啟動制動電路分析

1、任務(wù)五 貨梯繼電器控制起動與制動運行控制電路環(huán)節(jié)制作一、學習目標1、熟悉電梯繼電器控制起動與制動運行控制系統(tǒng)功能要求；2、掌握電梯繼電器控制起動與制動運行控制環(huán)節(jié)所需主要部件；3、理解電梯繼電器控制起動與制動運行控制環(huán)節(jié)電路設(shè)計原則，并能分析典型電路；4、能根據(jù)任務(wù)要求自行設(shè)計制作電梯繼電器控制起動與制動運行控制環(huán)節(jié)電路；5、熟悉電梯繼電器控制起動與制動運行控制環(huán)節(jié)與電梯控制其它環(huán)節(jié)之間的關(guān)系。二、任務(wù)分析電梯起動、換速和制動停車時要求平穩(wěn)，使乘客有良好的舒適感，并且對電梯的機件不 應(yīng)有沖擊?，F(xiàn)在采用交流變頻控制的電梯具備了平滑起動和換速停車的特性，可獲得良好的舒適感。電梯的換向是通過改變電梯

2、曳引電動機的旋轉(zhuǎn)方向?qū)崿F(xiàn)，無論是交流還是直流電梯，都可以通過上下運行接觸器或繼電器來改變電梯的運行方向。對于交流電機拖動的電梯在起動時一般都采用在控制電路中串電阻或電抗等措施以限制啟動電流，減小因電網(wǎng)電壓的波動及減小啟動時產(chǎn)生的加速度。電梯在減速制動時電動機由高速繞組轉(zhuǎn)到低速繞組，為了限制其制動電流過大及減速時的負加速度，在電路中串入電阻或電抗，可以防止過大的沖擊。以上方法主要是通過改變（調(diào)整）串聯(lián)在電路中的電阻或電抗器的大小，也就是控制短接電阻或電抗的時間以改變加速度和減速度，滿足舒適感的要求三、相關(guān)知識電梯運行速度控制包括啟動加速、勻速運行和減速平層三個主要過程。1. 運行速度曲線電梯運行

3、是按照速度指令曲線進行的。速度指令曲線在整個電梯控制系統(tǒng)中的作用是很重要的。它直接影響電梯的舒適性和平層精度。如果在起動和減速時， 其速度指令曲線的加減速圓角不圓滑， 則乘客對加減速的感覺太明顯，舒適性也就要差一些。再者，如果速度指令曲線本身就不光滑，那么電梯運行時，勢必要抖動，電梯中乘客當然談不上舒適。如果速度指令在電梯平層時，還沒有接近零就抱閘制動時電梯必然要沖擊，還會到影響平層精度。除了對舒適性和平層精度的影響外，速度指令曲線的好壞還會影響到安全性和運行效率。根據(jù)運行速度和距離情況，電梯可有不同的運行速度指令曲線。快速梯和高速梯在長 距離運行（雙層以上）時，速度可達到額定值（穩(wěn)定值），如

4、圖2.5-1的曲線1。在短距離運行（單層運行）時，由于運行距離較短，沒有足夠的時間使速度上升到穩(wěn)定值就開始換速， 如圖2.5-1的曲線2、3。電梯的判斷電路，通過檢測運行速度，判斷是單層（短矩）運行， 還是多層（長距）運行，然后通過改變換速點及速度指令進行修正。使短距離運行與長距離運行一樣也有穩(wěn)定過程，以提高乘坐舒適感和運行效率。圖2.5-2所示為交流電梯的一種實際典型運行速度曲線，采用變極調(diào)速和渦流制動。圖 中曲線1為滿載長距（多層運行速度曲線，曲線2為輕載運行曲線，曲線 3為短距（單層）運行速度曲線。A值為4極額定運行速度，B值為6級（多極數(shù)）額定運行速度。C值為6/4極切換（由多極數(shù)切換

5、為少極數(shù)，升速運行）點。0 - a段為關(guān)門啟動；b點為極對數(shù)切換；c點為穩(wěn)速運行；d點為一相斷電；e點為三相斷電；e f段為渦流制動控制，在這一 過程中不斷檢測實際運行速度，并與給定速度指令比較，如高于給定值，則增大渦流，反之減小渦流，通過調(diào)節(jié)渦流導通角，控制減速制動過程；f點為提前開門；g點為平層抱閘。2. 交流雙速電梯速度控制原理（1）交流雙速電動機的調(diào)速方法如前所述，交流電動機的調(diào)速方法有變極、變頻、調(diào)壓、改變定子繞組電阻或阻抗等。 交流雙速電梯速度控制是通過改變電動機定子繞組極對數(shù)實現(xiàn)的，這種調(diào)速方法是有級調(diào) 速。改變定子繞組極對數(shù)的常用方法有雙繞組雙速和單繞組雙速兩種類型。1）雙繞組

6、雙速（快速繞組和慢速繞組）型：在電機定子槽內(nèi)嵌入兩套彼此獨立的繞組， 如圖2.5-3a所示，因每套三相繞組的安排不同，因而具有不同的磁極對數(shù)。當三相電源接入U1、VI、W1繞組時，電機則具有 375或250r/min的同步轉(zhuǎn)速，如圖 2.5-3b所示；當三相 電源接入U2、V2、W3繞繞組時，電機具有 1500或1000r/min的同步轉(zhuǎn)速，如圖 2.5-3c所 示。雙繞組雙速電動機的快速繞組通常有6極、4極等；慢速繞組有 24極、16極等，快、慢速比為4:1 ;另外還有6/4極對數(shù)切換等。圖2.5-3交流雙速雙繞組電機接線原理2）單繞組雙速型：每相定子繞組有一個中心抽頭，通過對這套定子繞組的

7、不同接線就可得到不同的磁極對數(shù)。DIDt,(b)(c)(a)圖(f)電梯中常用單繞組型雙速電動機定子繞組的接線形式如圖 子繞組有D1D6六個接線端子，其中端子（繞組的中心抽頭）2.5-4a所示。由圖可見，定D4、D5、D6分別將每相繞(d)組分成、兩部分，在電動機未接電源時，三相繞組在電動機內(nèi)接成一個Y型，中性點為0下面以一相繞組4極 2極為例，說明改變定子繞組接線的變極原理。第一種接線方式：將 DI、D2、D3三個端子接三相電源，將D4、D5、D6三個端子懸空（如圖2.5-4a所示），則三相定子繞組就按圖2.5-4a所示的Y型接線方式工作，顯然這時每相繞組是由兩個線圈、串聯(lián)而成（圖 2.5-

8、4b所示），在這種聯(lián)結(jié)方式下三相定子繞組 中A相繞組的所產(chǎn)生的磁場具有4個磁極（兩對磁極），即P = 2,如圖2.5-4C所示。第二種接線方式：將 DI、D2、D3三個端子接三相電源，將D4、D5、D6三個端子加上三相交流電，同時將端子DI、D2、D3接于一點Oi，則原來做Y連接的三相定子繞組變?yōu)閅Y型接線方式工作，如圖2.5-4d所示。顯然這時每相繞組是由兩個線圈、并聯(lián)而成（圖2.5-4e所示），在這種聯(lián)結(jié)方式下三相定子繞組中A相繞組的所產(chǎn)生的磁場具有2個磁極（一對磁極），即P= 1，如圖2.5-4f所示。電梯中常用的單繞組雙速三相電動機，其每相繞組結(jié)構(gòu)形式和變極原理與圖2.5-5類似,極數(shù)

9、為6/24極（即3/12極對），接線方式對應(yīng)為 YY/Y，如圖2.5-5所示。（2）開環(huán)控制與閉環(huán)控制電梯的運行速度是通過換速線路進行控制的，控制方式可分為開環(huán)調(diào)速控制和閉環(huán)調(diào) 速控制兩種，如圖 2.5-6 （a）、（b）所示?？刂破靼Y控對象圖2.5-5單繞組雙速電機接線原理（b）閉環(huán)控制圖2.5-6自動控制系統(tǒng)開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，是給定一個參考輸入（速度指令）信號r后，系統(tǒng)將在輸入信號控制下使被控制對象的輸出 c按輸入要求運行。電梯的被控對象是曳引電動機轉(zhuǎn)速，即轎廂運行速度。由于外界干擾影響， 或被控對象參數(shù)變化，往往使輸出不能完全按輸入信號變化，有時甚至誤差較大。運行速度要求較高的系統(tǒng)，常采用閉

10、環(huán)控制。閉環(huán)系統(tǒng)增加了反饋環(huán)節(jié)，在比較器中 將反饋信號f （反映系統(tǒng)的實際運行情況）與輸入信號r進行比較，如有誤差，誤差信號e將控制系統(tǒng)的輸出 c跟隨輸入信號變化， 最終消除或減小誤差。 如直流梯的勵磁閉環(huán)調(diào)速系 統(tǒng)，晶閘管調(diào)速系統(tǒng)等，閉環(huán)控制使電梯按照給定的速度指令運行。（3）交流雙速電梯運行過程交流雙速電動機為有級調(diào)速。如果用它直接拖動轎廂，必然會在換速時產(chǎn)生劇烈振動。 為了改善乘坐舒適感，常采用串電阻、電抗啟動，以及渦流制動、能耗制動等方法。交流雙速電梯運行過程是：啟動繞組（慢速）加緩松機械抱閘啟動，切換到工作（快 速）繞組，升速至穩(wěn)定速運行，切斷曳引電動機三相電源，渦流制動控制，平層抱

11、閘?；蛞?快速繞組串電阻電抗啟動， 切除電阻電抗升速至穩(wěn)速運行，以慢速繞組串電阻電抗切換為低速運行，逐級切除電阻、電抗減速，停車。3. 交流雙速電梯運行控制線路（1）快、慢速繞組切換線路如圖2.5-7所示為交流雙速電梯速控制線路。1）啟動控制：由啟動繼電器 JQ完成。啟動前應(yīng)當滿足的條件： 定向后，JSF或JXF之一觸點閉合。 關(guān)好門，門聯(lián)鎖繼電器 JMS觸點閉合。電梯啟動，JQ CK接通快速繞組，電動機以快速繞組啟動（如需串電抗降壓啟動，則另接控制線路）。2） 換速：當電梯選層換速時，換速繼電器JHS其常閉觸點JHS斷開 JQ CK。不論原來是上行還是下行，上、下運行接觸器CS 或CX CM

12、 ，接通慢速繞組開始減速。為了提高舒適感，在快慢速繞組切換時，定子串入電抗，或采用渦流制動，以及 能耗制動。（2）速度法長、短距運行換速線路1）選層器換速觸點：對長距一多層運行，速度可達到額定值，因而長距運行換速距離就比較長、換速時間較早。對短距一單層運行，速度還未達到穩(wěn)定值，可能就開始換速，所 以，短距離運行換速距離可短些，開始時間也晚些。采用選層器換速時，選層器上對應(yīng)每一樓層都有四個定觸點：SHS為上行長距換速觸點，SDH為上行短距換速觸點，XHS為下行長距換速觸點，XDH為下行短距換速觸點。電梯運行每通過一層，上行時依次接通SHS SDH兩個觸點；下行時依次接 XHSXDH兩個觸點。如圖

13、2.5-8所示。圖2.5-7交流雙速電梯速度控制線上疔圖2.5-8運行換速觸點示意2）長、短距運行判斷：電梯運行通過某層時，兩個觸點是否有效（帶電接通換速繼電器），取決于選層控制線路。若需在該層換速平層?？繒r，兩觸點中哪個起作用，則取決于是長距還是短距運行狀態(tài)。電梯的長、短距運行狀態(tài)，可根據(jù)運行速度的快慢來判斷，其原理如圖2.5-9所示。測速發(fā)電機與曳引電動機連接，電動機速度越快，發(fā)電機輸出電壓越高。 輸出電壓經(jīng)分壓后接入速度靈敏繼電器。當電梯速度達到額定值的80%90%時，判斷為長距運行，JSD速度靈敏繼電器吸合，速度小于額定值的80%為短距運行，JSD處于釋放狀態(tài)。3）換速控制：圖2.5-

14、10所示為根據(jù)運行速度進行長、短距運行換速的線路，用于直流快速梯。JHS為正常換速（多層運行）繼電器，JDH為短距換速繼電器。JT為停車繼電器，上行時JSY長距換速觸點SHS /JHS ，形成 JHS其吸合后發(fā)出換速信號。JSD JP通路 JT其延時閉合觸點斷開JQ，開始換速。運行繼電器JYXJT 使JT自 長距運行：長距運行時，速度靈敏繼電器JSD 。若要上行并將到達選定層站時， 短距運行：短距運行時，JSD :4）強迫換速：圖中 KSH、KXH分別為長距離運行上、下強迫換速開關(guān)；KSD、KXD分別為短距離運行上、下強迫換速開關(guān)。長距運行：若長距換速觸點接通，I JHS 。但、JSD蟲點斷開

15、，JT釋放，并不發(fā)生換速信 上行時JSD號j JQ ，強迫換速。若短距換速觸點 SDH JDH ，通路JDH JP JT JQ ，開始換JSD其常閉觸點斷開上行時，如KSH動作（斷開）短距運行：JSD雖其常閉觸點閉合、上行時KSH KSD依次斷開'JQ ，強迫換速。5）停車繼電器JT延時釋放：進入平層區(qū)時，平層繼電器 JP 其常閉觸點斷開 JT ，轎門打開，JMS 其 常開觸點斷開。JT常閉觸點延時閉合，以免在 JMS觸點未打開時，JT觸點閉合，JQ重新 啟動。圖2.5-9長距運行測速原圖2.5-10長、短距運行換速線路四、任務(wù)實施圖2.5-11交流雙速電梯交流電動機主線路+ II0V0YXJYXJ|1CSJyxj3rlCSR CZZF 2C引.cte2Cr2CSR3CSJ 220VoLCSJ2C2CSJJCSJj3Ckc2MC7OJ 1圖2.5-12交流雙速電梯起制動控制線路電梯上行起動時，QJ和SC吸合，即啟動繼電器和上方向接觸器吸合。QJ吸合使快車接觸器KC吸合接通快車繞組。當電梯運行到減速點時，QJ釋放，快車接觸器 KC也釋放，MC慢車接觸器吸合，電機由快