基于vvvf控制的电梯设计学士学位论文.doc

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1前言
1.1电梯的发展历史
电梯最早出现在公元前236年，当时的阿基米德（古希腊人）制作了一种卷筒式卷扬机，是用人力来驱动的，并且在妮罗宫殿中使用成功。后来阿基米德设计的这种卷筒式卷扬机被人们当作现代电梯的鼻祖。
1854年美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯发明了史上第一部安全升降梯，并在纽约世博会上展示了。从此以后该发明在世界范围内得到了广泛应用。
1889年，美国奥的斯公司制造了由直流电动机通过蜗杆蜗轮减速器带动卷筒绕绳索悬挂并升降轿厢的电动升降机。
1990年，交流感应电动机应用到了电梯驱动，简化了电梯的传动系统。
1903年，出现了目前电梯的曳引传动的基本构造形式，代替了以前的卷筒方式。增强了电梯系统的安全性。
1949年，随着电子技术在电梯控制技术中的大量应用，电梯控制技术也越来越成熟：从直流到交流单速、交流双速再到交流调压调速以及交流变频调压调速控制。电子技术方面的新技术的使用极大地改善了电梯运行的安全性、运行速度、可靠性、舒适感以及节能减耗、平层精度、减少噪声等各方面。
70年代，特别是1973年以来，电梯控制柜的控制电路由模拟电路向数字化电路渐渐发展，提高了电梯的可靠性和运行精度。
80年代，脉宽调节技术（PWM）开始被人们用来实现对电梯系统中的交流电动机进行调压调频控制，从而达到线性调速的目的。80年代中期，美国奥的斯、日本三菱等电梯公司相继开发VVVF控制的电梯并逐步将其推向市场。
90年代。VVVF拖动系统的许多技术、经济指标等明显优于其他电梯系统。
随着社会的进步,使用交流电动机变压变频调速拖动系统的电梯(简称VVVF电梯)越来越广泛,这种电梯具有舒适感好、平稳性好、平层准确度高及结构简单、节能、维护保养方便等优点,深受用户的喜爱,是未来电梯更新改造的趋势。
1.2VVVF电梯的优点
交流变频调速器（VVVF）起动电流小,制动快,可靠性好,非常便于应用到电梯上。VVVF与过去的一些电梯拖动自控系统相比,主要有几个特点：
（1）不需要测速发电机和速度反馈闭环环节,利用VVVF的“转差补偿控制”以使负载的变化引起的转速变化得到有效的补偿,大大简化了系统。
（2）整个电梯运行的三段曲线均可通过键盘进行设置。
（3）速度的变化在四个象限均能实现平滑过渡,舒适感好,定位制动精度高。
VVVF电梯采用交流单速电动机，通过对电动机调节供电电压、供电频率来调节电动机的转速以达到线性化，使交流电动机转速运行曲线线性段区域得到扩大。由于系统采用高精度电光码盘，微机全数字化控制，使电梯平层精度能够达到毫米级，并且能够绝对保证交流电动机零速下闸，舒适感非常好。
VVVF控制的电梯与交流双速电梯、交流调压调速电梯(ACVV)相比有十分突出的优点。
（1）安全可靠。先进的电脑控制技术、完善的检测、自保护、自诊断功能，最大限度地考虑了电梯在任何情况下出现故障的可能性，设置了各种应急和防故障装置。倘若井道内某个安全装置出现故障，电脑系统将保护不关人、不蹲底、不冲顶。
（2）舒适感好。理想的电梯运行速度曲线，根据人体生理的适应能力由高性能微电脑设计而成，采用矢量控制技术对交流电动机进行精确的调节，使电梯运行很平衡、舒适。
（3）高速高性能。能高速运行，拥有最佳召唤应答处理和分配方式。可以根据乘客人流情况快速反应自动调节，使电梯的运行迅速合理，最大限度地缩短乘客的候梯时间，使电梯运行效率能够得到充分的发挥。
（4）节约电能。电梯采用降频软起动，启动电流很小，不会超过额定电流，在电梯制动阶段，VVVF电梯调速系统处于发电制动状态，无需使用供电网中的电能，从而减少了电能消耗，避免了电机过热。调速系统的功能因数接近1，所以相比于ACVV系统节能40%-50%，比传统机组直流电梯节能达70%左右。
（5）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，体积减少了1/2以上，重量也大大减轻。节省机房空间，减轻机房承重，从而提高了建筑利用率，进而可节约建筑费用。
（6）利用率高。全电脑控制可以方便地对两台、三台、四台以上的电梯进行群控，合理分配，合理安排，提高电梯的运行效率。
（7）准确的平层精度。经过电脑高速大量的运算，采用高精度的光电码盘，将速度-转矩-位置全闭环，停车时零速抱闸，平层精度保持在±2mm以内。
(8)自学习井道信息功能。自动学习电梯的楼层间距、提升高度，自动根据停靠的距离选择运行的曲线。
(9)维护方便。现代化高科技设计，大规模集成电路，全电脑控制和半导体大功率模块在电梯控制中的应用，大大提高了现代电梯控制部分的可靠性、免维护性;新技术、新材料的应用，加强了电梯机械部件的耐磨损程度，提高了机械可靠性;自诊断能力和远程报警功能的实现，使得电梯维修保养工作越来越简单，越来越快速，越来越有针对性。
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