国外进口自动扶梯上有采用；针轮减速器由于效率高、体积小，前几年被广泛使用，但因噪声大、使用寿命短。而日趋淘汰。国外广泛采用圆弧圆柱蜗杆减速器和平面双包络蜗杆减速器，它们承受负载的能力大、效率高、噪声低，特别是平面双包络蜗杆减速器，其承载能力是阿基米德蜗杆的 4倍，但价格相当昂贵。1.61.6 制动器制动器制动器一般采用液压推杆式。由电动机和减速器立式安装，广泛采用带式制动器。它的动作原理为：通电时堵转力矩电动机转动，通过

11、小齿轮带动齿条移动，从而松开报闸，使主电动机可以起动；断电时，堵转力矩电动机掉电，利用弹簧使齿条反相移动，从而使带报闸紧制动轮，达到制动主电动机的目的。1.71.7 驱动链条驱动链条平顶山工业职业技术学院4驱动链条大多数采用标注多排套筒滚子链，安全系数5。如果采用 V 带时，安全系数7，且比小于三根。为使各齿轮均匀磨损驱动链轮，应优选下列齿轮：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。1.81.8 金属骨架金属骨架自动扶梯的金属骨架是自动扶梯内部结构的安装基础，他的整体刚性及局部刚性的好坏直接影响扶梯的性能。所以要求挠性控制在两支称距离的 1/750 范围内，对于公共型自动

12、扶梯要求控制在两支撑距离的 1/1000 范围内。自动扶梯的金属骨架是个桁架结构，按节点载荷进行设计计算，要求结构紧凑，留有装配和维护空间。国内外有两种主材的结构形式：一种是采用热轧型125mm80mm10mm 角钢作为主梁角钢，6、3 号槽钢作为主材；另一种采用110mm80mm10mm 异步型矩形管材作为主梁，80mm60mm10mm 异型矩形管材作为主材。自动扶梯的金属骨架都采用焊接方法进行拼装，其焊接的变形量和焊缝质量至重要。控制和消除变形，常规做法采用自然时效，但时间很长，占地多，不允许这样做目前，国内有些厂家采用振动时效方法消除焊接后的残余应力，效果相当不错。1.91.9 安全保护

13、装置安全保护装置为了保证乘客的安全及自动扶梯安全运行，各国对自动扶梯性和垂直电梯一样其重视并有严格的规范。安全保护装置如下：一、曳引链过分伸长或断裂保护装置二、梳齿异物保护装置三、扶手带进入口安全保护装置四、梯级下沉保护装置五、驱动链断保护装置六、扶手带断保护装置平顶山工业职业技术学院52 电子式自动扶梯控制系统原理电子式自动扶梯控制系统，能对电动机的起动、停止、正转、反转、及“星三角”变换进行全面的控制和管理，对运行中发生的短路、欠电压、过载、梯极异常、梯级下沉、驱动链断、曳引链断等多种故障实施高速并行处理：当一路或几路发生故障时，能进行声光报警，及时切断电路电源和主电路电源，使自动扶梯迅速

14、制动并准确停车。 电子式自动扶梯系统选用了体积小、性能可靠的进口元件（接触器和继电器）作为控制元件。选用体积小、寿命长、时间可调、安装方便的空气延时头作延时继电器。选用了可靠性高、灵敏度高的敏感元件霍尔接近开关作为故障检测元件。它从根本上克服了“行程开关+继电器”控制中的反应迟钝、易丢失瞬时故障信息的缺点。同时，这种开关为无触电开关，减少了噪声对系统的干扰，保证了故障检测的准确、及时、可靠。选用光耦合器作为传输元件，输入输出没有直接电器连接，从而避免了输出端对输入可能产生的反馈和干扰。设计中选用了具有记忆功能的逻辑电路，为检修工作带来了很大方便。另外，本电路所选的电子元器件均为标准件或通用件，

15、提高了控制系统的标准化程度和通用化水平。2.12.1 组成组成电子式自动扶梯控制系统的原理图如图 2-1 所示。它包括四大部分，既主电路、控制电路、整流稳压电路和保护电路。2.1.12.1.1 主电路主电路主电路由下列元器件组成：（1） 交流拖动电动机 M1（2） 交流制动电动机 M2（3） 交流润滑电动机 M3（4） “”联接接触器 KM3（5） “Y” 联接接触器 KM4（6） 上行接触器 KM1（7） 下行接触器 KM2（8） 制动电动机接触器 KM5平顶山工业职业技术学院6（9） 润滑机接触器 KM6（10）相序继电器 KP（11）漏电保护装置 FIN（12）热继电器 FR1、FR2（

16、13）电源指示灯 HL（14）主电路自动空气短路器 QF12.1.22.1.2 控制电路控制电路控制电路完成自动扶梯的正反转、起动、停止、制动、报警等一般功能。（15）上行接触器 KM1（16）下行接触器 KM2（KM1、KM2 之间具有可靠的机械联锁）（17）“Y” 联接接触器 KM4（18）“”联接接触器 KM3（KM3、KM4 具有可靠的机械联锁）（19）制动电动机接触器 KM5（20）停止按钮 STP（21）起动钥匙开关 ST1（22）“星三角”空气延时头 KT1（23）热继电器 FR1、FR2（24）保护继电器 KA1（25）相序继电器 KP（26）制动继电器 KA2（27）上、下行

17、指示灯 HL1、HL2（28）告警电铃 HD（29）开关 SA1、SA2（30）累计计时器 h（31）润滑电动机接触器 KM6（32）润滑空气延时头 KT2 及润滑按钮 ST22.1.32.1.3 整流稳压电路整流稳压电路整流稳压电路主要元器件（33）变压器 TC平顶山工业职业技术学院7（34）整流桥 U（35）滤波电容 C（36）三端集成稳压器 T2.1.42.1.4 保护电路保护电路保护电路的主要功能是检测故障并进行声光报警，切断控制电路电源，迅速制动拖动电动它由下列元器件组成（1） 接近开关 SQ（2） 电阻（3） 光耦合器 V1、V6（4） 保护逻辑电路 D（5） 故障指示灯 HL（6

18、） 开关管 V2（图 13） ，V7（7） 快速二极管 V5（图 13） ，V8（8） 复位电路 SB、C（9） 保护继电器 KA12.22.2 工作原理工作原理2.2.12.2.1 起动起动1.上行起动上行起动如图 12 所示，闭合自动断路器 QF1，电源指示灯（绿灯）亮（闭合QF1 前只有红灯亮） ，表示电源接通。相序继电器 KP 检查相序正确时，它在控制电路中的常开辅助触点闭合。将双向开关 SA1 打到上行位置，旋动钥匙开关 ST1，若主电路电流在规定范围之内，控制电路中热继电器 FR1、FR2 的常开辅助触点不断开，所以制动电动机接触器 KM5 控制线圈通电，主电路 KM5 的主触点吸

19、合，制动电动机M2 起动，M2 带动液压装置使闸瓦松开制动轮（制动轮与电动机 M1 同轴） ，即抱闸脱离抱合位置，使拖动电动机 M1 处于自由状态，为 M1 起动做好准备。当移到一定位置时，装在液压装置中连杆上的磁钢与接近开关 SQ15 径向距离在 8mm 之间内，或者有横向靠近 SQ15 的边缘时，接近开关 SQ15 便有信号输出。与 SQ15 接在同一回路中的制动继电器 KA2 线圈通电，使它在主电路中的常开扶辅助触点 KA2 闭合。平顶山工业职业技术学院8平顶山工业职业技术学院9接触器 KM5 控制线圈开始通电时，挂在它顶部的空气延时头 KT1 未动作，所以它在控制电路中的常闭触点仍闭合

20、。由于 KM3（联结接触器）控制线圈断电，与 Y 联结接触器 KM4 相连的常闭辅助触点 KM3 闭合，Y 联结接触器 KM4 线圈通电，使 KM4 在在主电路中的主触点及控制电路中的常开辅助触点闭合。系统无故障发生时，保护继电器 KA1 线圈通电（该系统无故障发生时，所有指示灯不亮，有信号输出） 。控制电路中 KA1 的常开辅助触点闭合，KM1 控制线圈通电。主电路中 KM1 的主触点及控制回路中 KM1 的常开辅助触点闭合并自锁。上行指示灯亮。经过以上过程，完成上行 Y 联结减压起动。2. 下行起动下行起动闭合主电路开关 QF1，把 SA1 开关置于下行位置，旋动钥匙开关，若主电路电流在规

21、定范围之内，热继电器 FR1，FR2 不动作。即它们在控制回路的常闭辅助触点不断开，制动电动机接触器 KM5 控制线圈通电，它在主电路中的主触点闭合，制动电动机 M2 起动。M2 带动液压装置使抱闸脱离抱合位置。固定在液压装置中连杆上的磁钢，移至接近开关 SQ15 的径向距离 8mm 之内，或者由横向靠近 SQ15的边缘接近开关 SQ15 便有信号输出，与它接在同一回路中的制动继电器 KA2 线圈中有电流通过，KA2 在控制电路中的常开辅助触点闭合。相序继电器 KP 检查到进线端相序正确，则它在控制电路中的常开触点闭合。KM5 控制线圈则有电流通过时，它所带的空气延时头 KT1 的常闭触点不断

22、开，由于 KM3 线圈断电，它与 KM4 串联的常闭触点不断开，Y 联结接触器 KM4 的线圈通电，它在控制电路中的常开辅助触点闭合，所以下行接触器 KM2 控制线圈通电，因此，它在主电路中的主触点闭合，它在控制电路中的常开辅助触点也闭合并自锁，下行指示灯亮，由以上过程完成下行 Y联结减压起动。2.2.22.2.2 运行运行1.上行运动上行运行 Y 起动持续到一定时间（3s5s）KM5 所带的空气延时头 KT1 的常闭触点断开，所以 Y 接法接触器 KM4 上午控制线圈断电，KM4 主电路的主触点断开，它在控制回路中的常开触点也断开，常闭辅助触点则闭合，三角型接法接触器 KM3控制线圈通电，主

23、电路中 KM3 的主触点也闭合，控制回路中 KM3 的常闭辅助触点断平顶山工业职业技术学院10开，拖动电动机 M1 由 Y 运动切换为运行。2.下行运动下行运行下行 Y 接法运行到一定的时间，制动电动机接触器 KM5 所带的空气延时头 KT1 常闭触点断开，但此时，与 Y 接法接触器 KM4 串联的下行接触器 KM2 的常开触点闭合（KM2 控制线圈通电） 。所以 KM4 控制线圈中仍有电路通过，它的辅助常闭触点 KM4 断开，KM3 控制线圈断电，电动机仍然工作于星型接法。不接 KM2 触点，则变成三角形运行。2.2.32.2.3 停机停机自动扶梯的停车制动是由电磁包闸或电制动器快速动作完成

24、。电磁抱闸体积较大，适合于有机房的地方使用。失电制动器体积较小，在没有机房使用时较好。1.正常停机接下停止按钮 STP，切断控制电路电源，控制电路各接触器（KM5、KM4、KM3、KM1 或 KM2）的控制线圈停正常电，所以，控制电路中相应于各接触器的辅助触点动作，即它们的常开触点断开，常闭触点闭合，所以与 ST1 并联的 KM1、KM2 的自锁触点 KM1、KM2 断开，系统不能在起动，主电路中相应于各接触器的主触点断开，制动电动机 M2 和拖动电动机 M1 均失去电源，M2 提供的转距迅速减小为零。液压装置在复位弹簧的作用下即立即抱闸，即使在位能性负载的作用下，该装置也能使拖动电动机 M1

25、 实现迅速停车。2.故障停机当某一路或几路有故障发生时，与之相应的接近开关有信号输出，经保护电路内部进行逻辑处理后，使开关管关断，保护继电器 KA1 线圈断电，所以，控制电路中 KA1 的常开辅助触电断开，使 KM1 或 KM2 的控制线圈断电，因此，KM1 或 KM2 的常开辅助触点断开，切断控制电路电源，并失去自锁，系统不能在起动。由于接触器 KM5 的控制线圈也断电，所以相应于 KM1 或 KM2、KM5 在主电路中的主触点断开，电动机断电。M2 提供的转距变为零，在复位弹簧的作用下，抱闸回到抱合位置，自动扶梯迅速制动，准备停车。2.2.42.2.4 保护电路工作原理保护电路工作原理自动

26、扶梯在运行中可能出现各种故障，例如驱动链断、梯级下沉、梳齿板移动、平顶山工业职业技术学院11曳引链断等等。为了在出现上述故障时，自动扶梯能及时切断控制电源，迅速停车，以免发生人身伤亡事故，损坏扶梯的零部件，因此必须设立必要的保护电路。保护电路设计的主要特点是：1.准确及时获得故障信号。2.及时切断控制系统电源，自动扶梯迅速停机。3.能指示故障发生部位。根据欧洲标准规定，自动扶梯须设有如下安全装置：1.供电系统断，错相百、保护装置。2.电动机过载保护装置。3.梯级链保护装置。4.工作制动器。5.附加制动器。 （扶梯高度6m 时采用）6.超速保护装置（使用笼型异步电动机的扶梯不设）7.非操纵逆转保

27、护装置。8.扶手带入口保护装置。9.梳齿板安全白狐装置。10.梯级或踏板塌陷保护装置。11.急停按钮。确定 RS 触发器初态。在图 22 所示的电路中，系统无故障时，光耦合器中的光敏晶体管不导通。因此电源电压在 015V 的变化过程中，S 端通过一电阻接在电源 VC2上，迅速跟上电源变化。而 R 端是从 RC 电路中取信号，由于电容的存在，该电路时间常数为 RC，R 端电压上升率。也就是说，S 端的电压达到最大值时，R 端所取电压仍处于 0Vmax之间的某个值，此时，触发器状态 R=0,S=0.待 RC 电路中 C 端电压上升到电源稳定电压时，触发器状态 R=1,S=1.所以本设计中触发器初态

28、不存在R=0,S=0 的不定态。该电路所用接近开关为 PNP 型、常开、霍尔型接近开关，它的工作电平为高电平，即导通时输出高电平。以第一路为例（其他各路以接近开关作故障检测元件的 工作原理于此相同） ，它的工作原理如下：平顶山工业职业技术学院12图 2-2 保护电路原理图若第一路发生故障，图 22 接近开关 SQ1 有一高电平输出，此时，光耦合器中的发光二极管发光，通过光耦合作用，使光耦合器中的光敏晶体管饱和导通，由图可知:此时，RS 触发器的 6 端（S）为 0，1 端（R）为 1，4 端（Q）为 1，经过反相缓冲变换器 3 后变为 0，第一路故障指示灯 HL 发光，用光来显示故障部位。由电

29、路的互补对称关系知：当 RS 触发器的 4 端为 1 时，3 端输出为 0，同相器4 的输出端为 0，反相器 5 输出端 10 为 1，同时缓冲器 6 的输出端 15 为 1，三极管基极没有电流通过，开关三极管 V2 关断，保护继电器 KA1 的线圈无电流通过，因此，KA1 在控制电路中的常闭辅助触点闭合，告警电铃发出告警信号，同时 KA1 的常开辅助触点断开，接触器 KM1 或 KM2 线圈断电，它的常开辅助自锁触点断开，切断控制电路电源，系统不能再起动，接触器 KM5 控制线圈断电，主电路中相应的主触点断开，M2 断电，抱闸回到抱合位置，实现准确停车，实际的保护电路如图 23 所示平顶山工

30、业职业技术学院13图 2-3 实际保护电路图表 2-1 保护电路电平表元件号SQ1234567KA1接点号115163223128101415ee通电平11010000100021011通断电平00111100011100110断这是一张很有用的表,通过这张表可以很容易地发现哪个元器件及其附属元器件有无问题。例如:经用万用表检查,各元器件电源电压正常,当 S 极接近开关时,KA1 不动作。进一步检查,发现 5 号元件的接点 8 和 10 都是“1”电平,元件 4 的接点 2 为“0”,1点为 1,其他元件的通态电平都正常。由此可以确定,元件 5 损坏,应更换一只,由此可以类推。如果检查受条件限

31、制,不便进行时,可以更换备用电路板。我们常用图 24 电路对霍尔器件的电源进行欠电压保护。当电源电压偏低（超出它允许的波动范围）或失压时，光耦合器截止。由图 15 可知：信号由电阻 R 上取出，加入到 RS 触发器的 6（S）端，逻辑电路与图 13 相同。因此，电源电压偏低或失压时，R 上的信号电压为 0，经过逻辑电路变换后，输出晶体管 V2 截止，保护继电器 KA1 线圈断电，KA1 在控制电路中的常开触点 KA1 断开，切断控制电路电源，扶梯制动。图 2-4 失压保护电路原理图2.2.52.2.5 整流稳压电路整流稳压电路桥式整流电路是依靠二极管的单向导电性，将交流电换成直流电，它的输出波

32、平顶山工业职业技术学院14形是单向全波脉动波形，再经滤波电路滤去整流电压中的纹波，并由三端集成稳压块进行稳压，为工作电流提供合适的直流电压。2.2.62.2.6 润滑电路的工作原理润滑电路的工作原理在图 13 中，按下起动按钮 ST2，作为延时继电器的空气延时头 KT2 常闭触点闭合，KM6 控制线圈带电，与 ST2 并联的 KM6 的常开触点自锁，主电路中 KM6 主触点闭合，使润滑电动机 M3 起动并开始工作，持续到一定时间后，空气延时头的常闭触点断开，KM6 线圈断电，M3 停机，润滑结束。 2.32.3 主要原件的选择主要原件的选择接触器是控制拖动电动机通断，从而控制扶梯实现各种运动的

33、主要器件，其他为配套器件。自动扶梯中拖动电动机功率大小，可根据下述公式选择/(9550)PMnNi式中 - 总的驱动转矩，MNm - 电动机额定转矩； nN/r m - 传动效率； - 总减速比； i当电动机功率和它的工作状态确定之后，可根据接触器生产厂家提供的产品样本查表选择，而无需再作计算。例如：天水 213 厂引进法国 TE 系列接触器，其详细的选用参数表，如表 2-2、表 2-3、表 2-4 所示。 表 2-2 LC1-D 系列接触器选用表接触器型号D90D12D16D25D40D50D63D80额定工作电流（A）43ACAC4951271610251640205025633280发热

34、电流(A)AC-125253240608080125三相电机容量（KW）42 . 25 . 745 . 53115 . 55 .183722平顶山工业职业技术学院15 (AC3)VV3802203P+1NDD093D123D163D253_3P+1ND+1ND_D403D503D633D803接触器3P+1NDD099D129D169D259_配接热继电器 IR1D09D12D16D25D40D50D63D80配熔断器电流（A）1016203250636380表 2-3 LC2-D 系列接触器选用表规格D09D12D16D25D40D50D63D80额定电(A)AC-

35、3912162540506380发热电流（A）AC-1252532406080801253 相电机容量220V/380V AC3(KW)2.24.03.05.54.07.55.5111118.5152218.52222373P+1NDLC2-D099LC2-D129LC2-D169LC2-D259_触点构成3P+1ND+1ND_LC2-D403LC2-D503LC2-D633LC2-D803配接热继电器LR1-D09LR1-D12LR1-D16LR1-D25LR1-D40LR1-D50LR1-D63LR1-D80配熔断器电流（A）1016203250636380平顶山工业职业技术学院16LC1

36、-D 系列交流接触器是单台接触器，可以用它组合成各种工作方式。LC2-D 系列接触器是 2 台同容量的接触器组合起来的，两台接触器之间有机械联锁，加之线路的电联锁，则更为安全可靠。LC3-D 系列星三角减压起动器适于 50/60HZ,电压至 660V，电流至 80A 以下的电路中，作为电动机的重负载起动装置。它设有定时器，可自动进行“星三角”转换，以降低电动机起动电流，这也是一种可选用的新型器件，实际上，它是由LC1-D 系列接触器，LA2-D,LA3-D 系列空气延时头，LA1-D 辅助触头组共同组成，更合理，更紧凑，不过，它仅能单方面运转，如果要正、反向远转，还需要作些改进，或向生产厂专门

37、定作。LC3-D 系列“星三角”减压起动型号含义：LC3-DLC3-D线圈电压代号数字 3 表示 25A 以下为3P+NO；40A 以上为 3P+NO+NC额定工作电流D 系列星三角起动器3P 为三对动合主触头，NC 为动断辅助触头，NO 为动合辅助触头。表 2-4 LC3-D 系列星三角启动器选用表三相电机容量（KW）AC3 负载型号额定工作电流（A）AC3220V380V415V440V配用热继电器型号LC3-D123125.5111111LR1-D12316LC3-D163167.5151515LR1-D16321LC3-D4034018.5373737LR1-D40355LC3-D50

38、35030555959LR1-D63359LC3-D8038037757575LR1-D80363外型及接线32、35、40、43、47选用接触器时，需要了解电动机的工作状态，一般用 AC1、AC2、AC3、AC4 表示，平顶山工业职业技术学院17它们的含义是：AC1：无感或微感负载、电炉等：AC2：起动、运转断开绕线电动机；AC3：在起动、运转中断开笼型电动机;AC4：起动、负载制动与反向微动笼型电动机。AC2：负载时，交流接触器主触头应能分断（或接通）2.5 倍的额定工作电流AC3：负载时，交流接触器主触头应能分断（或接通）10 额定工作电流；AC4：负载时，交流接触器主触头应能分断（或接

39、通）12 额定工作电流；在相同电压下，当电动机“星形”运转时，每相绕组的 电流为电动机额定电流的 1/3(Ie/3)。其相电压为线电压 Ue的 1/（与三角形运转相比，电压降到 58%） ，3此时电动机的功率： r3PP =3(Ie/3)(Ue/) 3cos =(/3)3 Ie Uecos三角形接法运转时，额定功率 =P3 Ie Uecos所以星形运转时的功率与额定功率之比为 =(/3) / Ie Ue r/ PP3 Ie Uecos3cos所以使电动机星形接法的接触器可选小一些，LC3-D 系列接触器做到了这一点。另外，也可选用 LC2-D 系列接触器，该接触器有机械联锁，组成该型接触器的二

40、只接触器容量相等，有点浪费，不过，可以减少接触器品种，降低价格。接触器的负载类型不一样时，通过的电流可以是不同数值。例如：1)电阻负载与非阻抗回路（或功率因数0.95 的感性负载）该电路接通或断开时，可以使用到接触器的发热电流，属于 AC1 型。2)照明电路由于水银灯启动与白炽灯不同，启动电流大，时间长，因此考虑启动特性，应在 AC3 以内选用，推荐的选用电流如表 2-5 所示： 表 2-5 不同照明负载时，接触器容许电流平顶山工业职业技术学院18型号额定发热电流（A）白炽灯（KW）荧光灯（KW）汞灯（KW）LC1-D093A600.3LC1-D123A60253.320.4LC1-D163A

41、60326.640.7LC1-D253A60406.641LC1-D403A606011.07.5LC1-D503A60LC1-D633A608013.510LC1-D803A6012517.6注：额定电压 200V220V。3)感性负载如果电动机在额定转速时，时常有点动，反接制动，那么,属于 AC3 和 AC4 混合类型，这种情况会影响接触器的寿命。点动率和寿命的的关系由图 2-5 表示。图 2-5 点动率与寿命的关系延时继电器作为延时器件，可以选用空气延时头，也可以选用晶体管时间继电器。这里介绍一种空气延时头，它可以挂在接触器和中间继电器上，占用空间少，很方面。它的主要参数如表 2-6 所

42、示。 表 2-6 空气延时头性能型号延时范围触头数量工作性能平顶山工业职业技术学院19LA2-D200.1s0.3sLA2-D220.1s30sLA2-D2410s180s通电延时LA3-D200.1s3sLA3-D220.1s30sLA3-D2410s180sNO+NC断电延时辅助触点的选择,现代新型的接触器上都可根据需要挂上可装可拆的辅助触头，既方面，有实用。例如表 2-7 所示的辅助触头组就有不同的触头数目，完全可以满足使用要求。各厂家都根据自己产品的结构，配有配套的辅助触头和延时头或时间继电器，选用时，可根据各厂家的产品配套选用。 表 2-7 辅助触头组型号与功能型 号触头数量LA1-

43、D022NCLA1-D11NO+NCLA1-D202NOLA1-D222NO+2NCLA1-D404NOLA1-D044NCLA1-D13NO+3NCLA1-D313NO+NC2.3.12.3.1 检测开关的选择检测开关的选择检测开关可分为接触式开关和非接触式开关。接触式开关和各种开关行程开关等，这类开关的共同特点是需要外界施加一点压力，使机械触点进行接触，如果外界压力太大，容易损害触点。外界压力太小，接触不可靠甚至接触不上。非接触式检测开关有光电开关、霍尔型接近开关、感应型接近开关、以及各种传感器。光电开关是根据投光器发出的光，在被检测体上发生光量增减;用光电变换器件组成的变光器，检测物体有

44、无、大小和明暗的开关。它可用于产品的有无检测、计平顶山工业职业技术学院20数、定位、缺陷检命长，对外界杂散光和电器噪声有很强的扛干扰能查、安全报警标记识别等。其使用寿力，其安装方便，适器控制要求。这种合各种电光电开量输出元件关很敏感，在检测要求很高的地方，这是一种很好的检测元件，但在扶梯故障检测中，不仅对故障检测灵敏，而且对不影响扶梯性能的纸张、垃圾等挡光体也很灵敏，会造成误动作。但在干净的地方检测故障，性能很好，故多用于有、无乘客的自动启、停控制。感应型接近开关是对金属敏感的传感器。但金属接近时，由于改变可内部的震荡频率而产生信号，达到控制和检测目的。有交流常开、常闭，直流常开、常闭型。对不

45、同的金属如钢、不锈钢、黄铜、铝等有感应，不过，感应距离哟差别。它们之间的比例如表 2-8 所示，表中设定钢铁的作用距离为 100%。表 2-8 不同金属的作用距离材料钢铁不锈钢黄铜铝纯钢作用距离（%）10075453530这种感应型接近开关，适合于检测金属的存在，但在自动扶梯中，金属大量存在，不宜采用，而需要采用霍尔型接近开关。霍尔型接近开关是对水磁敏感型的传感器。开关有直流常开、常闭、自锁型。当 S 极接近时，常开导通，常闭断开。S 磁极离开时，常开断开，常闭导通。而自锁型开关只有 S 极接近时，开关导通并保持导通状态，只有 N 极接近时，开关才断开并保持断开状态。这种开关的主要特点是反应迅

46、速、可靠性强、寿命长、体积小、防潮、防水、防震。只有按照开关的使用条件使用，工作就会正常，不易出故障。不同厂家的产品样本，对使用条件规定很详细，必须按照要求选用。在自动扶梯控制中，这种开关是使用的，它的工作也是可靠的。2.3.22.3.2 光耦合器的选择光耦合器的选择光耦合器把发光器件和光敏器件组装在一起，通过光线实现电-光-电的转换器件。其特点如下：（1）光耦合器的发光和受光部分不接触，具有很高的绝缘电阻，可以达到 1010平顶山工业职业技术学院21欧姆以上，耐 2000V 以上的高压。被耦合的两部分可以自成系统，不需要“共地” 。绝缘和隔离性都很好，可以避免输出端对输入端可能产生的反馈和干

47、扰。（2）光耦合器的发光二极管是电流驱动器件，动态电阻很小，对系统内外的噪音干扰信号形成低阻抗旁路，所以具有很强的抑制噪音干扰能力。（3）另外，它的响应时间一般在数微妙以内，高速型光耦合器的响应时间甚至小于 10ns。在保护电路中，霍尔接近开关，反应时间也子 ns 范围内，即使是 CMOS数字电路，其反应时间也 是在数 ns 范围，故整个保护电路反应故障的速度约在10ns 以内，考虑到抗干扰的延时。延时会长一些，但也是很快的。由于电路有故障“记忆”功能，尽管带动的继电器反应速度慢，也不影响抓住故障的反应速度。换句话说，这种器件组成的保护电路对瞬时出现又瞬时消失的故障均能迅速反应并施加保护，并且

48、指示故障部位。光耦合器在使用时，除正常的发光二极管的工作电路外，还应充分注意传输（CTR）它和三极管的 值相似，可认为是电路放大倍数。恰当地选择它可以使光耦合器输出三极管工作在开关状态（饱和-截至）或放大状态。不同的型号。CTR 不同；同一型号，离散性也很大，最好每只都实际测试。2.3.32.3.3 保护电路三级管的选择保护电路三级管的选择保护电路输出三极管的负载是继电器线圈，输入信号是高、低电平，因此该三极管工作在开关状态，是最为一个无触点开关在使用。由于三极管饱和和导通时，Uce很小，所以三极管的损耗是很小的。三极管的选择应根据继电器而定，现举例说明：在图 2-6 中。设继电器工作电压为

49、15V，工作电流为 80mA，电源电压已定为15V，输入低电平时有效。求三极管型号、参数。以及基极电阻 Rb.。由于输入为低电平有效，可选 3CG 型 PNP 硅外延平面高额小功率三极管。已知继电器 KA 的工作电流为 80mA，且取三极管 V1 的放大倍数为=80100，则基极饱和电流为平顶山工业职业技术学院22图 2-6 保护电路输出级原理图 Ibs=(34)Ib =(34)(80/80) mA =(34)mA b=15/(34)=3.75RK三极管的反压大于 15V，故取 3CG130PNP 三极管 V2 二极管是为继电器的电感线圈在断点时，提供一个反电动势的发电通路。2.3.42.3.

50、4 电压比较器的选择电压比较器的选择控制电源必须采用比较器与动力电源隔离，不能与动力电源有直接的电气联系。控制电路的电压最高不超过交流有效值 250V，以保证扶梯工作人员和乘客的人身安全。电压比较器设计中主要考虑容量大小，二次电压和电流的大小，扶梯设计部门只要提供各二次绕组的电流、电压值，一次绕组的电压值以及安装尺寸和绕制要求，有比较器生产厂家专门设计更合理、更经济一些。一般说来，大商场或其它大型公共场合，照明比较强，大于 50LX 不需要照明。当照度小于 50LX 或者个别豪华场合使用梯型，需要扶手照明，可设置独立的照明控制箱，临时配给。但一般情况下不提供照明电路，这是因为，除了照度足够外，

51、还有一些其它原因：一是照明线路引线多；二是灯管寿命有限，损坏后由于扶梯周围空间小，更换不易，使照明引线成为废线并通有电压，而且常常是 220V 的电压，这是不安全的。电压比较器的基本应用线路，是专业集成比较器，无需外接调零和补偿元件，输出高、低电平可以直接和 DTL、TTL 数字电路高低电平匹配。当基准电压（参考电压）Vref加在相同端（+） ，比较信号 Vin加在反相端（-）平顶山工业职业技术学院23时，输出电压 V0为低电平，如图 2-7图 2-7 反相端输入电路与输出电平当基准电压加在反相端（） ，比较信号 Vin加在同相端（+）时，VinVref 。则输出电压为高电平，如图 2-8 所

52、示。 图 2-8 同相端输入电路与输出电平参考电压 Vref可以是任意值，它可以是正电压，零电压，也可以是负电压，但必须在所用电路的输入共模范围内。在电压保护电路中，过电压保护电路如图 2-9 所示。图 2-3 过压保护电路参数电压取自三段稳压器 N 的输出端，经分压后加在比较器 A 的反相端，比较平顶山工业职业技术学院24信号取自三端稳压器的输入端，这点电压是可以随电源电压的变化而变化的，然后加入电压比较器的同相端，这样，就检测到了电源电压的变化。当电源电压为正常值时，比较器 A 输出为低电平，光耦合器输出 Uout为高电平，保护电路显示整个控制系统正常， 。若电源电压高于正常值，比较器 A

53、 输出为高电平，光耦合器 V2导通，输出电压 Uout为低电平，保护电路动作，使控制系统断电，自动扶梯停转。R6 为比较器 A 自身结构需要的上拉电阻.R2 则造成电压的迟滞区,使它不会在动作时产生震荡.有的扶梯控制电路中没有加过压保护,原因是一般拖动及控制电路均能适应电源电压的变化。除非某些控制部件要求电源电压变化范围比较苛刻,则加上过压保护电路,否则一般不加。完成一系列的设计后，要想扶梯控制系统正常运行，必须有下列基本保证：第一，接线要可靠。连线及接线端必须要牢靠，不得有松动、扭断。维修以后，重新接线，必须完全保证接线正确，牢靠。第二，器件要能可靠工作，性能正常。如更换了器件，更换的器件必须是正品，不得用等外品。随着国内大型商场的兴起，自动扶梯设置的台数日益激增，由于乘客和管理人员的原因而引起的事故越来越多，管理决策层无论这样注意和警示都不为过。为了保持自动扶梯各部分的性能，确保其安全性，必须全力做好