电梯曳引机及曳引电动机驱动等相关设备知识的了解

湘军

                                                                                                   

电梯曳引机的定义

　　曳引机是使电梯箱体移动的主要动力源，它的使命是将电能转变成动力能。

　　电梯曳引机的分类

　　按曳引机上电机供电的电压类型分类

　　直流电动机曳引机

　　交流电动机曳引机

　　按变速系统的分类

　　1：有齿轮曳引机

　　2：无齿轮曳引机

　　有齿轮曳引机分为

　　1：涡轮

　　2：直齿轮，

　　3：斜齿轮，

　　4：行星齿轮

电梯无齿轮曳引机

　　无齿轮曳引机分类

　　1：直流曳引机

　　2：交流永磁同步曳引机

　　3：交流线性电机曳引机（Otis D25）

　　电梯曳引机的结构

　　电梯有齿轮电梯曳引机的结构包括

　　1：电动机（直流电动机，交流电动机）

　　2：减速箱、曳引轮（直齿轮，斜齿轮，涡轮，行星齿轮）

　　3：制动轮、制动器（外轮毂制动闸瓦，内涨制动闸瓦，碟式制动器）

　　4：编码器（增量编码器）

　　5：制动器开关（机械开关，光电感应开关，霍尔感应）

　　6：曳引机热保护（热敏开关，PTC热敏电阻,NTC热敏电阻

　　无齿轮电梯曳引机结构

　　1：电动机（直流电动机，交流电动机，交流线性电动机）

　　2：制动轮、制动器（外轮毂制动闸瓦，内涨制动闸瓦，碟式制动器）

　　3：编码器（正余弦，绝对值编码器）

　　4：制动器开关（机械开关，光电感应开关，霍尔感应）

　　5：电机热保护（热敏开关，PTC热敏电阻,NTC热敏电阻）

电梯曳引机热保护

　　1：热敏开关，热敏开关通常是常闭设置，就是当温度升高达到一定温度时，由于动触片受热弯曲而断开。

　　2：热敏电阻具有两种形式的热敏元件PTC、NTC。

　　PTC热敏元件当温度升高时其阻值随温度的提升阻值加大。

　　NTC热敏元件当温度升高时其阻值随温度的提升阻值减小。

电梯制动器（抱闸）

　　电梯电动机的制动分为机械制动，和电气制动。

　　电梯电动机的电气制动，分为涡流制动和能耗制动。

　　涡流制动通常用在交流变阻调压电梯上（双速电梯）

　　能耗制动，在交流调压调速电梯中，在电梯制动过程中外加直流电流来控制电梯的速度，加大外加直流电的电流降低电机运行的速度（OTIS TOEC40、三菱ACVV、迅达MB~D2)

　　VVVF耗能制动

　　在当今的永磁同步曳引机驱动的系统中采用了VVVF驱动，电动机的减速制动时为了稳定控制 交~直~交 变频控制直流母线（BUS）上的电压，在直流母线(BUS)上设置了制动单元（由IGBT的集电极与大功率电阻串联连接跨接在BUS的P 和N）

电梯曳引机机械制动（抱闸）

　　电梯的抱闸由电磁抱闸线圈、抱闸臂联动组件和抱闸瓦组成。电梯运行时抱闸松开，电梯停止时抱闸瓦抱死在制动轮上（零速度合闸），电梯的减速不是通过机械抱闸来实施的。

　　制动器（抱闸）检测开关　　

　　抱闸开关的设置是为了检测电梯启动停止过程中抱闸的机械动作的可靠性，机械制动器的动作通过开关的接通/断开准确的将信号传递给控制系统，使系统作出正确的判断，同样，抱闸开关也是电梯安全保护的子单元。

　　REGEN能源再生系统

　　在最新的带能量反馈的变频器驱动永磁同步电动机的系统中，将负负载运行的机械能量转变成电能，不通过制动单元释放，而是直接反馈到电网，将更加环保和节能，目前,OTIS的REGEN系统和LIHY-II/III都采用了能源再生系统。

　　速度编码器

　　速度编码器是用来检测电动机运行的速度，同样也是电梯的选层器。

　　在电梯运行时，速度编码器所发出的方波脉冲，变频器控制单元对脉冲进行计数，感知电梯的速度，同时通过变频器的分频卡分频输出一串脉冲编码，配合平层感应器，经过井道自学习，在软件中编制楼层表，反应电梯在井道中的实际位置，电梯的选层就是通过系统中的楼层表来实现的。

海德汉1387编码器在当今永磁同步主机上的到广泛应用，是标准的正余弦编码器，在西威变频器上的数据设置类型为SINCOSSIN，他具有增量通道和一个正余弦信号的通道输出，增量脉冲为2048/转，工作电压为5V＋－ 5%，在西威变频器配置中需要进行磁相角的初始化整定。在电梯的调试及编码器更换后多必须执行此操作。

　　绝对值编码器

　　绝对值编码器在永磁同步曳引机上的应用由于输出信号的特殊性，因此无需要进行编码器学习

曳引电动机调试

　　曳引机电动机的调试，在变频驱动的系统中，电机数据必须全写入到系统存储器的存储单元中，其基本的数据是电压、电流、转速、频率等，为了获得更好的电梯乘坐舒适感变频器在设计上设计了自动电机学习功能，自学习功能将电动机的所有数据通过自学习的操作全面的自动写入到变频器的存储单元中，使变频器获得精确的驱动控制

　电动机术语的直轴和交轴

　　交轴也叫q轴，直轴也叫d轴，他们实际上是坐标轴，而不是实际的轴。

　　在永磁同步电机控制中，为了能够得到类似直流电机的控制特性，

　　在电机转子上建立了一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，

　　垂直于转子磁场方向为q轴，将电机的数学模型转换到此坐标系下，可实现d轴和q轴的解耦，从而得到良好控制特性。

　　在实际变频器引用中，如果出现““Q current feedback”和“D current feedback”通常必须更换输出运行接触器。

　　PWM的释意

　　pulse width modulation（脉冲宽度调制器）      

       脉宽调制调速，是直流电源电压基本不变的情况下通过电子开关的通断，改变施加到电机转子或定子端的直流电压脉冲宽度。（即所谓的占空比），以调节输入电动机转子或定子的电压平均值的调速方式

　　变频器驱动PWM共模

　　在矢量控制中由于外围的环境缺陷、回路的干扰，变频器PWM输出中设计了共模抑制电路，由于共模电压的升高，变频器PWM矢量闭环控制，会相应的升高输出电压，这样会导致曳引电动机的电压过高而烧毁，再此，设计上在回路上增加了滤波器、要求电动机动力线进行屏蔽。

　　注：为了控制PWM输出的电压升高，通常规范中变频器至电动机的动力线长度不超过5米。