交流变频调速系统在扶梯中应用.docx

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1、自动扶梯是由一台特种结构型式的链式输送机和两台特殊结构型式的胶带输送机所组合而成的，用以在建筑物的不同层高间运载人员上下的种连续输送机械。它的出现给人类的日常生活带来极大的便利，它同时也成为现代物质文明的一个重要标记。从第一台名义上的自动扶梯诞生以来，自动扶梯的发展迄今为止大约经验了100多年。自动扶梯作为运输旅客的交通工具，不仅胜利地缩小了目标间的距离，而X1.使超短途（如楼以、月台间等）的大潦量人员运输成为可能.因此，经济学家说：“自动扶梯的出现使人们有了逛大型商场的欲望。”交通学家说“是自动扶梯和自动人行道的应用使我们可以把乍站、机场建的尽可能大。”自动扶梯的应用已经变更了我们的生活.随

2、着臼动扶梯进一步向若高科技、节能、智能化的方向发展，变频器在扶梯领域也被广泛地应用。该文系统采纳红外传感器、P1.C可编程序限制罂及西门子MM1.40变频器的限制组合，构成的调速系统对传统扶梯进行改造后，使扶梯具备平稳启动、节能运行和检修运行功能。扶梯启动时，避开产生很大的启动电流：无人乘梯时，扶梯由额定运行速度转为低速运行，即节约了能源，减小了机械弱损，也为乘客明确了扶梯运行方向：扶梯检修时，检修运行功能保证了扶梯检修精度。本论文分为五个部分,即：沟通变频调速系统概论及自动扶梯系统筒介；沟通调速系统方案论证和系统组成：自动扶梯系统的工作原理及电路设计：自动扶梯系统的参数设定及P1.C程序设计

3、：系统的应用价值.关键词:MM410,P1.C,节能分析前三11沟通变频调速系统概述及扶梯系统概述21.1 沟通变频调速系统原理21.2 沟通变频调速系统的发展概况及前景41.3 该课题探讨的目的及意义51.4 自动扶梯系统简介61.4. I自动扶梯61.4.2 自动扶梯系统构造61.4.3 自动扶梯的主要参数101.4.4自动扶梯的特点102沟通调速系统的方案论证及系统组成112.1方案论证112.1.1.继电器限制、P1.C限制及变频器调速系统的比较112. 1.2限制方式的选择122.2电动机的选择153. 2.I电动机的选择152.2.2选择电机的留意事项172.3变频器的选择172.

4、3.IMMMO变掾器192.3.2MM440变频器的容量选择及计算262.3.3变频器选择留意事项272.3.4MM440变频器在自动扶梯系统中的作用：272.4P1.C的选择2727282.4.3变频器和P1.C的关系292.5红外传感器的选择292.5.I红外传感器292.5.2热释电红外传感器303自动扶梯系统的工作原理及电路设计3223.1 自动扶梯系统工作原理323.2 电路设计及电路图351自动扶梯调速节能系统的参数设定及P1.C程序设计404.1 变频器参数设定404.2 电机参数设定414.3 3P1.C程序设计415系统的应用价值47结论48致谢49参考文献50臼动扶梯和电梯

5、一样是公共场所运输乘客的典型设备，已在百货公司，机场、地铁、火车站等场所广泛的应用。大多数扶梯在客流量大的时候,工作于额定运行状态，在空载时仍以额定速度运行，具有耗能大，机械磨损严修，运用寿命短等缺点。采纳MMMO变频器组成的变频限制系统，可以很好的解决这些问题。MMMo变频器是一种高性能的矢量变频器，由微处理器限制，并采纳具有现代化先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件.因此，它们具有很高的运行牢靠性和功能的多样性。而且采纳脉冲频率可选的专用脉冲调制技术，可使电机低噪声。全面而完善的爱护功能为变频器和电动机供应了良好的爱护。采纳M1II40变频器组成的变频调速限制系统，

6、扶梯起先运行时通过变频器启动，当扶梯达到额定速度运行后，2分钟后如无乘客乘梯，扶梯由额定速度自动降为约五分之额定速度爬行：如安装在扶梯出入口的传感器检测到在乘客乘梯，则扶梯速度立刻平缓地升至额定速度，如乘客接着进入扶梯，扶梯将始终以额定速度正常运行。本文中自动扶梯调速系统的性能特点：（D改造中为了使了系统故障时不影响用户的运用，所以在保留原系统（工频系统）的基础上增加变频系统，并且可以实现工频一变频的切换。无乘客时，电梯低速运行，当有乘客到达入口时，电梯自动转入全速运行。即应用变频调速可以进行电机软后动：乘客离开电梯后若再无乘客，则电梯自动转回低速运行：启动、停止或速度转换平稳顺畅，特适性较好

7、：当扶梯处于下行状态时，电机进入发电状态，能量回馈电网，此时电机不受变频解限制。扶梯空载时电流仅为额定速度运行时电潦的三分之一，节能效果明显.由于无人乘梯时运行速度很低，机械部分的磨损大大降低，相对延长了扶梯的运用寿命。检修运行时扶梯以二分之额定速度运行，便于检修和视察扶梯结构的运动状况，克服了原系统额定速度点动停止不刚好的不足.变频技术的采纳大大降低了扶梯启动时对电网的冲击，保证了扶梯启动的平滑、舒适，可有效改善电网的功率因数，降低无功损耗。1沟通变频调速系统概述及扶梯系统概述1.1 沟通变频调速系统原理在20世纪的绝大部分年头里，由于直流传动具有的优越调速性能，高性能的可调速转动都采纳直流

8、电动机(以下均简称为直流电机)，而占电气传动总量约80%的不变速传动则采纳沟通电动机(以卜均简称为沟通电机)，这种分工在一段时期内成为种举世公认的格局。沟通调速系统虽早己有多种方案问世，而且也获得一些实际应用的领域，但在性能方面却始终无法及直潦调速系统相匹敌.直至20世纪70年头初叶，席卷世界先进工业国家的石油危机迫使他们投入大量人力和物力去探讨高效节能的沟通调速系统一个变频调速系统主要由静止式变频装置、沟通电机和限制电路三大部分组成。近年来沟通调速中最活跋、发展最快的就是变频调速技术。变频调速是沟通调速的基础和主干内容。上个世纪变压潺的出现使变更电压变得很简洁，从而造就一个浩大的电力行业.长

9、期以来，沟通电的领率始终是固定的，变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源、我国电气传动产业始建于1951年当时第一批该专业范围内的学生.从各大专院校毕业，同时在机械工业部属下建立了我国第个电气传动成套公司，这就是后来天津电气传动设计探讨所的前身。现在我国已有200家左右的公司、工厂和探讨所从事变频调速技术的工作。我国是个发展中国家，很多产品的科研开发实力仍落后于发达国家。至今自行开发生产的变频调速产品大体只相当于国际上80年头水平。随着改革开放,经济高速发展，形成了一个巨大的市场，它既对国内企业，也对外国公司放开。很多最先进的产品从发达国家进口，在我国运行良好，满意了我国生产和生活须要

10、。国内很多合资公司生产当今国际上先进的产品，国内的成套部分在自行设计制造的成套装巴中采纳外国进口公司和合资企业的先进设备，臼己开发应用软件，能为国内外重大工程项目供应一流的电气传动限制系统。虽然取得很大成果,但应看到由丁国内自行开发、生产产品的实力弱，对国外公司的依靠性严政。变频调速系统原理：异步电动机的基本公式同步转速即旋转磁场的转速，计算公式如下：(1.1)式中“。一同步转速(r/min)；f电源电压的频率（Hz）；P磁极对数。式（1.1.）表明，当电动机的盛极对数肯定时，I可步转速及电源电压的领率成正比：而在额定频率卜.，同步转速及磁极对数的关系见卜表1.1。表1.1同步转速及底极对数的

11、关系磁极对数1（2极）2极）3（6极）4（8极）6（12极）同步转速（r/min）300500转差即转子转速及同步转速之差。An=（1.2）式中Z1.一转差（r/min）；“一转子转速（r/min）,转差率转差及同步转速之比，称为转差率（1.3）式中s转差率。转子转速”由式（1.1）和（1.3）推导如F：fi.v=0（-）=-（1-s）P（1.4）由（1.4）可知，变更电源电压的领率f,就变更r旋转琛场的转速（同步转速），也就变更了电动机输出轴的转速：fJ叫IJ“MJ所以，调整频率可以调速，并且可以无级调速。变频涔就是一种可以随意调推其输出电压频率，使三相沟通异步电动机实现无缎调速的装置。生产

12、机械常常须要无级调速，而在变频落问世之前,异步电动机是无法实现无级调速的.这使它的调速性能远逊于直潦电动机.其实，变频可以调速的原理，是从异步电动机独创之日起就知道了的。但异步电动机独创T1898年，而变频淞达到能然普及应用的阶段，却直到2（）世纪80年头才得以实现，中间相隔了近一个世纪”。1.2 沟通变频调速系统的发展概况及前景电气传动是工业援域中的个重要内容，它利用电动机将电能转变为机械能，从而满意工农业生产及日常生活中的各种需求。目前，变频调速技术已成为节能、改善工艺流程、提高产品质量和改善环境、推动技术进步的有效措施。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节能效果，广

13、泛的适用范围及其它很多优点而被国内外公认为技有发展前途的调速方式，共全要性日益得到世界各国的重视。在世界能源紧缺的今日，开展变频调速技术的探讨，推广其应用，有着特别重大的现实意义和巨大的经济效益及社会效益。基丁电机限制理论的通用变频器的发展是世界高速经济发展的产物，其发展的趋势大致为：生控体化。例如日本三菱公司将功率芯片和限制电路集成在块芯片上的D1.P1.PM（即双列直插式封装）的研制己经完成并推向市场，一种使逆变功率和限制电路达到一体化、智能化和高性能化的HV1.C（富耐压IC）SOC（Sys1.ennChip）的概念已被用户接受。（2）小型化.变频器的小型化除了出自支撑部件的封装技术和系

14、统设计的大规模集成化以外，功率器件发热的改善和冷却技术的发展己成为小型化的歪要缘由。低电磁噪音化.今后的变频器都耍求在抗干扰和抑制高次谐波方面符合EMC标准，主要做法是在变频器输入侧加沟通电抗器或有源功率因数校正（ActivePowerFactorCorrectionAPFC）电路，改善输入电流波形，降低电网谐波以及逆变侨实行电流过零的开关技术。而限制电源用的开关电源将推崇半谐振方式，这种开关限制方式在30-50MHZ时的噪声可降低1520dB.专用化。通用变频落中出现专用型产品是近年来的事。其目的是更好发挥变频罂的独特功能并尽可能地便利用户。如用于起重机负载，沟通电梯，恒压供水、机械主轴传动

15、、电源再生、纺织、机车牵引等专用变频器.系统化。作为发展趋势，通用变频涔从模拟式、数字式、智能化、多功能向集中型发展。最近，日本安川电机提出了以变频器，伺服装置，限制器及通讯装置为中心的“Dmc”概念,并制定了相应的标准,目的是为用户供应最佳的系统。因此可以预见，今后变频器的裔速响应和高性能聘是基本条件。由于变频器的功能强大，所以他的应用意义也就特别重大。应用量也在不断的增加.运用它一是节能，二是优质，三是增产，四是降耗。由于变频器的优异功能，变频器的应用已经由工厂扩展到社区，酒店，商厦等。变频器的用量还在不断的增加，有相当大的市场潜力。变频调速技术作为高新技术、基础技术、和节能技术，己经渗透

16、到经济领域的全部技术部门中。我国以后在变频调速技术方面应主动做的工作如下：应用变频调速技术来改造传统的产业，节约能源及提高产品质量，获得较好的经济效益和社会效益。大力发展变频调速技术，必需把我国变频调速技术提i到一个新水平，缩小及世界先进水平的差距，提高自主开发实力，满意国民经济重点工程建设和市场的需求。规范我国变频调速技术方面的标准，提高产品牢靠性工艺水平，实现规模化、标准化生产。变频调速技术在国民经济和日常生活中的重要地位是由以卜因素幽定的：应用面广，是工业企业和日常生活中普遍须要的新技术0是节约能源的高新技术。您是国际上技术更新换代最快的领域。是高科技象域的综合性技术。是替代进口,节约投

17、资的最大领域之一。1.3 该课题探讨的目的及意义本文主要介绍西门子MMI40标准变频器在自动扶梯调速节能系统中的应用.由于自动扶梯在酒店、商场、地铁、火车站、写字楼等场所应用较多，在便利顾客和提高服务质量等方面起到了相当重要的作用。但由于其运用场合的特殊性，部分挟梯常常处于空转的状态，我们知道，由于能源和电力资源的威乏，S动扶梯在空我状态下的运转成为一种巨大的奢侈。同时也使扶梯部件（如电机、减速箱、扶手带等）产生不必要的磨损及疲惫损伤。因此，我设想，假如能让自动扶梯自动检测到空载状态一段时间后，指令扶梯由全速运转减速至五分之一额定速度运转。在人员进出相对不常见的场所，必于上述思想，自动扶梯检测

18、到空载状态一段时间后，将由全速运转渐渐减速直到停止运转，这样便可实现节约电能达30%50%左右.当有乘客踏上自动扶梯床盖板时，扶梯可通过设置在床盖板入口处的红外传感器自动感知乘客的到来，起先全速运转.该节能方案有以卜.优点：加减速度曲线连续、平滑,加减速度平稳，乘客无任何不适的感觉。因运用变频调压调速装巴及微机限制，可以实现自动扶梯或自动人行道由正常运行状态和节能状态间平桎过渡的加减速及须要的特定运行速度的设定，降低了由于频繁启动对机械设备造成的损害，节能低速运行大大降低了机械部件的磨损，相对延长了设备的运用寿命，同时自动扶梯的电动机的升温柔运行噪声将有显著降低，达到节能减排的目的。变频技术的

19、采纳大大降低了自动扶梯频繁启动时对电网的冲击，改善电网的功率因数，降低无功损耗，起到了节能作用。该节能方案借用了原系统的平安条件，加上变频谢压谢速装置本身所具有的平安爱护功能，使其平安性更加牢狂。（5）变频调速节能方案的节能效果明显，自动扶梯或自动人行道空载时以节能模式运行，电流仅为空载时额定速度运行电流的1/3处于每日上行方向运行的自动扶梯，日节电10%：下行方向运行的自动扶梯，日节电可达45%,殷来说上下行综合节能约为3（设左右，若节能模式设为停止状态，节能效果更好，当然节电效果因运用场地客潦量的不同而异。1.4 自动扶梯系统简介1.4.1 自动扶梯自动扶梯是带有循环运行梯级，用丁向上或向

20、下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。直观看起来它就像移动的楼梯，同时伴随移动的扶手带。自动扶梯是由台特种结构形式的链式检送机和两台特殊结构形式的胶带输送机所组合而成，带有循环运动梯路，用以在建筑物的不同U高间向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备，运载人员上下的一种连续输送机械。1.4.2 自动扶梯系统构造自动扶梯由梯路（变型的板式输送机）和两旁的扶手（变形的带式输送机）组成。其主要构造部件有梯级、牵引构件、导向轨道系统、驱动装置、张紧装置、扶手装置、金属结构、电气限制系统、平安装置。梯级梯级是特殊结构形式的四轮小车，有两只生轮，两只辅轮。梯级的主轮的轮轴及牵引链条校接在一起，而辅轮轴则不及牵

21、引链条连接”这样，全部梯级通过按肯定得规律布置的导矶运行，可以做到在自动扶梯上分支的梯级保持水平，而在下分支的梯级可以倒挂。在一台自动扶梯中，梯级是数任最多的部件.一台小提上升度自动扶梯的梯级约需50100只：大提上升度自动扶梯的梯级多达600700只梯级。对梯级的要求是：自重轻：工艺性能好：装拆修理便利。采纳铝合金整体压铸而成的梯级为整体梯级：采纳铝合金分零件压铸拼装而成的梯级为分体式“梯级装有主轮及辅轮。以下对梯级踏板、踢板、梯级支架及车轮等进行探讨。梯级踏板踏板表面应具有凹槽.它的作用是使梯级通过扶梯上下出入口时，能嵌在梳板齿中，以保证乘客平安上下。另外，可防止乘客在梯级上滑动。踢板踢板

22、面为圆弧面.小盘上升度自动扶梯梯级的踢板面做成有齿的，而在梯级踏板的后端也做成齿形，这样可以使后一个梯级踏板后端的齿嵌入前一个梯级踢板的优槽内，使各梯级间相互进行导向。大提上升度自动扶梯踢板可做成光面。梯级骨架梯级骨架是梯级的主要支撑结构，由两侧支架和以板材或角钢构成的横向连系件所组成。车轮一只梯级有四只车轮，两只钦接下牵引链条上的为主轮，两只干脆装在梯级支架短轴上的称辅轮。自动扶梯梯级车轮的特点是：工作转速不淘，一般在80M0ymin范闹内,但工作载荷大（至800ON或更大）,外形尺寸受到限制（直径70180mm）o牵引构件自动扶梯所用牵引构件有牵引链条及牵引齿条两种。牵引构件是传递牵引力的

23、构件。一台自动扶梯一般有两根构成闭合环路的牵引链条（或称梯级链）或牵引齿条。运用牵引链条的驱动装巴装在上分支上水平直线区段的末端，即所谓端部动式的。运用牵引齿条的聊动装置装在帧斜直线区段上，卜.分支的当中，即所谓中间驱动式的。下面分别探讨牵引链条及牵引齿.条。牵引链条端部骑动装置所用的牵引链条一般为套筒滚子链，它由链片、小轴和套筒等组成。按联接方法牵引涟条分为可拆式和不行拆式两种。可拆式的就是在任何环节都可分拆而无损于链条及其零件的完整性.不行拆的是仅在肯定数目的环节处，也就是在肯定得分段长度处可以拆装。牵引链条是臼动扶梯主要的传递动力构件，其质量干脆影响自动扶梯的运行平稳和噪声凹凸。牵引齿条

24、中间驱动装置所运用的牵引构件时牵引齿条，它的一侧有齿。两梯级间用一节牵引齿条连接，因此，牵引优条的节距应为400三,中间驱动装置机组上的传动链条的销轴即及牵引齿条的牙齿相吻合以传递动力。牵引齿条的另一种结构形式是：齿条两侧都制成齿形，一侧为大齿，另一侧为小齿。牵引齿条的大齿用途如前所述：小齿用以驱动扶手胶带的。牵引构件的平安系数n可取为：对于大提上升度自动扶梯n=10；对于小提上升度自动扶梯n=7；我国自动扶梯国家标准规定不小于5。导向轨道系统概述如前所述，自动扶梯的梯级沿着金属结构内按肯定要求设置的多根航道运行，以形成阶梯.自动扶梯梯路导轨系统包括主轮和辅轮的全部导轨、反轨、反板、导矶支架及

25、转向壁等。导轨.系统的作用在于支承由梯级主轮和辅轮传递来的梯路敦荷，保证梯级按肯定得规律运动以及防止梯级胞偏等。因此，要求轨道既要满意梯路设计要求，还应具有光滑、平整、耐磨的工作表面，并具有肯定得尺寸精度。转向壁当牵引链条通过驱动湍牵引链轮和张紧潜张紧链轮转向时，梯级主轮己不需导轨及反轨了，该处相是导轨及反轨的终端。该导轨的终端不允许超过链轮的中心线，同时.，应制成喇叭口。但是辅轮经过驶动端及张紧端都没有链轮。梯级主轮行至上、下两个端部时，也须要经过如辅轮转向辅轮转向壁一样的转向导轨.驱动装置由于自动扶梯是运载人员的，往往用于人流之中之处：特殊是服务于公共交通型的自动扶梯更是如此，而且每天运转

26、时间、很长。因此，对驱动装置提出较面的设计要求。主要要求为：全部零、部件应进行具体计算，都须要较高的强度和刚度，以保证在短期过我的状况下，机器具有充分的牢扎性。零件具有较高的耐磨性，以保证机器在若干年内，每天进行长期工作。由于耶动装置设置地点位置的限制，要求机构尽量紧凑，并需装拆修理便利。驱动装置的作用是将动力传递蜴予梯路系统及扶手系统。般由电动机、减速器、制动器,传动桂条及骅动主轴等组成“由丁电动机轴及梯级踏板间有肯定得而度差，所以驱动装置的传动比在这一范围内：】：461：48。按驱动装置在自动扶梯的位置可分为端部驱动装用和中间驱动装置两种。端部驱动装置端部驱动装四是常用的一种驱动装置。驱动

27、机组通过传动链条带动驱动主轴，主轴上装有两个牵引链轮、两个扶手聊动轮、传动链轮以及紧急制动罂等。率:引链条上装有一系列梯级，由主轴上的牵引链轮带动.主轴上的扶手驱动轮通过扶手传动链条驱使扶手驱动轮驱动扶手胶带。另有扶手胶带压紧装置，以增加扶手胶带及扶手驱动轮间的孽擦力，防止打滑。端部浜动装置常运用蜗杆减速器,驱动机组是采纳立式蜗轮减速器和双块式制动罂的结构。中间驱动装置如前所述，将驱动机组置于上、卜.两分支之间时即为中间驱动装置。这种结构可节约端部曲动装四所占用内机房的空间，而口简化自动扶梯两个端部的结构。中间驱动装置必需用牵引齿条来代替牵引链条“中间驱动装置的一大特点是有可能进行自动扶梯的多

28、级邨动：另一特点是牵引齿条在驱动机组出端受推力，以后经过一个转点之后变成承受拉力。制动器制动涔是依靠构成摩擦的两者间的摩擦来使机构进行制动的一个宙要部件。摩擦副的方及机构的固定机架相连，另方及机构的转动件相连。当机构起动时，使摩擦面的两方脱开，机构进行运转：而当机构须要制动时，使摩擦面的两方接触并压萦，此时，摩擦面间产生足够大的摩擦力矩，动能消耗，使机构减速，直到停止运动。自动扶梯所采纳的制动器包括：工作制动器、附加制动器和协助制动器。张紧装置概述张索装置的作用是：使自动扶梯的牵引链条获得必要的初张力，以保证自动扶梯正常运转。补偿牵引链条在运转过程中的伸长；牵引链条及梯级由一个分支过渡到另一分

29、支的改向功能：梯路导向所必需的部件，如转向壁等均装在张紧装置上的.张紧装置的结构田维式张紧装置是利用重锤的上卜.的自动谢整牵引构件的张力的i种张索装置。这种结构困难和自重大，在自动扶梯中已很少运用。目前，般采纳弹簧张紧装置这种结构形式的张紧装置链轮轴的两端各装在滑块内，滑块可在固定的滑槽中滑动，以调整牵引链条的张力。扶手装置概述扶手装巴是供站立在自动扶梯上的乘客扶手用的。自动扶梯自从有了活动扶手之后，才真正进入好用阶段。自动扶梯的活动扶手有如电梯中的平安钳样，是重要的平安设备.扶手装置由扶手驱动系统、扶手胶带、栏杆等组成“扶手装置是装在自动扶梯梯路两侧的两台特种结构形式的胶带输送机。摩擦轮卵动

30、扶手系统驱动扶手胶带运动是依靠驱动滑轮及扶手胶带间的摩擦力，而要形成足够的摩擦力，必需借助张紧装置来加大摩擦力。压滚驱动扶手系统这种扶手驱动系统由扶手驱动系统由扶手胶带的上下两组压滚组成。上压滚组由自动扶梯的驱动主轴获得动力驱动扶手胶带，下压滚组从动，压紧扶手胶带,这种结构的扶手胶带基本上是顺向弯曲，较少反向弯曲，涔曲次数大大削减，降低了扶手胶带的假性阻力。扶手胶带扶手胶带是一种边缘向内弯曲的橡胶带。可分为：多层织物衬垫扶手胶带，这种结构延长率大：织物夹钢带扶手胶带，这种结构在工厂里做成闭合环形带，不需工地拼接，延长率小。缺点是钢带及橡胶织物间脱胶时，钢带公在扶手胶带内降起，甚至戳穿帆布造成扶

31、手胶带损坏：夹钢丝绳织物扶手胶带，这种结构在织物衬垫层中央排细钢统绳，既增加扶手胶带的强度，乂可限制扶手胶带的伸长。扶手的栏杆扶手的栏杆有如自动扶梯的“外貌”。整合自动扶梯最能起到建筑物内装饰作用的事扶手栏杆.金属结构自动扶梯金属结构的作用在于安装和支承自动扶梯的各个部件，承受各种载荷以及将建筑物两个不同乂高的地面连接起来.端部驱动及中间驱动自动扶梯的梯路、驱动装出、张紧装司、导轨系统及扶手装置等安装在金属结构的里面和上面。电气限制系统自动扶梯是一种连续输送机械，其电气限制系统及电梯由气限制系统相比区分主要体现在：自动扶梯基本上不带在起动：自幼扶梯的运行速度保持不变；自动扶梯不频繁起制动，无加

32、减速问题：自动扶梯正常运行时不需变更运行方向：自动扶梯无开关门系统：自动扶梯不须要信号登录及信号显示系统：自动扶梯不须要考虑其运行位置及运行状态。因此，自动扶梯的电气限制系统相对电梯来说简洁得多。平安装置自动扶梯常设置多种平安设置。一般可分为两大类:一类是必备的平安装置:另一类是协助的平安装置。必备平安装理：工作制动器；附加制动器；速度监控装置：牵引链条伸长和断裂爱护设备；梳齿板爱护装置；扶手胶带入门防异物爱护装置及扶手带断带监控装置；梯级塌陷爱护装置：裙板爱护装置；梯级间隙照明装置：电机爱护：相位爱护：急停按钮：非操纵逆转爱护装置.协助的平安装置：协助制动器：机械锁紧装置：梯级上的狗色边框；

33、裙板上的平安刷；扶手胶带同步监控装置。1.4.3自动扶梯的主要参数自动扶梯的主要参数有提上升度（般在10米以内,特殊状况可到几十米）、倾斜角度（一般为30。、35。）、速度（一般为0.5米/杪）、梯级宽度（单人的600800圣米，双人的100O7200亮米）、输送实力（单人的4OOO5OOO人/时，双人的8000-12000人/时）、梯级节跑和牵引链节距等”1.4.4自动扶梯的特点自动扶梯一般具有以下特点：结构紧凑、至量轻、输送实力大；运行平稳、舒适感好，能连续地运输乘客：可上卜逆转，安装修理便利：停电或因故障不能运行时可作为一般楼梯运用。自动扶梯广泛用于车站、码头、商场、机场和地下铁道等人流

34、集中的地方。190（）年，巴黎国际博览会展出的一台阶梯状动梯是现代自动扶梯的雏形，以后,自动扶梯在各国得到快速发展。2沟通调速系统的方案论证及系统组成随着城市地产建筑行业的迅猛发展，电梯的安装运用率越来越卷.据统计，目前全国在运用的电梯数量达到50万台以上，年耗电增超过300亿千瓦时。因此如何采纳高效节能的电梯限制技术，已成为电梯商家及用户特别关注的话题。当前，国内安装的自动扶梯多采纳单速沟通电机作为主机，链轮链条式传动，梯级额定速度大多为05ms.这种扶梯即使在无乘客运用时仍以额定速度运行，具有耗能大、机械磨损严峻、运用寿命低等缺点。2.1 方案论证2.1.1 继电器限制、P1.C限制及变频

35、器调速系统的比较现在，实际应用于臼动扶梯的限制系统主要有三种：继电器限制系统、P1.C限制系统、。变频调速限制系统等。继电器限制继电器是一种电子限制器件，它具有限制系统（又称为输入回路）和被控系统（由称输出回路），通常应用于自动限制电路中，它事实上是用较小的电流去限制较大电流的一种“自动开关:故在电路中起着自动调整、平安爱护、转换电路等作用。维电器具有动作快、工作稳定、运用寿命长、体枳小等优点，广泛应用于电力爱护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。现在由于扶梯自动化及平安性能的逐步提高，仍采纳传统的继电器限制方式己不能满意更高性能的要求，另外由于维电器限制方式的固有缺点，如：限制烦琐、布

36、线杂多、占用空间大、故障率高、不易检修等缺点，因此随着电子逻辑器件、大规模集成电路的出现：诸如像单片机、P1.C在限制系统上的应用也越来越多。P1.C限制目前自动扶梯正向高技术含晶、高牢死性、高品侦、更平安、更舒适的方向发展.客户时自动扶梯限制方式的要求也越来越高.以继电器为限制系统的自动扶梯已渐渐受到而技术要求的冲击。总之，技术含量高，物超所值的产品将越来越被消妆者所青睐。P1.C限制的自动扶梯系统以其牢靠性好、稔定性好、编程荷洁、运用便利、维护检修便利等显著优点，加上现今渐渐时兴电脑化限制的电气设和，P1.C限制的自动扶梯正好迎合了人们的心态，及市场需求紧密相连。及继电器比较:P1.C限制

37、系统结构紧凑,体积小：P1.C内部全为“软接点”,动作快;P1.C限制功能变更，一般仅修程序即可,极其便利：P1.C限制系统的设计、施工及调试比继电接触限制系统周期短：P1.C限制的自检和监控功能比维电接触限制的强：P1.C的适用范围比批电接触限制的广泛：P1.C牢旅性比继电接触限制的高。但P1.C有其应用的同限性，比如说输入输出对电源电压的要求、价格高等因素、因此在自动扶梯的限制上采纳P1.C并不是最志向的。变频调速限制随着自动扶梯进一步向若高科技、节能、智能化的方向发展，变频器在扶梯领域也被广泛地应用。应用变频涔和可编程限制器构成变频调速系统对传统扶梯进行节能改造，能够有效节约能源，降低运

38、行成本.传统的限制方式都有各自的缺点，且在能源及其匮乏的今日，它们都造成了很明显的能源奢侈。因此，该文在P1.C限制系统的基础上再加上YM440变频器，使自动扶梯的速度可调。自动扶梯通过变频器起动以后，以额定速度（0.5ms）运行，在系统设定的时间2分钟内，若没有检测到有人进入扶梯，则2分钟后扶梯经过变频器谢整频率使扶梯以五分之一额定速度（0.1.ms）运行；当红外传感罂在以五分之速度运行时检测到有人踏上床盖板，则扶梯加速至额定速度运行（在人进入扶梯之前达到额定速度）：假如始终有乘客进入扶梯，扶梯将始终以额定速度正常运行（不让扶梯停止是为了提示乘客乘梯的方向，以免人们误以为电梯坏了）：如变频涔

39、故障则自动扶梯可由变频转换到工频状态运行（不节能状态），以保证自动扶梯正常工作.2.1.2 限制方式的选择（DV/F限制随着社会的发展，通用变频器的种类也越来越多的被投入生产，但是它从限制方式上分就只有Y/F限制方式和矢量限制方式。V/F限制方式是最早实现的调速方式。其属转速开环限制，无需转速传感器，限制电路比较简洁，电机选择通用标准异步电动机，因此它通用性比较强，性价比也相对较高。而且该限制方案结构简洁，通过调整逆变输出电压实现电机的速度调整，依据电机参数，设定V/F曲线，其率兼性高.但是，由于科学技术的发展，工业时调速系统的要求越来越高，V/F限制方式存在着很多不行克服的弱点：不能恰当地调

40、整电动机的转矩补偿和适应负数的转矩变更。无法精确地限制电动机的实际转速。转速极低时，由于转矩不足而无法克服较大的静摩擦力。尤其是在低速区域由于定子电阻的压降不容忽视而使电压调盛比较用雄，不能得到较大的谢速范围和较高的调速精度。异步电动机存在转差率，转速随负荷力矩变更而变动，即使目前有些变频器具有转差补偿功能及转矩提升功能，也难以实现很高的限制精度，所以采纳这种限制的通用变频器的变频调速只适用下一般要求不高的场合。所以它的运用将渐渐被矢量限制所取代。矢量限制矢量限制的出现，使异步电动机变频调速后的机械特性及动态性能达到足以和直流电动机调压的调速性能相媲美的程度，从而使异步电动机变频调速在电机的调

41、速领域里全方位的处于优势地位。矢量限制实现的基本思想：沟通电机的转子能够产生旋转的绥由，是因为沟通电机的定子能产生旋转磁动势。而旋转磁动势是沟通电机三相对称的静止绕组通过三相对称的沟通电所产生的。但是旋转磁动势肯定要三相，在空间位置上相互垂直的，在时间上相位互差90的两相通石平衡电流也能产生旋转腑动势.具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流田：量（励磁电流）和产牛.转矩的电流重量（转矩电流）分别加以限制，并同时限制两重量间的幅值和相位，即限制定子电流矢量，所以称这种限制方式称为矢量:限制方式。简洁的说，矢量限制就是将磁链及转矩解耦，有利于分别设计两者的调整器，以实现对沟通电机的高

42、性能调速。矢量限制方式又有基于转差频率限制的矢量限制方式、无速度传感器矢向限制方式和有速度传感器的矢量限制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来限制，因而获得及直流调速系统同样的静、动态性能。采纳矢量限制方式的通用变频器不仅可在调速范围上及直流电动机相匹配，而且可以限制异步电动机产生的转矩.由于矢量限制方式所依据的是精确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在运用时须要精确地输入异步电动机的参数，有的通用变须器须要运用速度传感涔和编码潺。鉴于电机参数有可能发生变更，会影响变频器对电机的限制性能，目前新型矢量限制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有

43、这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识，并依据辨识结果调整限制算法中的有关参数，从而对般的异步电动机进行仃效的矢量限制。以异步电动机的矢量限制为例：它首先通过电机的等效电路来得出一些磁健方程,包括定子磁链，气照磁链,转子磁链，其中气息熟链是连接定子和转子的.一般的修应电机转子电流不易测量，所以通过气息来中转，把它变成定子电流.然后，有一些坐标变换，首先通过3/2变换，变成静止的d-q坐标，然后通过前面的磁涟方程产生的单位矢员来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流重量:和磔场电流重量，这样就实现r解耦限制，加快了系统的响应速度.最终再经过2/3

44、变换，产生三相沟通电去限制电机，这样就获得了良好的性能.矢量限制（VC）方式：矢量限制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系卜的定子电流1.、I”、1.、通过三相一二相变换,等效成两相静止坐标系下的沟通电流1.K再通过按转子疏场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直潦电流1.、1.（1.相当于直潦电动机的励磁电流；IU相当于及转矩成正比的电枢电流），然后仿照直流电动机的限制方法，求得直流电动机的限制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的限制.其实质是将沟通电动机等效为直潦电动机，分别对速度,磁场两个重:量进行独立限制。通过限制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个重量，经坐标

45、变换，实现正交或解耦限制。针对该自动扶悌系统，在不对扶梯的正常运用产生任何负面影响的前提下，引入无速度传感器矢量变频调速的概念。即变频器依据传感器产生的信号，在有人乘坐时,扶梯以原有速度运行（50Hz）；当无人时，扶梯减速到低速（5额定速度）运行。系统要求变频器启动运行平粒，加速性能好，启动转矩大，过数实力强，同时应具备当变频器调速系统出现故障时，限制系统自动切换到工频运行，保障扶梯输送功能的正常实施。其系统框图如卜图2.1所示。2.2 电动机的选择当运用标准的通用异步电机运行变频调速时，由于变频器的性能和电动机自身运行工况的变更的缘由，在确定电动机的参数时，除按常规方法选择电动机的型号及参数

46、外，还必需考虑电动机在各个频率段恒速运行时从未考虑过的一些新问题。2.2.1 电动机的选择电动机的选择包括电动机类型、型式、额定转速和额定功率的选择，其中主要是电动机额定功率的选择。电动机类型的选择电动机选择的基本原则是：在满意工作机械时F拖到系统要求的前提下，所选电动机应尽可能结构简洁、运行牢靠、维护便利、价格低廉。因此，在选择电动机种类时，若工作机械对拖动系统无过高要求，应优先考虑选用沟通电动机。在沟通电动机中笼型异步电动机结构最简洁，运行最牢拳，维护最便利，对起动性能无过高要求的调速系统应优先考虑运用。某些工作机械如桥式起:机、电梯、锻压机等，工作中起动、制动比较频繁，为提高生产率又要求

47、电动机具有较大的起动、制动转矩以缩短起动、制动时间，同时还有肯定的调速要求。对这类工作机械，可考虑选用绕线转子异步电动机。电压等级及转速的选择沟通电动机电压等级的选择应考虑运行场所供电电网的电乐等级。中等功率以下的沟通电动机额定电压一般为380V,大功率沟通电动机的额定电压多为3KV或6KY。电动机额定转速的选择是否恰当，关系到电动机的价格和运行效率，甚至关系到生产机械的生产率。额定功率相同的电动机，额定转速越高，其体枳越小，重量越轻，价格也越低。因此工作于长期工作制的工作机械,原则上应选用额定转速较高的电动机。但额定转速高必需导致传动机构的困难化，事实上选用时应作全面权衡。对手常常工作T起动、制动状态下的电动机，应考虑额定转速对起动、制动时间和起动、制动过程中能量损耗的影响。可以证明，从缩短起动、制动时间和减小起动、制动过程中能量损耗的角度考虑，应选用GD2及额定转速nN乘枳最小的电动机。电动机类型的选择对于电动机的类型，除了依据运用状况和被传动机械的要求，合理选择结构形式、安装方式（如轴的方向和轴伸，底脚安装或凸绿安装等）以及及传动机械的连接方式（干脆连接、齿轮箱、带轮、链传动）外，还应依据温升状况和运用环境选择合适的通风方式和防护等级等。卜.面若重说明电动机