電力拖動與控制系統(tǒng)課程設(shè)計報告書

1、信息工程學院電力拖動與控制系統(tǒng)課程設(shè)計報告書題目:電梯電力拖動分析及拖動電動機選擇專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級：學 號：學生姓名：指導教師：2014信息工程學院課程設(shè)計任務書學生姓名學號成績設(shè)計題目電梯電力拖動分析及拖動電動機選擇設(shè) 計 內(nèi) 容電力拖動基礎(chǔ)課程設(shè)計是課堂教學的延伸和發(fā)展，是理論知識與工程實踐之 間的銜接。通過課程設(shè)計加深理解課堂教學的理論內(nèi)容，學會綜合運用專業(yè)基礎(chǔ) 理論，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，在專業(yè)知識與工程實踐方面為日后的畢 業(yè)設(shè)計乃至畢業(yè)后的工作奠定良好的基礎(chǔ) ?！半娞蓦娏ν蟿与姍C選擇”是在系統(tǒng)學習電動機的運行特性、電梯生產(chǎn)設(shè)備 的特點、電梯生產(chǎn)工藝要求的基礎(chǔ)上

2、，綜合平衡包括供電系統(tǒng)在內(nèi)各方面的要求，使電梯設(shè)備的配套和運行合理化。掌握主要的起動過程中阻轉(zhuǎn)矩變化動態(tài)特性數(shù) 據(jù)，并據(jù)以改進電力拖動系統(tǒng)；選配額定功率恰如其分的電動機并且具有較咼的 需要系數(shù)。設(shè)計 要 求1、根據(jù)參觀的電梯，分析電梯電力拖動系統(tǒng)，按生產(chǎn)工藝畫出電梯起動、運 行、調(diào)變速、制動負載圖。2、根據(jù)負載圖及過渡過程對電梯電力拖動電機的容量進行工程計算選取。3、查閱參考資料對電動機的類型、容量、額定電壓、型號等進行校驗選擇。4 、撰寫課程設(shè)計說明書。時 間 安 排2014年4月22日一一2014年4月26日收集整理資料,確定方案2014年4月27日 2014年4月29日設(shè)計并完成設(shè)計說明

3、書參 考 資 料1 魏炳貴 電力拖動基礎(chǔ)2 邱阿瑞 電機與電力拖動3 陳伯時 電力拖動自動控制系統(tǒng)4 楊興瑤電動機的調(diào)速原理及系統(tǒng)目錄1 緒論 11.1 課題意義 . 11.2 課題背景及目的 . 11.3 已知系統(tǒng)參數(shù)和條件 . 21.4 任務要求 . 22 電力拖動系統(tǒng)分析 32.1 一般電力拖動系統(tǒng)的模型 . 32.2 電梯運行時間速度曲線 . 42.3 電梯拖動系統(tǒng)的起動 . 52.4 電梯拖動系統(tǒng)的調(diào)速 72.5 電梯拖動系統(tǒng)的制動 73 電梯拖動系統(tǒng)的電機選擇 . 1013.1 電動機種類選擇 1013.2 電動機結(jié)構(gòu)型式選擇 1013.3 電動機額定電壓選擇 1013.4 電動機

4、額定轉(zhuǎn)速選擇 1023.5 電動機的容量選擇 102總結(jié) 133參考文獻 1441 緒論1.1 課題意義電梯的拖動和控制系統(tǒng)是連接電網(wǎng)和電梯機電設(shè)備，傳送和轉(zhuǎn)化電網(wǎng)電能，拖動和控制電梯運 行的系統(tǒng)。它通常包括電動機，反饋單元和控制電動機的電路部件。電梯的拖動和控制系統(tǒng)是電梯 整梯系統(tǒng)的重要組成部分，研究電梯拖動和控制技術(shù)具有深遠的意義，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（ 1）電梯拖動和控制系統(tǒng)是電梯的能源中樞，它向電梯提供電力能源，控制和帶動機械負載運 行，沒有拖動控制系統(tǒng)，電梯將不能很好地運行。（ 2）電梯拖動和控制系統(tǒng)對于電梯運行性能的表現(xiàn)也起到關(guān)鍵的作用。電梯作為載人設(shè)備，它 的性能指標主要應達

5、到安全、穩(wěn)定、準確、舒適和效率性。電梯拖動和控制系統(tǒng)在拖動負載運行的 同時，也在控制和改變著電氣參數(shù)，使電梯可靠的運行，同時實現(xiàn)平滑的調(diào)節(jié)運行速度，因此，它 對電梯性能的表現(xiàn)起到非常重要的作用。（ 3）電梯拖動和控制系統(tǒng)既是電梯的能源心臟，又是達到電梯運行性能目標的重要保證，因此 為了提高電梯的系統(tǒng)性能，研究其拖動和控制系統(tǒng)原理，開發(fā)拖動和控制技術(shù)將具有非常重要的意 義。1.2 課題背景及目的1.2.1 背景現(xiàn)代工業(yè)中廣泛使用電力拖動技術(shù)，形成了較系統(tǒng)的電力拖動研究領(lǐng)域。電梯的拖動系統(tǒng)也是 屬于一般電力拖動系統(tǒng)的范圍內(nèi)。一般電力拖動技術(shù)的研究通常包括電動機的原理、調(diào)速的手段、控制的實現(xiàn)等多方面

6、。在電動 機技術(shù)方面，目前的研究建立在直流、交流、同步或異步的不同類型的電動機原理的基礎(chǔ)上。在調(diào) 速的手段方面，一般電力拖動系統(tǒng)遵循著系統(tǒng)運動基本方程式，建立了改變負載轉(zhuǎn)矩（負載特性曲 線）和電動機轉(zhuǎn)矩（機械特性曲線）的穩(wěn)定交點，通過平行移動人為機械特性曲線進行調(diào)速的原則。 在控制的實現(xiàn)方面，一般電力拖動控制技術(shù)目前也普遍應用晶閘管變流電路，或者能實現(xiàn)更復雜控 制功能的變頻器來實現(xiàn)。電梯的拖動和控制技術(shù)繼承了一般電力拖動技術(shù)的研究成果，具有一般拖 動技術(shù)的共性，但也具備自己的特點。電梯拖動和控制系統(tǒng)的研究是基于一般電力拖動技術(shù)的基礎(chǔ) 上，針對電梯拖動運行的特殊性，進行了在電梯中應用相應技術(shù)的分

7、析、研究和設(shè)計。本文著重分 析了電梯拖動運行的特點，并研究如何針對電梯的特點設(shè)計其相應的拖動控制系統(tǒng)。電梯的發(fā)展已經(jīng)歷了一百多年，其拖動和控制系統(tǒng)經(jīng)歷了比較多的發(fā)展階段，在當今的電梯上 使用的類型也比較多。本文通過分析各種電梯拖動系統(tǒng)的機械特性和其控制系統(tǒng)的調(diào)速原理，旨在 為不同規(guī)格的電梯設(shè)計出最適合的拖動控制方式。1.2.2 目的電力拖動基礎(chǔ)課程設(shè)計是課堂教學的延伸和發(fā)展，是理論知識與工程實踐之間的銜接。通過課 程設(shè)計加深理解課堂教學的理論內(nèi)容，學會綜合運用專業(yè)基礎(chǔ)理論，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能 力，在專業(yè)知識與工程實踐方面為日后的畢業(yè)設(shè)計乃至畢業(yè)后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。“電梯電力拖動電機

8、選擇”是在系統(tǒng)學習電動機的運行特性、電梯生產(chǎn)設(shè)備的特點、電梯生產(chǎn) 工藝要求的基礎(chǔ)上，綜合平衡包括供電系統(tǒng)在內(nèi)各方面的要求，使電梯設(shè)備的配套和運行合理化。 掌握主要的起動過程中阻轉(zhuǎn)矩變化動態(tài)特性數(shù)據(jù)，并據(jù)以改進電力拖動系統(tǒng)；選配額定功率恰如其 分的電動機并且具有較高的需要系數(shù)。1.3 已知系統(tǒng)參數(shù)和條件1、電梯的性能指標應達到安全、穩(wěn)定、準確、舒適和效率性。2、電梯拖動和控制系統(tǒng)在拖動負載運行的同時，也在控制和改變著電氣參數(shù)，使電梯可靠的運 行，同時實現(xiàn)平滑的調(diào)節(jié)運行速度。2500Kg，3、電梯的規(guī)格是：載重為lOOOKg,速度為1.75m/s ,提升高度為72m,電動機軸載荷為變頻器為 OVF

9、20。4、 電梯的電動機要有較寬的調(diào)速范圍1 : 5的調(diào)速。5、運行可靠性要高。1.4 任務要求1 、根據(jù)參觀的電梯，分析電梯電力拖動系統(tǒng)，按生產(chǎn)工藝畫出電梯起動、運行、調(diào)變速、制動 負載圖。2 、根據(jù)負載圖及過渡過程對電梯電力拖動電機的容量進行工程計算選取。3、查閱參考資料對電動機的類型、容量、額定電壓、型號等進行校驗選擇。2電力拖動系統(tǒng)分析2.1 一般電力拖動系統(tǒng)的模型電力拖動系統(tǒng)的運動部分，通常由電動機的轉(zhuǎn)子、機械減速機構(gòu)以及負載的運動部分組成。電 力拖動系統(tǒng)運動模型的合轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩之差，可以用下式表示.（ 2-1）T- Tl = Jdt式中各參數(shù)的含義為： T電磁轉(zhuǎn)矩，Tl

10、系統(tǒng)總凈阻力矩，J轉(zhuǎn)動慣量，Q電動機軸旋轉(zhuǎn) 角速度，d.Y di 旋轉(zhuǎn)角加速度。電力拖動系統(tǒng)中習慣采用系統(tǒng)總飛輪慣量gD和轉(zhuǎn)速n來分析和進行計算，則式（2-1）可改寫為（2-2）T- Tl =375 dt上式是電力拖動系統(tǒng)的基本運動方程式，由基本運動方程式可以看出：當T>Tl時，系統(tǒng)處于加速運動狀態(tài)；當T=Tl時，系統(tǒng)處于恒速或靜止狀態(tài)；當T<Tl時，系統(tǒng)處于減速運動狀態(tài)。電力拖動系統(tǒng)的一個重要參數(shù)是負載特性，負載特性指的是負載轉(zhuǎn)矩對轉(zhuǎn)速的函數(shù)。電力拖動 系統(tǒng)的負載類型比較多，圖為位能性恒轉(zhuǎn)矩負載和反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載的特性曲線。從圖上可以看出，負載特性曲線的基本走勢是縱向的，也就是轉(zhuǎn)

11、矩在對應于整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，都只在一定范 圍內(nèi)變化，這說明負載特性有對系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩特征起主導作用的特點。負載特性最重要的特征是：負 載的轉(zhuǎn)矩一一轉(zhuǎn)速關(guān)系由其機械特征和運行特點決定，不受系統(tǒng)電氣參數(shù)控制。圖反抗性與位能性恒轉(zhuǎn)矩負載圖電動機的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速關(guān)系特性稱為電動機的機械特性。圖為直流電動機、交流異步電動機的機械特性。從圖上也可以看出，電動機的機械特性在其工作段基本走勢都是橫向的，它們的轉(zhuǎn) 速在對應于整個允許輸出的轉(zhuǎn)矩范圍時，都只在一定的范圍變化，這說明電動機機械特性有對系統(tǒng) 的轉(zhuǎn)速起主導作用的特點。電動機機械特性最重要的特征是：電動機的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速關(guān)系只由電動機信息工程學院課程設(shè)計(論文)特征、參

12、數(shù)以及電源參數(shù)決定，不受負載類型影響。一般把在額定參數(shù)下作出的機械特性稱為固有 機械特性，而把參數(shù)變化后改變了的機械特性稱為人為機械特性。11丨i岌:電狀態(tài)工作區(qū)電動狀惑工作區(qū)0MeE0直流電動機n 1/覽電狀態(tài)工作區(qū)i電動狀/工作區(qū)/0Me交流異步電動機圖電動機機械特性曲線圖電力拖動系統(tǒng)要達到穩(wěn)定運行，那么運動方程式應達到平衡。如果能夠持續(xù)地保持轉(zhuǎn)速不變， 即加速度為零時，根據(jù)式(2-2)，系統(tǒng)的合轉(zhuǎn)矩為零，系統(tǒng)能穩(wěn)定地保持這個狀態(tài)，這是系統(tǒng)穩(wěn)定運 行的條件。把負載特性和電動機的機械特性合并在一起的圖形，是系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩圖，如圖所示。在系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩圖上，兩條曲線的交點可能是穩(wěn)定的交點，也可能是不穩(wěn)定的

13、交點，系統(tǒng)只有在穩(wěn)定交 點處才能達到穩(wěn)定運行。穩(wěn)定交點一般滿足下面的條件：在交點以上，負載特性曲線在機械特性曲 線的右邊，在交點以下，負載特性曲線在機械特性曲線的左邊。圖穩(wěn)定運行交點2.2電梯運行時間速度曲線電梯是一種交通工具，它具有頻繁啟動加速和制動減速過程，因此它的拖動系統(tǒng)應提高運行效 率。同時，作為垂直升降的運輸設(shè)備，人對電梯運行速度的變化非常敏感，因此電梯的拖動系統(tǒng)還 應滿足人們的舒適感的要求。為此，需要給出既能提高運行效率，又能改善乘坐舒適感的電梯運行 速度曲線，以使電梯按照預先給定的速度特性運行。電梯的快速性和舒適性均與加速度a (m/s2)和加加速度P (m/s3)有關(guān)。加速度和

14、加加速度不能過大，否則會使人有嚴重不適的感覺，P在電梯技術(shù)中還被稱為生理系數(shù)，國家標準規(guī)定了a和p的最大值。同時a和p也不能過小，否則會影響電梯的運行效率。根據(jù)舒適性要求，電梯的速度曲線 還具有轉(zhuǎn)彎處為圓滑過渡的特點。電梯在樓層間頻繁啟動和停車，而且具有正常運行、檢修運行等多種操作，因此對運行精度要 求也較高。基于以上的分析，電梯的運行速度曲線可以采用拋物線一直線型、拋物線型或正弦型等曲線。2.3電梯拖動系統(tǒng)的起動電梯拖動系統(tǒng)在選定的調(diào)速方式下，電動機的轉(zhuǎn)矩應達到負載轉(zhuǎn)矩的要求，考慮到電源電壓的 波動、導軌不夠平直等因素，電動機的轉(zhuǎn)矩還應留有一定裕量。將電動機的機械特性畫在電梯負載 特性的平面

15、內(nèi)，電動機的機械特性應能全部覆蓋負載特性，即全部包容負載特性。如果滿足上述條 件，則該電梯在控制系統(tǒng)的各種調(diào)速方式下能按照預定的速度曲線運行。否則，在哪一段不包容， 則在不包容區(qū)間電梯將脫離預定速度曲線，從而造成舒適性變差或平層準確度變差，嚴重時可能出 現(xiàn)失控現(xiàn)象，圖2.3表示了兩者之間的關(guān)系。信息工程學院課程設(shè)計(論文)2.4電梯拖動系統(tǒng)的運行電梯拖動系統(tǒng)運行時，提升機構(gòu)將經(jīng)歷如下的四種過程：(1) 提升重物提升重物時，電動機始終處于電動狀態(tài)。在圖2.4中表示當負載為Tl時逐級提升過程的機械特性。逐級提升過程為ot b tct d tetr宀最后穩(wěn)定運行于 A點,即以A點對應的速度提升重物。

16、 b、d、f各點對應著不同的提升速度。(2) 下降重物下降重物時，電機均處于制動狀態(tài)。若下降速度較低，則電動機采用轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動狀態(tài)。如圖2.4中的B點，機械特性曲線1對應著轉(zhuǎn)子電路串入所有附加電阻時的人為特性。若要求以較高速度下放重物，電機通常都采用回饋制動狀態(tài)工作。如圖2.4中的C點，其對應的轉(zhuǎn)速超過反向的同步轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)子串人電阻越大，則對應的下降速度越高。C點是位能負載轉(zhuǎn)矩 5和反向機械特性4的交點。反向機械特性 4與電動機械特性4轉(zhuǎn)子中串入的電阻均為 RS4,只不過前者的定子兩相作了反 接。(3) 空箱升降電梯的箱中無人或重物時，則為空箱。提升空箱與提升重物一樣，電動機運行于正向電

17、動狀態(tài)。 下放空箱時，因為系統(tǒng)的摩擦力產(chǎn)生的反抗性轉(zhuǎn)矩大于空箱本身的位能轉(zhuǎn)矩，靠空箱本身不能下放。因此,應使電動機運行于反向電動狀態(tài)，強迫空鉤下放。圖2.4中的特性6和7,分別為空箱提升和空箱下放負載轉(zhuǎn)矩特性曲線。顯然提升空箱和下放空箱的運行工作點分別在第一和第三象限。圖2.4負載轉(zhuǎn)矩特性曲線2.5電梯拖動系統(tǒng)的調(diào)速電梯經(jīng)歷了 100多年的發(fā)展，具有直流電梯、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、變頻調(diào)速電梯等多種類型。直流電梯的調(diào)速方式是變壓調(diào)速，可以采用晶閘管變流裝置實現(xiàn)變壓的拖動控制。直流電梯 調(diào)速性能較好，但成本較高，一般用在高性能的調(diào)速電梯中。交流調(diào)壓調(diào)速電梯是指采用交流異步電動機拖動負載，通過改

18、變電壓實現(xiàn)調(diào)速運行的電梯。按照調(diào)速原理，交流調(diào)壓調(diào)速電梯為實現(xiàn)調(diào)速，需要將交流異步電動機的機械特性曲線縱向移動，構(gòu)造人為機械特性曲線簇。交流調(diào)壓調(diào)速電梯是通過改變電動機定子端電壓U1,從而改變轉(zhuǎn)差率來構(gòu)造人為機械特性曲線簇的。如圖2.5所示，當電動機電壓 U仁U1N時，電動機將穩(wěn)定運行在 A點，當電壓降低到 U1時，電動機將穩(wěn)定運行在B點，當電壓降低到 U1,電動機將穩(wěn)定運行在 C點，轉(zhuǎn)速nA>nB>nC因此，通過改變定子端電壓和電動機轉(zhuǎn)差率，實現(xiàn)了平滑調(diào)速。2.6電梯拖動系統(tǒng)的制動制動機構(gòu)制動機構(gòu)是曳引機的重要組成部分。它的用途是保證能靈活可靠、安全地以較大勻減速將曳引機制動停車

19、，保持靜止狀態(tài)。GB/T13435-90對制動機構(gòu)的工作狀態(tài)和性能作了明確規(guī)定。規(guī)定一：曳引機制動應可靠。在電梯整機中，平衡系數(shù)$ =0.4。轎廂加上125%額定載重量，歷時10min，制動輪與投影動閘瓦之間應無打滑現(xiàn)象。規(guī)定二：在規(guī)定一的條件下，制動器的最低起動電壓和最高釋放電壓，應分別低于電磁鐵額定 電壓的80%和55%制動器開啟滯后時間不超過0.8s ;制動器線圈耐壓試驗，導電部分對地間施加1000V,歷時1min,不得有擊穿現(xiàn)象；制動器線圈的輸出端應設(shè)有接線端子。規(guī)定三：制動器部件的閘瓦組件應分兩組裝設(shè)。如果其中一組不起作用，制動輪上仍能獲得足夠的制動力，使載有額定載重量的轎廂減速。規(guī)

20、定四：在曳引機通電持續(xù)率為40%寸，在檢驗平臺上應作下列高速正反方向連續(xù)無故障運轉(zhuǎn)，制動線圈溫升與最高溫度均應不超過下表的規(guī)定能耗制動：吸收系統(tǒng)貯存的動能并轉(zhuǎn)換成電能，消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻上。優(yōu)點：制動平衡，便于實現(xiàn)準確停車，適用于平衡、準確停車的場合及限制位能性負載的下降 速度缺點：制動較慢，需增設(shè)一套直流電源異步電動機能耗制動機械特性表達式的推導比較復雜。然而經(jīng)理論推導可以證明，異步電動機 能耗制動的機械特性議程式與異步電動機接在三相交流電網(wǎng)上正常運行時的機械特性是相似的。機 械特性曲線如圖261所示。這里主要介紹它的特點 ：1、 當直流勵磁一定，而轉(zhuǎn)子電阻增加時，產(chǎn)生最大制動轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速

21、也隨之增加，但是產(chǎn)生的最 大轉(zhuǎn)矩值不變,如圖曲線1和曲線3所示2、 轉(zhuǎn)子電路電阻不變，而增大直流勵磁時，則產(chǎn)生的最大制動轉(zhuǎn)矩增大，但產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn) 速不變。如圖曲線1和曲線2所示。推導結(jié)果表明，能耗制動時，最大轉(zhuǎn)矩Tmax與定子輸人的直 流電流平方成正比，這和異步電動機改變定子電壓的人為機械特性變化規(guī)律相同。這是因為改變定子 電壓就改變了電動機氣隙磁通 m的大小，而改變直流電流1_也就改變制動時恒定磁場的數(shù)值。兩者實質(zhì)相同，所以特性曲線的變化規(guī)律也相同。2.6.2 制動過程由機械特性曲線可以分析異步電動機能耗制動的過程。設(shè)電動機原來在電動狀態(tài)的A點穩(wěn)定運行，制動瞬間，由于機械慣性，電動機轉(zhuǎn)

22、速來不及變化，工作點A平移至特性曲線1（轉(zhuǎn)子未串制動電阻） 上的B點，對應的轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，使電動機沿曲線1減速，直到原點，而=0時T=0。如果負載是反抗 性的，則電動機將停轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了快速制動停車；如果負載是位能性的，則需要在制動到n=0時及時地切 斷電源，才能保證準確停車。否則電動機將在位能性負載轉(zhuǎn)矩的拖動下反轉(zhuǎn)，特性曲線延伸到第四象信息工程學院課程設(shè)計(論文)限, 直到電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相平衡時 , 重物獲得穩(wěn)定的下放速度?？梢?,轉(zhuǎn)子電阻較小時 , 在高速時 的制動轉(zhuǎn)矩較小 , 因此對籠型異步電動機 , 為了增大高速時的制動轉(zhuǎn)矩 , 就必須增大直流勵磁電流 ; 而 對繞線轉(zhuǎn)子異步電動機

23、,則可采用轉(zhuǎn)子串電阻的方法 , 使得在高速時獲得較大的制動轉(zhuǎn)矩。2.6.3 能耗制動經(jīng)驗公式 在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的拖動系統(tǒng)中 , 采用能耗制動時 , 可用下列兩式計算異步電動機定子直 流勵磁電流 I_ 和轉(zhuǎn)子電路所串電阻 RBr ：I_=(23)I 0 、 RBr=(0.20.4)E 2N/(1.732I 2N)-r 2I 0異步電動機的空載電流，一般取I0 =( 0.20.5 )I 1N；r2 為轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻。利用上面兩式計算所得的數(shù)據(jù)，可保證電動機拖動系統(tǒng)的快速停車，并能使最大制動轉(zhuǎn)矩Tmax=( 1.252.2 )TN。3 電梯拖動系統(tǒng)的電機選擇在電力拖動系統(tǒng)中，電動機的選擇是一

24、項重要的內(nèi)容，它包括電動機的類型、容量、額定電壓 及額定轉(zhuǎn)速等的選擇。電動機選擇的依據(jù)，首先要按照生產(chǎn)機械對電力拖動提出的具體要求和工作 情況來確定應該選擇何種類型的電動機， 然后根據(jù)生產(chǎn)機械的實際負載確定所需要的電動機的容量， 所以，選擇電動機可歸納為兩個方面：一方面是電動機種類、型式、電壓和轉(zhuǎn)速選擇，另一方面是 電動機的容量選擇。3.1 電動機種類選擇電動機種類首先是分為直流電動機和交流電動機兩大類。直流電動機又分他勵、并勵、串勵等。 交流電動機又分籠型異步電動機、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機、同步電動機等等。電動機種類選擇主要是 從生產(chǎn)機械對調(diào)速性能的要求來考慮，例如對調(diào)速范圍、調(diào)速精度、調(diào)速平滑

25、性、低速運轉(zhuǎn)狀態(tài)等 的要求。凡是不要調(diào)速的拖動系統(tǒng)，總是考慮采用交流電機拖動；長期工作不需要調(diào)速且容量相當大的 生產(chǎn)機械，往往采用同步電動機，它可以改善企業(yè)電網(wǎng)的功率因數(shù)；而對調(diào)速范圍不廣的拖動系統(tǒng)， 調(diào)速級數(shù)少且不需在低速下長期工作，可以采用交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機或多速電動機。而電梯拖 動是調(diào)速范圍不廣的地方，故在電梯拖動中，可以選擇交流電動機拖動系統(tǒng)。3.2 電動機結(jié)構(gòu)型式選擇各種生產(chǎn)機械的工作環(huán)境差異很大，電動機與工作機械也有各種不同的結(jié)合方式，所以還應當 確定電動機的結(jié)構(gòu)型式，常用的型式有直立式、臥式、開啟式、封閉式以及防滴、防爆等等型式。 而電梯要在垂直方向工作，只能是選擇直立式的。

26、3.3 電動機額定電壓選擇電動機額定電壓選擇一般是由工廠或車間的供電條件決定的。我國一般標準是交流電壓為三相380V,直流電壓為220V。大容量的交流電動機通常設(shè)計成高壓供電，如3、6或10KV電網(wǎng)供電，此時電動機選用額定電壓為 3、6或10KV高壓電動機。采用直流電動機時，當電動機容量較大時，為 了減小電樞電流，可以考慮用額定電壓為440V的電動機。電梯拖動系統(tǒng)中，選擇的是交流電機，所以應該選擇標準的交流三相電壓 380V。3.4 電動機額定轉(zhuǎn)速選擇電動機額定轉(zhuǎn)速選擇關(guān)系到電力拖動系統(tǒng)的經(jīng)濟性及生產(chǎn)機械的效率，其選擇的原則通常根據(jù) 初投資和維護費用大小來決定。在頻繁起、制動或反向的拖動系統(tǒng)中

27、還應該考慮電動機過渡過程時 間最短、能量損耗最小來選擇適當?shù)念~定轉(zhuǎn)速。3.5 電動機的容量選擇正確選擇電動機的容量以保證電力拖動系統(tǒng)可靠而經(jīng)濟的運行。如果電動機容量選擇過小，則在正常工作情況下電動機就要過載運行。如果電動機容量選擇過大，電動機的能力就不能充分利用，使電動機的效率降低，能量損耗增加，而且會惡化電動機運行時的功率因數(shù)。所以，正確地選擇電 動機，是一個極為重要的問題，這對國民經(jīng)濟具有十分重要的意義。電機絕緣材料的等級在選擇電動機容量時，要考慮電動機的發(fā)熱，允許的過載能力與起動能力等三方面的因素。一 般情況下，以發(fā)熱問題尤為重要。因為電動機在實現(xiàn)能量變換過程中，在電動機內(nèi)部產(chǎn)生損耗變成

28、 熱量使溫度升高。電動機中耐熱最差的是繞組的絕緣材料，不同等級的絕緣材料，其最高的允許溫 度是不同的。電動機過載能力選擇電動機容量時，需要考慮電動機的過載能力是否不夠，從發(fā)熱觀點看，電動機短時過載是 允許的，但要受到電動機過載能力的限制，所以必須要校驗電動機的過載能力。此次我們選擇 HBVF系列電梯專用變頻調(diào)速三相異步電動機作為電梯的電力拖動電機。HBVF系列電梯專用變頻調(diào)速三相電動機是吸收國外技術(shù)專為電梯設(shè)計的變頻調(diào)速電機，可與多種品牌變頻 器相匹配，由電梯系統(tǒng)的控制箱實現(xiàn)閉環(huán)控制。用指定的驅(qū)動器可以實現(xiàn)零速定位。本系列電動機基本安裝形式為IMB5,即端蓋上有凸緣，機座無底腳，臥式安裝，非主

29、軸伸端用于安裝測速裝置。冷卻方式為自通風方式，防護等級為IP23。該系列電機機殼采用鑄鐵件，轉(zhuǎn)子為小慣量鑄鋁結(jié)構(gòu)，整機結(jié)構(gòu)簡單可靠，定子絕緣等級為F級。定子繞組內(nèi)裝有過熱保護器，供熱保護用。該電機的使用條件如下表所示：項目名稱參數(shù)條件項目名稱參數(shù)條件環(huán)境溫度最咼溫度不超過40 C,最低溫度不低于5 C起動方式由變頻器控制， 在起動范圍內(nèi)保證電 機具有最小的起動電 流海拔不超過1000m額定功率22KW額定電壓380V工作方式斷續(xù)工作制額定頻率50Hz傳動方式聯(lián)軸器電梯與一般電力拖動系統(tǒng)相比，其運行次數(shù)比較頻繁，為了降低系統(tǒng)消耗的功率，考慮到電梯 垂直運行的特點，在設(shè)計電梯拖動系統(tǒng)時配置了對重，它與轎廂由曳引繩連接在曳引輪的兩側(cè)，起 到平衡轎廂重量的作用。電梯在垂直運動時，對重的重量可以抵銷掉一部分轎廂重量，從而減小電動機的額定功率。對重的重量等于轎廂的自重加上40%50%勺額定載重，這種配置使系統(tǒng)能