啟動(dòng)制動(dòng)電路分析

1、任務(wù)五 貨梯繼電器控制起動(dòng)與制動(dòng)運(yùn)行控制電路環(huán)節(jié)制作一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、熟悉電梯繼電器控制起動(dòng)與制動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)功能要求；2、掌握電梯繼電器控制起動(dòng)與制動(dòng)運(yùn)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(dòng)與制動(dòng)運(yùn)行控制環(huán)節(jié)電路設(shè)計(jì)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(jì)制作電梯繼電器控制起動(dòng)與制動(dòng)運(yùn)行控制環(huán)節(jié)電路；5、熟悉電梯繼電器控制起動(dòng)與制動(dòng)運(yùn)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(dòng)、換速和制動(dòng)停車時(shí)要求平穩(wěn)，使乘客有良好的舒適感，并且對(duì)電梯的機(jī)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(dòng)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(dòng)機(jī)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(yùn)行接觸器或繼電器來改變電梯的運(yùn)行方向。對(duì)于交流電機(jī)拖動(dòng)的電梯在起動(dòng)時(shí)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(dòng)電流，減小因電網(wǎng)電壓的波動(dòng)及減小啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的加速度。電梯在減速制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)由高速繞組轉(zhuǎn)到低速繞組，為了限制其制動(dòng)電流過大及減速時(shí)的負(fù)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(shí)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(shí)電梯運(yùn)行速度控制包括啟動(dòng)加速、勻速運(yùn)行和減速平層三個(gè)主要過程。1. 運(yùn)行速度曲線電梯運(yùn)行

3、是按照速度指令曲線進(jìn)行的。速度指令曲線在整個(gè)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(dòng)和減速時(shí)， 其速度指令曲線的加減速圓角不圓滑， 則乘客對(duì)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(yùn)行時(shí)，勢(shì)必要抖動(dòng)，電梯中乘客當(dāng)然談不上舒適。如果速度指令在電梯平層時(shí)，還沒有接近零就抱閘制動(dòng)時(shí)電梯必然要沖擊，還會(huì)到影響平層精度。除了對(duì)舒適性和平層精度的影響外，速度指令曲線的好壞還會(huì)影響到安全性和運(yùn)行效率。根據(jù)運(yùn)行速度和距離情況，電梯可有不同的運(yùn)行速度指令曲線?？焖偬莺透咚偬菰陂L(zhǎng) 距離運(yùn)行（雙層以上）時(shí)，速度可達(dá)到額定值（穩(wěn)定值），如

4、圖2.5-1的曲線1。在短距離運(yùn)行（單層運(yùn)行）時(shí)，由于運(yùn)行距離較短，沒有足夠的時(shí)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(cè)運(yùn)行速度，判斷是單層（短矩）運(yùn)行， 還是多層（長(zhǎng)距）運(yùn)行，然后通過改變換速點(diǎn)及速度指令進(jìn)行修正。使短距離運(yùn)行與長(zhǎng)距離運(yùn)行一樣也有穩(wěn)定過程，以提高乘坐舒適感和運(yùn)行效率。圖2.5-2所示為交流電梯的一種實(shí)際典型運(yùn)行速度曲線，采用變極調(diào)速和渦流制動(dòng)。圖 中曲線1為滿載長(zhǎng)距（多層運(yùn)行速度曲線，曲線2為輕載運(yùn)行曲線，曲線 3為短距（單層）運(yùn)行速度曲線。A值為4極額定運(yùn)行速度，B值為6級(jí)（多極數(shù)）額定運(yùn)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(yùn)行）點(diǎn)。0 - a段為關(guān)門啟動(dòng)；b點(diǎn)為極對(duì)數(shù)切換；c點(diǎn)為穩(wěn)速運(yùn)行；d點(diǎn)為一相斷電；e點(diǎn)為三相斷電；e f段為渦流制動(dòng)控制，在這一 過程中不斷檢測(cè)實(shí)際運(yùn)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(dǎo)通角，控制減速制動(dòng)過程；f點(diǎn)為提前開門；g點(diǎn)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(dòng)機(jī)的調(diào)速方法如前所述，交流電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)定子繞組極對(duì)數(shù)實(shí)現(xiàn)的，這種調(diào)速方法是有級(jí)調(diào) 速。改變定子繞組極對(duì)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(jī)定子槽內(nèi)嵌入兩套彼此獨(dú)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(duì)數(shù)。當(dāng)三相電源接入U(xiǎn)1、VI、W1繞組時(shí)，電機(jī)則具有 375或250r/min的同步轉(zhuǎn)速，如圖 2.5-3b所示；當(dāng)三相 電源接入U(xiǎn)2、V2、W3繞繞組時(shí)，電機(jī)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(dòng)機(jī)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(duì)數(shù)切換等。圖2.5-3交流雙速雙繞組電機(jī)接線原理2）單繞組雙速型：每相定子繞組有一個(gè)中心抽頭，通過對(duì)這套定子繞組的

7、不同接線就可得到不同的磁極對(duì)數(shù)。DIDt,(b)(c)(a)圖(f)電梯中常用單繞組型雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線形式如圖 子繞組有D1D6六個(gè)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(dòng)機(jī)未接電源時(shí)，三相繞組在電動(dòng)機(jī)內(nèi)接成一個(gè)Y型，中性點(diǎn)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(gè)端子接三相電源，將D4、D5、D6三個(gè)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(shí)每相繞組是由兩個(gè)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(chǎng)具有4個(gè)磁極（兩對(duì)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(gè)端子接三相電源，將D4、D5、D6三個(gè)端子加上三相交流電，同時(shí)將端子DI、D2、D3接于一點(diǎn)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(shí)每相繞組是由兩個(gè)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(chǎng)具有2個(gè)磁極（一對(duì)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(dòng)機(jī)，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(duì)），接線方式對(duì)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(yùn)行速度是通過換速線路進(jìn)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(duì)象圖2.5-5單繞組雙速電機(jī)接線原理（b）閉環(huán)控制圖2.5-6自動(dòng)控制系統(tǒng)開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，是給定一個(gè)參考輸入（速度指令）信號(hào)r后，系統(tǒng)將在輸入信號(hào)控制下使被控制對(duì)象的輸出 c按輸入要求運(yùn)行。電梯的被控對(duì)象是曳引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即轎廂運(yùn)行速度。由于外界干擾影響， 或被控對(duì)象參數(shù)變化，往往使輸出不能完全按輸入信號(hào)變化，有時(shí)甚至誤差較大。運(yùn)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(hào)f （反映系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況）與輸入信號(hào)r進(jìn)行比較，如有誤差，誤差信號(hào)e將控制系統(tǒng)的輸出 c跟隨輸入信號(hào)變化， 最終消除或減小誤差。 如直流梯的勵(lì)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(yùn)行。（3）交流雙速電梯運(yùn)行過程交流雙速電動(dòng)機(jī)為有級(jí)調(diào)速。如果用它直接拖動(dòng)轎廂，必然會(huì)在換速時(shí)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。 為了改善乘坐舒適感，常采用串電阻、電抗啟動(dòng)，以及渦流制動(dòng)、能耗制動(dòng)等方法。交流雙速電梯運(yùn)行過程是：?jiǎn)?dòng)繞組（慢速）加緩松機(jī)械抱閘啟動(dòng)，切換到工作（快 速）繞組，升速至穩(wěn)定速運(yùn)行，切斷曳引電動(dòng)機(jī)三相電源，渦流制動(dòng)控制，平層抱

11、閘。或以 快速繞組串電阻電抗啟動(dòng)， 切除電阻電抗升速至穩(wěn)速運(yùn)行，以慢速繞組串電阻電抗切換為低速運(yùn)行，逐級(jí)切除電阻、電抗減速，停車。3. 交流雙速電梯運(yùn)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(dòng)控制：由啟動(dòng)繼電器 JQ完成。啟動(dòng)前應(yīng)當(dāng)滿足的條件： 定向后，JSF或JXF之一觸點(diǎn)閉合。 關(guān)好門，門聯(lián)鎖繼電器 JMS觸點(diǎn)閉合。電梯啟動(dòng)，JQ CK接通快速繞組，電動(dòng)機(jī)以快速繞組啟動(dòng)（如需串電抗降壓?jiǎn)?dòng)，則另接控制線路）。2） 換速：當(dāng)電梯選層換速時(shí)，換速繼電器JHS其常閉觸點(diǎn)JHS斷開 JQ CK。不論原來是上行還是下行，上、下運(yùn)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(shí)，定子串入電抗，或采用渦流制動(dòng)，以及 能耗制動(dòng)。（2）速度法長(zhǎng)、短距運(yùn)行換速線路1）選層器換速觸點(diǎn)：對(duì)長(zhǎng)距一多層運(yùn)行，速度可達(dá)到額定值，因而長(zhǎng)距運(yùn)行換速距離就比較長(zhǎng)、換速時(shí)間較早。對(duì)短距一單層運(yùn)行，速度還未達(dá)到穩(wěn)定值，可能就開始換速，所 以，短距離運(yùn)行換速距離可短些，開始時(shí)間也晚些。采用選層器換速時(shí)，選層器上對(duì)應(yīng)每一樓層都有四個(gè)定觸點(diǎn)：SHS為上行長(zhǎng)距換速觸點(diǎn)，SDH為上行短距換速觸點(diǎn)，XHS為下行長(zhǎng)距換速觸點(diǎn)，XDH為下行短距換速觸點(diǎn)。電梯運(yùn)行每通過一層，上行時(shí)依次接通SHS SDH兩個(gè)觸點(diǎn)；下行時(shí)依次接 XHSXDH兩個(gè)觸點(diǎn)。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(yùn)行換速觸點(diǎn)示意2）長(zhǎng)、短距運(yùn)行判斷：電梯運(yùn)行通過某層時(shí)，兩個(gè)觸點(diǎn)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停靠時(shí)，兩觸點(diǎn)中哪個(gè)起作用，則取決于是長(zhǎng)距還是短距運(yùn)行狀態(tài)。電梯的長(zhǎng)、短距運(yùn)行狀態(tài)，可根據(jù)運(yùn)行速度的快慢來判斷，其原理如圖2.5-9所示。測(cè)速發(fā)電機(jī)與曳引電動(dòng)機(jī)連接，電動(dòng)機(jī)速度越快，發(fā)電機(jī)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(dāng)電梯速度達(dá)到額定值的80%90%時(shí)，判斷為長(zhǎng)距運(yùn)行，JSD速度靈敏繼電器吸合，速度小于額定值的80%為短距運(yùn)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(yùn)行速度進(jìn)行長(zhǎng)、短距運(yùn)行換速的線路，用于直流快速梯。JHS為正常換速（多層運(yùn)行）繼電器，JDH為短距換速繼電器。JT為停車?yán)^電器，上行時(shí)JSY長(zhǎng)距換速觸點(diǎn)SHS /JHS ，形成 JHS其吸合后發(fā)出換速信號(hào)。JSD JP通路 JT其延時(shí)閉合觸點(diǎn)斷開JQ，開始換速。運(yùn)行繼電器JYXJT 使JT自 長(zhǎng)距運(yùn)行：長(zhǎng)距運(yùn)行時(shí)，速度靈敏繼電器JSD 。若要上行并將到達(dá)選定層站時(shí)， 短距運(yùn)行：短距運(yùn)行時(shí)，JSD :4）強(qiáng)迫換速：圖中 KSH、KXH分別為長(zhǎng)距離運(yùn)行上、下強(qiáng)迫換速開關(guān)；KSD、KXD分別為短距離運(yùn)行上、下強(qiáng)迫換速開關(guān)。長(zhǎng)距運(yùn)行：若長(zhǎng)距換速觸點(diǎn)接通，I JHS 。但、JSD蟲點(diǎn)斷開

15、，JT釋放，并不發(fā)生換速信 上行時(shí)JSD號(hào)j JQ ，強(qiáng)迫換速。若短距換速觸點(diǎn) SDH JDH ，通路JDH JP JT JQ ，開始換JSD其常閉觸點(diǎn)斷開上行時(shí)，如KSH動(dòng)作（斷開）短距運(yùn)行：JSD雖其常閉觸點(diǎn)閉合、上行時(shí)KSH KSD依次斷開'JQ ，強(qiáng)迫換速。5）停車?yán)^電器JT延時(shí)釋放：進(jìn)入平層區(qū)時(shí)，平層繼電器 JP 其常閉觸點(diǎn)斷開 JT ，轎門打開，JMS 其 常開觸點(diǎn)斷開。JT常閉觸點(diǎn)延時(shí)閉合，以免在 JMS觸點(diǎn)未打開時(shí)，JT觸點(diǎn)閉合，JQ重新 啟動(dòng)。圖2.5-9長(zhǎng)距運(yùn)行測(cè)速原圖2.5-10長(zhǎng)、短距運(yùn)行換速線路四、任務(wù)實(shí)施圖2.5-11交流雙速電梯交流電動(dòng)機(jī)主線路+ II0V0YXJYXJ|1CSJyxj3rlCSR CZZF 2C引.cte2Cr2CSR3CSJ 220VoLCSJ2C2CSJJCSJj3Ckc2MC7OJ 1圖2.5-12交流雙速電梯起制動(dòng)控制線路電梯上行起動(dòng)時(shí)，QJ和SC吸合，即啟動(dòng)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?yán)@組。當(dāng)電梯運(yùn)行到減速點(diǎn)時(shí)，QJ釋放，快車接觸器 KC也釋放，MC慢車接觸器吸合，電機(jī)由快