第七节交流调压调速电梯拖动方式

1、第七节第七节 交流调压调速电梯拖动方式交流调压调速电梯拖动方式一、交流异步电动机调压调速的基础知识 （一）调压调速的基本原理改变电源电压，交流异步电动机的机械特性就将改变。如果电机拖动一恒转矩负载MZ，那么当电机电压U1=U1N时, 电机将稳定运行在A点，当电压降低到U1时，电机将稳定运行在B点，当电压降低到U1时，电机将稳定运行在C点。由于U1NU1 U1 ，因此nAnBnC（见图3-33 a）。可见调压可以调速，这对于需要调节稳定运行速度的生产机械是有用的。图333 交流异步电动机调压调速机械特性a）sm1 b）sm1从图3-33a）我们可以看出，对于恒转矩负载调压调速只能在最大转矩点P以

2、上的速度范围内调速，否则系统不能稳定运行。这就是说对于恒转矩负载，调压调速稳定运行的范围是0ssm，亦可写作n1nnP。（二）调压电路 图334 三相调压电路（三相星形调压）图3-34是目前普遍采用的调压方法。它采用三对彼此反并联的可控硅为星形接法的电机供电。在这种接线方式下，只有一个可控硅被触发是不能构成回路的。也就是说，当一相的正向可控硅被触发时，在另两相中至少得有一个反向的可控硅被触发才能将电源电压加到电机绕组上。 图335表示了六个可控硅的触发脉冲与三相电源电压Ua0、Ub0、Uc0的相对关系，图中的1号脉冲被送给图334中的l号可控硅的门极去触发该可控硅，依此类推，26号脉冲分别去触

3、发26号可控硅。这六个触发脉冲彼此间隔60电角度。规定Ua0 的正向过零点为0点，则1号脉冲的前沿与该点的间隔就被称作可控硅的触发角。从图中可以看出，当触发角0或180时，可控硅承受反向电压，不具备导通条件，当150180时，没有任何两个可控硅可以同时导通，因此不会有输出电压，也就不会有电流。可见实际可用的角范围在0150之间（当90以后，应采用宽脉冲触发或双脉冲触发）。在调压调速电梯中，目前采用较多的是图3-34这种电路，下面针对这种电路分析其输出电压的波形。(三)调压电路的输出电压波形 交流调压电路的输出电压中含有较多的高次谐波，这是交流调压方法的一个重要缺点。 下面我们针对图334所示电

4、路，分析它的输出电压波形。为了简化问题，假设负载为纯电阻负载，即负载功率因数cos=1，并忽略电机绕组间的互感影响。按常规将电源中性线的电位作为零电位。 当=0时，三相电压可以完整地通过可控硅加到电机上，忽略可控硅的管压降，则电机得到额定电压。这种情况与电机直接接到三相电源上是一样的，星形点0 的电位与电源中性线N的电位是一样的，都是零电位。下面分析=30时电机的相电压UUO的波形。为了简化问题，假设负载为纯电阻的。这时的1-6号触发脉冲的位置如图336 a) 中标注的那样，为了形象起见，将触发2、4、6号可控硅的触发脉冲画向下，并且将各触发脉冲所对应可控硅上的正向（对可控硅讲是正向的）电压的

5、半个正弦波分别标以l-6号。首先分析电机星形点O的电位UUO。在030范围内1号可控硅尚未导通，而5号、6号可控硅已经导通，这时0点的电位应为V、W相绕组分压确定。在0时刻,在30时刻1号可控硅尚未导通时，在3060范围内，1号可控硅由于受到触发而导通，5号、6号可控硅继续导通，这时三相电压都加到电机端，因此星形点O 的电位一定是零。在6090范围内，5号可控硅因电压过零变负而关断，反向的2号可控硅尚未触发，因此只有1号、6号可控硅继续导通，U、V两相绕组通电，O 点电位由U、V相绕组分压决定，即，在60时刻,在90时刻,因此，从而可以画出6090区间UO波形。在90120范围内，2号可控硅被

6、触发而导通，1号、6号可控硅继续导通，电动机三相绕组均被接到电源上，因此在90120区间，电动机星形点的电位UO=0。如此可以逐段分析出O点的电位波形曲线如图3-36 a）那样。 下面分析电动机的相电压波形。以U相绕组为例，在U相可控硅1号、4号未触发导通的030区间和180210区间， UO=0。而在可控硅导通后电动机得到的U相电压应当是U相电源电压Uu与星形点电位UO之差，即UaO= UaO - UO按上面两个方法可以画出U相电压UUO的波形如图336 a）中粗实线那样。该曲线表明，在=30时，电机得到的相电压不再是一个正弦波了，而是在正弦波基础上被“挖掉”，或“补上”一些三角波形，它除了

7、基波外，还包含了高次谐波。类似地，也可以画出V相、W相电压UVO 、UWO的波形，它们与UUO相似，互差120。当触发角在3060之间变化时，输出相电压波形与图3-36 a）中UUO相似，只是波形跳变沿向前或向后推移了而已。用类似的方法可以分析出=6090时输出相电压波形见图336 b）， UUO的波形如图3-36 b）中粗实线所示。从图336 c）看出，当=90120时，输出的电压波形已经与正弦波相差很大了。当触发角在=120150之间时用细实线画出这个区间的Uo，见图336 d），输出的相电压波形就更差了。图336 调压电路的输出相电压波形分析（Y联结，cos=1）a) =30 b) =6

8、0 c) =90 d) =120 随着触发角的增大，这些锯齿的前沿向右移动，锯齿越来越小，到=150时，锯齿已不存在。再增加角也不会再有任何两相同时导通了，因此各相输出电压都将为零。对上述波形进行傅立叶分析可以得到各种触发角的情况下各次谐波的情况。由于是星形无中线接法，因此三次谐波及三的倍数次谐波的电流是不会存在的。5次、7次谐波电流有相当的比例，11次以上谐波相对较小。以0时相电流有效值为基值，各次谐波的标定值随触发角的变化如表35所示。以=60为例，从表中看出5次谐波电流是基波电流的1/4，7次谐波为基波电流的1/8稍多些。可见谐波占相当比例。对于电机负载，由于有电感作用，因此电流连续性要

9、比图336所示的电压波形要好，谐波电流也会小些。 图337 三相Y形联接、电阻负载调压电路I*n=f()关系将上表所列电流与触发角的关系绘制成曲线，如图337所示。二、交流电梯调压调速的特点 （一）在电梯中采用调压方法的目的在交流调速电梯中采用调压方法的目的简单地说就是为了实现电梯运行的速度曲线，获得良好的运行舒适感，提高平层精度。具体地讲，主要包含如下两个方面：一个是对电梯稳速运行时实行闭环控制，通过闭环调压，使电梯不论负载轻重、不论运行方向均在额定梯速下运行。克服摩擦阻力的波动造成的速度不均和振动，提高稳速运行阶段的舒适感，保证任何运行工况下减速停车前的初始速度都是同一个确定的值（即额定速

10、度），从而提高减速阶段的控制精度，最终提高平层精度。另一个是对电梯加速、减速过程实行闭环控制，通过调压或辅以其它制动手段，使电梯按预定的速度曲线升速或减速，从而获取加减速阶段的良好舒适感，并提高轿厢平层精度。（二）调压调速对电梯曳引电机的要求（二）调压调速对电梯曳引电机的要求 1.1.电梯的起动对曳引电机机械特性的要求电梯的起动对曳引电机机械特性的要求 以电梯满载上升的起动过程来考查对曳引电机的要求。后一点对加、减速阶段的过渡过程实行速度闭环控制是电梯控制与一般生产机械的速度控制所不同的。一般生产机械主要对稳速运行阶段实行速度的闭环控制，而在加速、减速阶段通常采用电流截止反馈使电机在最大允许电

11、流下加速或减速，这样电机及其拖动的生产机械可以得到最大的加、减速度，从而提高劳动生产率。而电梯在加、减速阶段则要进行严格的速度闭环控制，这也就增加了电梯控制的难度。图338中曲线1是电梯满载运行时的负载机械特性。如果曳引电动机在电梯运行中能够被控制按这条曲线输出转矩的话，那么电梯就将按顶定的速度曲线运行。为了克服由于制造、安装、调整的不当造成的某些地方阻力的增大，电机的拖动或制动转矩较曲线1还应有一定的富裕。图338 电梯起动时负载机械特性与曳引电机机械特性的关系在图338中画出了三条电机的机械特性。曲线2是普通异步电机机械特性，曲线3是电梯用异步电机机械特性，曲线4是为大范围调压调速而设计的

12、sm1的异步电机机械特性。这三条机械特性的最大转矩都是Mm，比负载的最大转矩Mmz要大一些，有一定的转矩裕量。但是三台电机的sm不同，曲线2的sm大约在0.1左右，曲线3的sm大约在0.5左右，曲线4的sm则大于1。我们知道，异步电机降压机械特性是最大转矩点水平向左移动的一族形状与固有特性相类似的曲线，它们在第一象限里分布在固有特性与纵坐标轴Z间的区域内。在本章第三节中已经指出，选择电梯曳引电机的必要条件就是电机的机械特性能够包容负载的机械特性。从图338可以看出，普通异步电动机的固有机械特性曲线2不能全部包容负载机械特性，在GEH段的负载转矩将是这台电机达不到的。因此从电梯起动到G点时开始，

13、电梯速度将达不到预定速度，不能实现预定的速度曲线。4号曲线也不能包容负载机械传性，在IEFBJ区段，电机的转矩达不到这么大，因此如果用这台电机作电梯曳引电机，那么在电梯起动到I点以后，速度也将开始偏离预定速度，起动过程变慢，甚至到稳定运行时也达不到额定速度，而只能以低于额定速度的nL转速运行。要想使这两类电机带动这部电梯正常运行，就只能提高电机额定功率，而提高额定功率后电机的飞轮矩也将增大，这又反过来增大了负载的动态转矩，使Mmz增大，进入恶性循环。可见单纯地提高电机功率不是最好的解决办法。从图338我们看出，曲线3恰好能够包容负载机械特性，是不需要增大电机功率而能满足电梯曳引要求的较理想曲线

14、。这条曲线的特点是，它的最大转矩点的转差率sm0.5。由上述分析可以得出结论：用于调压调速电梯的曳引电动机，其临界转差率应为0.5左右，即sm0.5。 2.2.电梯减速制动运行对电机的要求电梯减速制动运行对电机的要求从前面的分析及图312的负载机械特性可以看到，电梯运行当中，曳引电机经常要运行在第、象限中，这时电机处在制动状态。对于调压调速电梯，要想使电机运行在制动状态应怎样实现呢？下面以电梯轻载上升运行为例如以讨论。图3-39中曲线l为电梯空载运行的负载机械特性。曲线2、3是电机正向运行机械特性，其中2是固有特性，3是实际可行的调压到最低电压时的机械特性，电压调到其它数值时电机的机械特性处在

15、2、3曲线之间。曲线4、5、6、7是电机反向运行机械特性，其中4为固有特性，7是调压到最低时的机械特性，其它电压时的机械特性在4、7之间，5、6是其中两条。图339 电梯空载采用反接制动时的机械特性曲线l为电梯空载运行的负载机械特性。曲线2、3是电机正向运行机械特性，其中2是固有特性，3是实际可行的调压到最低电压时的机械特性，电压调到其它数值时电机的机械特性处在2、3曲线之间。曲线4、5、6、7是电机反向运行机械特性，其中4为固有特性，7是调压到最低时的机械特性，其它电压时的机械特性在4、7之间，5、6是其中两条。从图中可以看出，单纯用正向调压是不能实现空载上升时负载特性所要求的制动转矩的因为

16、正向调压的机械特性在第二象限的部分其转速都在电机同步转速nl之上，与负载机械特性不可能相交。那么怎样才能得到第二象限的制动转矩呢？我们来考察如下几种方法。（1）采用反向调压机械特性47在第二象限的部分，这时电机工作在反接制动状态。但是这种方法有一些重大的缺陷影响其实际应用。负载机械特性的HFHFE EG G段段曲线没有被包容，要想将其包容，就必须提高电机功率，这样将造成投资增大，电动运行时电机功率过于宽裕因而造成效率降低等缺点。若想利用机械特性曲线5使电梯稳速运行在B B（C C）点）点是办不到的，因为曲线5在该点具有正斜率，带动恒转矩负载是不能稳定运行的。当然可以通过调压实现转速的闭环控制使

17、电梯运行在该点，但是这种情况下的控制规律与电动运行时恰恰相反：要想减速必须增加电压，这样就增加了控制的复杂性由于这时电机工作在反接制动状态，在减速停车过程中除了要消耗掉系统的动能，还要由电网吸收一部分电能，而这些电能也将消耗在电机中。这样一来增加了能耗降低了电梯运行效率，同时还造成电机过热。由于上述原因，在电梯拖动方式中很少采用反接制动方案。图340 采用能耗制动方式实现制动运行（2）采用能耗制动实现第、象限的运行，其原理可以用图340来分析。曲线1是电梯空载运行时的负载机械特性，曲线2、3是电机正向调压机械持性，其中2是UUN时的机械特性，3是U=Umin 时的机械特性。曲线4、5、6、7是

18、电机能耗制动机械特性，其中4是最大励磁电流时的能耗制动机械特性，7是最小励磁电流时的能耗制动机械特性，励磁电流处在中间值时，机械特性处在4、7之间，5、6就是其中两条。从图340可以看出，能耗制动方法也有缺点，讨论如下：具有控制死区，图中GEGEAHAH段段是能耗制动机械特性所达不到的，因此在这一带实现不了预定的速度曲线。特别是能耗制动曲线不能包容A点，这就使得能耗制动停车在轻载上升或重载下降时做不到零速抱闸停车，而只能是速度降到某一较低转速（例如图中I点的nI）时即抱闸，靠抱闸的摩擦力停车，因而做不到减速停车阶段的全程闭环控制。对于常用的调压电梯电机，I点的转速nI（0.050.1）n1，对

19、于四极电机，nI大约为120rmin左右，在这个转速下直接抱闸刹车，平层精度要做到15mm的要求是有一定困难的。为了提高平层精度，就应设法减小nI。这可以采用降低电机同步速采用降低电机同步速n n1 1的方法，而增加极对数可以降低的方法，而增加极对数可以降低n n1 1，因此在调压调速电梯中，拖动电机也常采用变极双速电机，高速用于电动运行，低速用于能耗制动运行。这时能耗制动的机械特性如图340中的4、5、6、7，用它们取代高速接法能耗制动曲线4、5、6、7，显然此时I点的转速低于I点的转速。对于调压调速电梯常用的416极变极电机，它的nI（0.l0.2）n1，大约为50rmin左右。与高速制动

20、时的120rmin相比，转速减少到42%，动能则减少到（42）=17.6，因此平层精度可以大为提高。从机械特性的包容关系来看，低速绕组能耗制动机械特性4比高速绕组能耗制动机械特性4更能包容负载机械传性1，因此4更接近电梯的要求。实际上在电梯曳引电机转速降到50rmin（对应梯速大约为5cms）时实施抱闸停车，已不会产生很大冲击了。为了进一步提高平层精度，有的电梯在停车前还设有一个低速运行段，这有点类似于双速电梯，但是它的低速运行是靠高速绕组调压（对重载上升或轻载下降情况）或低速绕组能耗制动（对轻载上升或重载下降情况）的闭环控制来实现，而不像双速电梯那样，仅靠低速绕组的开环固有特性实现。因此通常

21、把这种电梯归于调速电梯类别中，而不称其为双速电梯。在低速运行到接近平层位置时，实施再次减速，电梯又按光滑的速度曲线进行减速，这种电梯的负载机械特性曲线在减速到一定程度后变成1曲线那样。当然，由于能耗制动的局限，曲线1的G GA A段段是不能实现的，实际上是按能耗制动机械特性4的G GI I段段执行的。如果过了I点还不抱闸停车，电梯便以I点对应的速度缓慢运行。因此这种电梯不能以实际转速到达零速作为抱闸停车的依据，而可以用时间、距离、给定速度变为零或实际速度到达nI等作为抱闸停车的控制依据。 除上述GEAH死区外，在图340的曲线3和7之间的区域也形成了控制死区，在这个区域中，高速绕组调压或低速绕

22、组能耗的机械特性都达不到。为解决这个死区问题，可以用如下两种方法之一：其一是采用合成机械特性。其一是采用合成机械特性。例如将电机高速绕组通入最低电压得到机械特性3，在电机的低速绕组中同时通入最小励磁电流得到机械特性7，假设电机是线性的，那么此时电机总的机械特性应是特性3和特性7的线性叠加。将同一转速下的转矩相加，由3和7曲线可以得到曲线8，这就是电机既电动又能耗制动的合成机械特性。曲线8与负载机械特性交于L、M点，显然，在这种控制下，电机可以实现负载要求的L、M两个工作点，如果固定曲线3，增大低速绕组的励磁电流，便可以得到新的合成机械特性，该特性曲线在曲线8的左侧，从而可以得到曲线1上L、M以

23、左、机械特性7以右的各工作点。如果固定7号曲线而调节高速绕组的三相电压，合成机械特性便向右移，便可以得到曲线1上L、M点以右、机械特性3以左的各工作点。当然这种控制并不限于固定曲线7或固定曲线3，而可以由任意一条能耗制动机械特性与任意一条三相降压机械特性合成得到新的机械特性，从而得到所需工作点。电机一方面在电动，一方面又在制动，这就使得该方法耗能大，电机发热较重，因此较少采用。另一种方法是断续控制法。另一种方法是断续控制法。这种方法是这样做的：如果欲使电机工作在图340曲线1的R点，那么在t1的时间里让电机工作在曲线3的R3点，紧接着在t2的时间里让电机工作在曲线7的R7点，只要适当控制面t1

24、和t2这两个时间之比例，就可以使在t=t1+t2的时间间隔内电机的平均转矩为:如果时间间隔t足够小（与电机的机电时间常数相比），那么电机转矩的这种切换将不会造成转速的明显跳动，也就不会引起大的不舒适感。由于t1、t2的比例可以控制，电动或制动的机械特性也不限于3和7，因此这种方法可以在很大范围内得到合成的工作点。在电梯中利用断续控制法得到曲线3、7之间区域的工作点主要靠速度的闭环控制来实现，其控制原则是：当电梯的实际速度比预定速度快了并超过一定量时（超过了该量表明靠降低电机电压已不能满足要求了，这时电机电压已降到最低了），切断高速绕组，投入低速绕组的励磁电流，使其产生制动转矩，则电梯速度下降，

25、如仍超过预定转速，则增大励磁电流从而增大制动转矩，直至速度与预定速度相等时保持该励磁电流不变。如果实际转速低于预定转速了，则将励磁电流减小，从而减小制动转矩，如果电梯实际速度仍低于预定速度，而且差值超过某一数值时，便切断低速绕组的励磁电流，向电机的高速绕组提供三相交流电压，使其由能耗制动转入电动状态，使电梯速度上升，若速度仍低于预定速度，则提高电机电压，加大电动转矩，直至电梯速度与预定速度相等为止如此通过动态的闭环调节，使电梯的实际运行速度围绕予定速度曲线动态地变化。其本质上就是使电机的平均转矩按图340的曲线1变化。由于采用闭环控制，电动，制动时不限于一、两条机械特性，而是根据速度的差值大小

26、来动态地确定电动时的电压、制动时的励磁电流，两种状态的切换也靠速度差来决定，实行自动切换，因此，只要调节器设计合理，可以得到快速响应，从而使乘客不会因电机的电动、制动的来回切换而感到不适。这种控制方式对减速机及其它传动环节也有较高要求，传动应平稳、啮合应紧密，否则将造成冲击、振动、噪音。如果电动、制动反复切换的频率与机械传动部分的固有频率相近时，还可能引起谐振。如果出现谐振，可通过改变电动、制动切换判据的速度差值，或改变调节器参数来改变切换周期，使其远离谐振周期。也可以设法改变机械传动部分的固有频率，使其避开电气切换频率来解决。能耗制动方法与反接制动一样，不能用开坏的方法使电梯稳定运行在图34

27、0的B点。而闭环控制的原则又与电动状态相反：当转速偏高时应增大励磁电流，从而加大制动转矩使其减速，当转速偏低时应减小励磁电流，从而减小制动转矩，使电梯加速。从耗能的角度来看，能耗制动将系统动能消耗在电机电路中，因此不如双速电梯，双速电梯在由高速到低速的制动过程中电机运行在回馈制动状态，可以向电网回送一部分能量。但是能耗制动比反接制动耗能要少，因为能耗制动在制动过程中不从电网获取能量。在电动状态起动、运行时，由于采用了调压的方法，能耗要比双速电梯小。采用调压能耗制动方法调速的电梯，其电机电路中的运行损耗基本上都消耗在电机内部，因此电机发热比较严重，有些电机上装有冷却风机，在电机温升超过一定限额时

28、，自动启动风机吹风冷却。在双速电梯中，电路中的损耗很大一部分消耗在外串的电阻上，因此电机发热井不严重，这种电梯的曳引电动机基本上没有装冷却风机的。在将双速电梯改造成调压调速电梯时，如果不更换电机，就应注意电机发热问题，特别是在炎热地区。好在双速电梯的电机大多体积大，而且是开启式的，散热条件较好，因此改成调速梯后还可以使用。还应注意的是，对于早年生产的双速电梯的曳引电动机，其绝缘材料多采用E级绝缘，而近年生产的曳引电动机，多采用B级绝缘材料，二者允许温升相差10，因此不要用新电机的温升标难考查老电机，否则，当电机温度还未超过B级绝缘材料的允许温度时，老电机可能已经承受不了了。（3）采用涡流制动器

29、实现第、象限的运行。其原理与采用能耗制动方法相似。图341 a）中简单地画出了涡流制动器的剖面图。图341 涡流制动器的结构与机械特性a)结构 b)机械特性涡流制动器本质上也是一种电动机，其工作原理类似于异步电动机，与异步电动机的主要差别在于：异步电动机的磁场是旋转磁场，这个旋转磁场总是企图拉住转子和它一起转。而涡流制动器中的磁场是一个静止的磁场，它总是企图拉住旋转的转子和它一样静止下来。因此它产生的转矩总是阻碍转子运动的，起制动作用。图341 a）表示的是一台凸极式涡流制动器的结构，在它的定子上装有若干个磁极，转子电枢是一个由钢板卷成的圆筒，当电枢旋转时，电枢切割定子磁场，在电枢圆筒中产生涡

30、流，涡流受磁场作用产生转矩，转矩的方向是阻碍转子运动的。涡流制动器的制动转矩与转速的关系可以用图341 b）的机械特征表示。改变励磁绕组的励磁电流，得到不同的机械特性，图中机械特性曲线1、2、3分别为励磁电流为IL1、IL2、IL3时的机械特性，励磁电流越大，磁场越强，制动转矩也就越大，显然图中IL3IL2IL1。用涡流制动器的机械特性代替图340中能耗制动的机械特性，与异步电动机调压相配合也可以得到类似于异步电动机调压能耗制动的效果，因此在电梯中也有应用。采用异步电动机涡流制动器拖动方式代替异步电动机高速绕组调压低速绕组能耗的拖动方式时，原来在电机低速绕组中能耗制动产生的热量转移到涡流制动器

31、中发热，从而减轻异步电动机的发热，改善了异步电动机的工作条件。但是由于增加了涡流制动器，使投资略有增大。由于涡流制动器的机械特性在正常工作区间没有转矩的极值点，是单调变化的，可控性比能耗制动要好，其制动机械特性比较平缓，电梯空载上升停车前的速度控制死区（图340中的GD段）比较小。三、调压调速电梯的主电路 （一）调压能耗制动拖动方式的主电路采用双速电机作电梯曳引电动机、对高速绕组实行调压控制、对低速绕组实施能耗制动控制的电梯是目前调压调速电梯的主要拖动方式。它的主电路见图342。图342 调压能耗制动拖动方式的主电路在图342中，电机的高速绕组接成星形调压方式，每一相接有一对反并联的可控硅，接

32、触器KM和KMR是改变电机转向的上行接触器和下行接触器。当然也可以增加两对可控硅来实现电机的反向，但是由于目前可控硅价格较接触器要贵，因此图342仍是当前主要的电路形式，在这种形式下，还可以利用接触器的辅助触点实现互锁、传递信号，KM、KMR在不运行时可以断开电路，起到保护可控硅的作用，还可以避免由于可控硅的误触发或短路故障造成电梯误动作的事故。在这种电路中，由于KM、KMR在吸合、断开时不需要承受冲击电流，因此触点很少拉弧，寿命较长。图342中的可控硅V7、V8和二极管VD1、VD2构成单相半控全波整流单相半控全波整流电路电路，给低速绕组提供能耗制动时的励磁电流。为实现上述动作，在正常运行时

33、接触器KC、KM2应打开，接触器KS、KB则应接通。当电梯检修运行时，不使用可控硅调压、励磁电路，只需给低速绕组提供三相交流电，使电梯低速运行。这时应打开接触器KS、KB，而通过接通接触器KC、KM2来实现低速运行，这时的上升、下降仍由KM、KMR来控制。与曳引电动机同轴（或经皮带轮传动）装有测速发电机TG，由TG产生的转速信号送到拖动控制电路，作为速度的反馈信号与给定速度比较，以实现预定速度曲线的闭环控制。关于速度闭环控制的问题，将在下一章的拖动控制部分中加以讨论。还有一种类型的电梯，它在减速停车阶段采用能耗制动实现速度闭环控制，而在起动、稳速运行阶段则采用开环控制。图343 开环起动能耗制

34、动电梯主电路a)主电路图b)电机接线图 c)重载上升时的机械特性 d)速度曲线图343 a）便是这种电梯的主电路图。它采用一台624极单绕组变极电机作为曳引电动机，该电机共有9个引出端，电机的绕组与接线端的关系表示如图 343b。电梯的起动及稳速运行控制过程是开环的，与双速电梯相似；起动初KS2、KS、KM（或KMR）、KS1吸合，将电机接成双星形接法（六极的接线方式）并串入电阻Rk 起动，转速升上来后，吸合KA将Rk短路，电梯以快速稳速运行。减速停车时采用能耗制动闭环控制，按预定速度曲线减速。这时的动作过程是：当发出减速指令后，与快速接法有关的接触器KS、KA、KS2断电，KS1也断电，与制

35、动有关的接触器KB1、KB吸合，将电机慢速（24极）运行的三相绕组彼此串联起来（两相顺串、一相反串），接到由单相半控整流所输出的直流电源上，流入的直流电流在电机内产生一静止不动的磁场，该磁场对旋转的转子起作用，产生制动转矩，使其减速停车。闭环控制系统通过对可控硅触发角的控制，使整流输出的直流电压得到变化，从而改变励磁电流大小，也就调节了制动转矩的大小，使电梯按预定的减速曲线减速。在减速过程中，如果实际速度比预定速度慢了，就要减小制动转矩，也就是要减小励磁电流，如果励磁电流减到最小，实际转速仍比预定转速要慢，则封锁整流桥，使其输出电压为0，这时电机被断电，电机的转矩为零，其机械特性相当于MOn坐

36、标系里的纵坐标轴，这时电梯以惯性滑行，如果速度又高于预定速度了，则减小可控硅触发角，使其导通，输出直流励磁电流，电机又进入能耗制动状态。上述的能耗制动电机断电滑行的控制方式类似于ONOFF的两位控制方法（这种方法俗称“乒乓”控制），只是在ON时不是单纯的接通，而是进一步采取了闭环调节。这种控制方法的平均转矩在能耗制动机械特性曲线与纵坐标轴之间（见图343 C）。而当电梯重载上升（或轻载下降）时，图中的CG段和HD段所要求的转矩则不能提供，从而在这两段中电梯是不能按预定速度曲线控制的，而是由重力作用使之更快地减速。这时的减加速度是一个常数。图343 d）中曲线2是电梯减速过程的实际速度曲线和加速

37、度曲线。可以看出，到减速点C之后，电梯以恒定的减加速度减速，直到过了G点之后的I点，电梯的实际速度与予定速度相等后，开始进入能耗制动的闭环控制，电梯按予定速度曲线运行，到了H点，电梯又进入失控区，电梯再次以重力决定的恒减加速度来减速，在t0时刻速度减到零，如果这时不抱闸停车，则电梯将反向加速变成向下运行，造成反向溜车事故。而这是可能发生的，因为在CI段、Ht0段电梯的速度较预定的低，因此到t0时电梯轿厢走过的距离较预定的减速距离要少，如果这时轿厢没有进入平层区，就不会发出抱闸停车的指令，而后轿厢将反向运行，就再也到不了该预定停靠楼层的平层区了。因此，在这种拖动控制方式下，平层区应适当加大，以使

38、出现上述情况时，到t0时刻轿厢也能进入平层区，也能发出抱闸停车信号。当然这样做将增大平层误差。（二）调压涡流制动器拖动方式的主电路在调压能耗制动拖动方式下，电梯减速过程中将很大一部分能量消耗在电机绕组中，引起电机发热，为了克服这个缺点，采用涡流制动器来实现能耗制动，这时损耗的能量在涡流制动器中引起发热，而曳引电动机的发热则大大减小，因而可以改善电动机的工作条件，但是这样做需要增加一个涡流制动器，增大了设备投资。调压涡流制动器拖动方式的主电路如图344a）所示。由于涡流制动器的工作原理、机械特性均与电机能耗制动工作状态时相似，因此这种拖动方式的控制与调压能耗制动拖动方式下的控制相似。只需将送到电

39、动机低速绕组的励磁电流改送到涡流制动器的励磁绕组中去即可。图344 调压涡流制动器拖动方式a) 主电路 b) 速度、加速度曲线相类似地，也有一种起动、稳速运行时开环控制，减速过程由涡流制动器实现闭环控制的拖动方式。在这种电梯中，减速过程采用了恒定的减加速度，并采取了距离、速度双闭环的控制方式，它的减速过程速度、加速度曲线如图344 b）那样。在这种控制方式下，只要选取减速过程的减加速度数值比图343 d）中的减加速度a2 的数值大，就不会出现反向溜车现象，这时电梯可以完全按图344 b）所示的减速曲线实行减速停车。在这种控制方式下，减速初、终的速度曲线虽经平滑电路造成一定的园角过度，但由于圆角

40、过小，加速度变化率仍很大，因此舒适感不如专门设计的抛物线曲线好。（三）调压能耗制动拖动方式的运行分析我们已经知道，调压能耗制动拖动方式在运行中或者由可控硅调压电路向电机快速绕组提供交流电，或者由可控硅整流电路向电机低速绕组提供直流励磁电流。在前一种情况下，电机工作在电动状态，在后一种情况下，电机工作在能耗制动状态。那么，当调试正确时，电梯运行过程中调压、能耗两部分应怎样工作呢？下面我们结合电梯不同的运行情况加以分析。 1. 轿厢重载上升或轻载下降在电梯轿厢重载上升的运行过程中，电梯的负载机械特性如图345中曲线1。曲线2是曳引电动机快速绕组的调压可控硅触发角=0时的机械特性，这时电机电压为额定电压（忽略可控硅管压降），因此曲线2就是电机的固有机械特性，曲线3是调压装置输出最低电压时电机的机械特性。图345 轿厢重载上升或轻载下降时的工作状态a)机械特性 b)速度曲线与工作状态由于调压可以连续