電梯設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　[摘要] 隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入一個嶄新的時代，其應(yīng)用越來越廣。電梯是現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，其設(shè)計要求穩(wěn)定性、安全性及高。隨著人們生活水平的不斷提高,對電梯的要求的也相應(yīng)提高，電梯得到了快速發(fā)展，我國國產(chǎn)電梯多為繼電器，本次設(shè)計的軟件控制部分由Verilog來實現(xiàn)，研究、分析電梯的邏輯關(guān)系，進(jìn)而實現(xiàn)控制。通過合理的選擇和設(shè)計，提高了電

2、梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。</p><p>　　[關(guān)鍵詞] 電梯，硬件描述語言，編譯，仿真</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要 1</p>

3、<p>　　目錄 2</p><p>　　第1章 緒 論 1</p><p>　　第2章 硬 件 控 制

4、 2</p><p>　　2.1 主拖動回路的設(shè)計 3</p><p>　　2.1.1電梯機(jī)房里的主要部件 3</p><p>　　2.1.2電梯的安全保護(hù)裝置

5、 4</p><p>　　2.2 電梯拖動 5</p><p>　　2.2.1電梯參數(shù)的計算 5</p><p>　　2.2.2變頻器的

6、工作原理 9</p><p>　　2.3 電梯門控制系統(tǒng) 13</p><p>　　2.3.1 開關(guān)門過程 13</p>&

7、lt;p>　　2.3.2 門的拖動系統(tǒng) 14</p><p>　　結(jié) 論 15</p><p>　　參考文獻(xiàn)

8、 17</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　電梯是標(biāo)志現(xiàn)代物質(zhì)文明的垂直運(yùn)輸工具、是機(jī)—電一體化的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備。它涉及電子技術(shù)、機(jī)械工程、電力電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、電力拖動系統(tǒng)和土建工程等多個科學(xué)領(lǐng)域。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為一個國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。隨著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展，每天都有大量人流

9、及物流需要輸送。為節(jié)約用地和適應(yīng)經(jīng)貿(mào)事業(yè)的發(fā)展，一幢幢高樓拔地而起，這些高層建筑的垂直運(yùn)輸是一個突出問題，與人們的工作和生活緊密相關(guān)。</p><p>　　目前，我國國產(chǎn)電梯大部分為繼電器及PLC控制方式，繼電器控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定、故障率高，大大降低了電梯的舒適性、可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員的生活和工作帶來了很多不便，因而傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)的更新勢在必行；PLC（可編程控制器）在電梯控制中得到了廣泛

10、的應(yīng)用。本次設(shè)計嘗試用Verilog HDL實現(xiàn)電梯控制，可進(jìn)行多層次的邏輯設(shè)計，也可進(jìn)行仿真驗證、時序分析等以保證設(shè)計的正確。</p><p>　　本書主要是根據(jù)普通居民住宅樓電梯的控制回路并按居民樓的特點(diǎn)來設(shè)計。本書共分四章，第一章原始材料，第二章電梯的硬件控制，第三章控制系統(tǒng)軟件控制設(shè)計，第四章經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算。</p><p>　　第2章 硬 件 控 制</p><

11、p>　　控制系統(tǒng)硬件設(shè)計由調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計和Verilog HDL控制系統(tǒng)設(shè)計兩部分組成。本文主要介紹Verilog HDL控制系統(tǒng)的設(shè)計。所設(shè)計的電梯為8層，由轎廂、曳引機(jī)構(gòu)、開門機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成。其系統(tǒng)整體硬件框圖如圖2-1所示，調(diào)速系統(tǒng)接收到Verilog HDL給出的速度信號后，控制曳引電機(jī)以給定的速度和轉(zhuǎn)向運(yùn)轉(zhuǎn)。Verilog HDL控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場信號的狀態(tài)決定發(fā)給調(diào)速系統(tǒng)速度信號，決定開門、關(guān)門、松閘等，并給出相應(yīng)顯

12、示。</p><p>　　2.1 主拖動回路的設(shè)計</p><p>　　2.1.1 電梯機(jī)房里的主要部件</p><p>　　(一)曳引機(jī)內(nèi)的主要部件</p><p>　　1.曳引機(jī) 曳引機(jī)是電梯的驅(qū)動裝置。曳引機(jī)包括：</p><p>　　1）驅(qū)動電動機(jī) 交流梯為專用的雙速電動機(jī)或三速電動機(jī)。直流梯為專用的直

13、流電機(jī)。</p><p>　　2）制動器 在電梯上通常采用雙瓦塊常閉式電磁制動器。電梯停止或電源斷電情況下制動抱閘，以保證電梯不致移動。</p><p>　　3）減速箱 大多數(shù)電梯廠選用蝸輪蝸桿減速箱，也有行星齒輪、斜齒輪減速箱。無齒輪電梯不需減速箱。</p><p>　　4）曳引輪 曳引機(jī)上的繩輪稱為曳引輪。兩端借助曳引鋼絲繩分別懸掛轎廂和對重，并依靠曳引鋼絲

14、繩與曳引輪繩槽間的靜摩擦力來實現(xiàn)電梯轎廂的升降。</p><p>　　5）導(dǎo)向輪或復(fù)繞輪 導(dǎo)向輪又稱抗繩輪。電梯轎廂尺寸一般都比較大，轎廂懸掛中心間的距離往往大于設(shè)計上所允許的曳引輪直徑。因此對一般電梯而言，通常要設(shè)置導(dǎo)向輪，以保證兩股向下的曳引鋼絲繩之間的距離等于或接近轎廂懸掛中心和對重懸掛中心間的距離。對復(fù)繞的無齒輪電梯而言，改變復(fù)繞輪的位置同樣可以達(dá)到上述目的。</p><p>　

15、　2.限速器 當(dāng)轎廂運(yùn)行速度達(dá)到限定值時，能發(fā)出電信號并產(chǎn)生機(jī)械動作的安全裝置。</p><p>　　3.控制柜 各種電子元器件和電器元件安裝在一個防護(hù)用的柜形結(jié)構(gòu)內(nèi)，按預(yù)定程序控制轎廂運(yùn)行的電控設(shè)備。</p><p>　　4.電源開關(guān)、照明開關(guān)</p><p>　　5.選層器、極限開關(guān)、機(jī)械樓層指示器、發(fā)電機(jī)組等部件 要根據(jù)電梯規(guī)格種類、需要而設(shè)置。<

16、/p><p>　　(二)轎廂上的主要部件</p><p>　　1.操作箱 裝在轎廂內(nèi)靠近轎廂門附近。用指令開關(guān)、按鈕或手柄等，操作轎廂運(yùn)行的電器裝置。</p><p>　　2.轎內(nèi)指層燈 設(shè)置于轎廂內(nèi)，客梯一般裝在轎門上方，貨梯一般裝在轎廂側(cè)壁，用以顯示電梯運(yùn)行位置和運(yùn)行方向的裝置。</p><p>　　3.自動門機(jī) 裝于轎廂頂?shù)那安?，以小?/p>

17、的交流、直流、變頻電動機(jī)為動力的自動開關(guān)轎門和廳門的裝置。</p><p>　　4.安全觸板（光電裝置） 設(shè)置在層門轎門之間，在層門、轎門關(guān)閉過程中，當(dāng)有乘客或障礙物觸及時，門立刻停止并返回開啟的安全裝置。載貨電梯一般不設(shè)此裝置。</p><p>　　5.轎門 設(shè)置在轎廂入口的門。</p><p>　　6.稱重裝置 能檢測轎廂內(nèi)負(fù)載變化狀態(tài)，并發(fā)出信號的裝置，

18、適用于乘客或貨物電梯等。</p><p>　　7.安全鉗 由于限速器作用而引起動作，迫使轎廂或?qū)χ匮b置掣停在導(dǎo)軌上，同時切斷控制回路的安全裝置。</p><p>　　8.導(dǎo)靴 設(shè)置在轎廂架和對重裝置上，使轎廂和對重裝置沿著導(dǎo)軌運(yùn)行的裝置。</p><p>　　9.其它部件 轎頂安全窗、光電保護(hù)、超載裝置、鄰梯指示等部件，要視電梯規(guī)格、型號、種類及客戶要求而設(shè)置

19、。</p><p>　　(三)電梯層門口的主要部件</p><p>　　1.層門 設(shè)置在層站入口的封閉門。</p><p>　　2.層門門鎖 設(shè)置在層門內(nèi)側(cè)，門關(guān)閉后，將門鎖緊，同時接通控制回路，轎廂可運(yùn)行的機(jī)電聯(lián)鎖安全裝置。</p><p>　　3.樓層指示燈 設(shè)置在層站層門上方或一側(cè)，用以顯示轎廂運(yùn)行層站位置和方向的裝置。<

20、/p><p>　　4.層門方向指示燈（限于某些電梯需要） 設(shè)置在層站層門上方或一側(cè)，用以顯示轎廂欲運(yùn)行方向并裝有到站音響機(jī)構(gòu)的裝置。</p><p>　　5.呼梯盒 設(shè)置在層站門側(cè)，當(dāng)乘客按下需要的召喚按鈕時，在轎廂內(nèi)即可顯示或登記，令電梯運(yùn)行?？吭谡賳緦诱镜难b置。</p><p>　　2.1.2電梯的安全保護(hù)裝置</p><p><b

21、>　　1.電磁制動器</b></p><p>　　裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。</p><p><b>　　2.強(qiáng)迫減速開關(guān)</b></p><p>　　其分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站換速未減速時，轎廂上的撞塊就觸動此開關(guān)，通過電器傳動控制裝置，使電動機(jī)強(qiáng)迫減速。<

22、/p><p><b>　　3.限位開關(guān)</b></p><p>　　當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動作，切斷電源并制動，強(qiáng)迫停車。</p><p>　　4.行程極限保護(hù)開關(guān)</p><p>　　當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時，此開關(guān)動作。</p><p><b>　　5

23、.急停按鈕</b></p><p>　　裝于轎廂司機(jī)操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。</p><p><b>　　6.廳門開關(guān)</b></p><p>　　每個廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動;在運(yùn)行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。</p><p>

24、<b>　　7.關(guān)門安全開關(guān)</b></p><p>　　常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機(jī)停止關(guān)門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等。</p><p><b>　　8.超載開關(guān)</b></p><p>　　當(dāng)超載時轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運(yùn)行。</

25、p><p><b>　　9.其它的開關(guān)</b></p><p>　　安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。</p><p><b>　　2.2 電梯拖動</b></p><p>　　2.2.1電梯參數(shù)的計算</p><p>　　1.電梯拖動系統(tǒng)設(shè)計方案的比較</p>&l

26、t;p>　　變頻調(diào)速系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比（V/F=C）的控制方式，又具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)的轉(zhuǎn)差頻率控制方式。因此電梯拖動部分具有兩種變頻控制方式。</p><p>　　方案一：采用開環(huán)控制</p><p>　　采用開環(huán)控制具優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，容易實現(xiàn)，普通的變頻器就具有這種功能，具缺點(diǎn)是當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時，電梯的梯速將不能完全按照設(shè)計曲線運(yùn)行，這時電梯的運(yùn)行十分不利，從電梯的平穩(wěn)性和

27、舒適性將大大下降。采用開環(huán)控制還有一個缺點(diǎn)，平層的精確度不高，當(dāng)電梯制動停車時，轎廂將走過一段距離，而這段距離又因電梯的負(fù)載情況、運(yùn)行方向等原因而差距很大，這樣就會造成平層精度差，因此采用開環(huán)控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)不適合電梯的拖動系統(tǒng)。</p><p>　　方案二：采用閉環(huán)控制</p><p>　　檔次高的變頻器本身具有速度檢測器，能實現(xiàn)閉環(huán)控制。閉環(huán)控制能實現(xiàn)零速平層停車，平層精確度高。閉環(huán)

28、控制系統(tǒng)能使電梯速度按預(yù)定曲線運(yùn)行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和乘坐的舒適性。因而本設(shè)計采用此方案。我們選用日本安川公司生產(chǎn)的VS-616G5型通用變頻器。它具有以下四種技術(shù)特性：</p><p>　?。?）可直接控制交流異步電動機(jī)的電流，使電動機(jī)保持較高的輸出轉(zhuǎn)矩。</p><p>　?。?）VS-616G5適用于各種應(yīng)用場合，在低速下實現(xiàn)平穩(wěn)起動并且極其精確的運(yùn)行。</p><

29、;p>　?。?）它的自動調(diào)整功能可使各種電動機(jī)達(dá)到高性能的控制。</p><p>　?。?）VS-616G5將控制、矢量控制、閉環(huán)控制、閉環(huán)矢量控制的四種控制方式融為一體，其中閉環(huán)矢量控制是最適合電梯控制要求的。</p><p>　　二、電梯速度曲線的設(shè)計</p><p>　　1、電梯速度曲線的分析 </p><p>　　圖2-1

30、 電梯速度曲線控制</p><p>　　電梯速度曲線的起始點(diǎn)、終了點(diǎn)和轉(zhuǎn)彎處是圓滑過渡的，這也是由人的生理特點(diǎn)所決定的。人體不但對加速度敏感，對加速率的變化率也很敏感。加速度的變化率在電梯技術(shù)中稱之為生理系數(shù)。國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，加速度最大值不得大于；平均速度應(yīng)不小于～；生理系數(shù)的數(shù)值應(yīng)盡量限制在內(nèi)。電梯運(yùn)行時，需要選擇恰當(dāng)?shù)募铀俣群图铀俣茸兓实臄?shù)值，使其既能滿足乘坐合適感的要求，又能使電梯的運(yùn)行時間盡可能縮短，從而

31、提高運(yùn)行效率，這樣，電梯在啟動時，應(yīng)該是逐漸加速的過程，并要逐漸地過度到穩(wěn)定運(yùn)行階段。因此，電梯的理想運(yùn)行曲線通常是拋物線—直線形曲線，如圖2-4所示，該曲線在啟動階段（AB間）分成AE、EF、FB三段，其中AE段是一個拋物線，其方程可寫作：</p><p>　　= （2—1）</p><p>　　EF段是

32、與AE段相切的直線，其方程式為：</p><p>　　=+-=+ （2—2）</p><p>　　式中為——AE段在E點(diǎn)的末速度，即E點(diǎn)的速度；——是AE段在E點(diǎn)的加速度，也是EF段的加速度。</p><p>　　FB段與EA段對稱，EF段的中點(diǎn)是它們的對稱點(diǎn)。由（2—1）式可以求得AE段的加速度和生理系數(shù)：</p&

33、gt;<p><b>　?。?—3）</b></p><p><b>　?。?—4）</b></p><p>　　由（2—2）式可以求得EF段的加速度和生理系數(shù)：</p><p><b>　　（2—5）</b></p><p><b>　?。?—6）&l

34、t;/b></p><p>　　由于FB段與EA段對稱，其有關(guān)方程不再列寫。BC段為恒速運(yùn)行階段，此時速度為額定速度：</p><p><b>　　所以： </b></p><p>　　CD與BA對稱，MN是它們的對稱線。</p><p>　　從上面分析可以看出，只要適當(dāng)?shù)剡x?。?—1）式中的K值和拋物線AE段

35、的時間,就可以保證電梯的最大加速度不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大加速度，保證電梯的最大生理系數(shù)ρm 不超過規(guī)定的最大生理系數(shù)ρmb。</p><p>　　由于沒有直線段的起動速度曲線適合于低速電梯的起動速度曲線，所以本設(shè)計采用沒有直線段的起動曲線。</p><p>　　從前面的分析知道，這種速度曲線的最大加速度出現(xiàn)在E點(diǎn)及EF段，其值由（2—5）式表示，最大生理系數(shù)出現(xiàn)在AE段的FB段，其值由（2

36、—4）式可得：</p><p><b>　?。?—7）</b></p><p>　　由（2—5）式和（2—7）式可得：</p><p>　　（2—8） </p>

37、<p>　　由（2—1）式求E點(diǎn)的速度：</p><p><b>　　（2—9）</b></p><p>　　2、電梯起動段速度曲線的計算</p><p>　　已知：電機(jī)轉(zhuǎn)速=930轉(zhuǎn)/分，滾筒直徑D=0.8米，減速器的減速比為1：40。</p><p><b>　　解：</b></

38、p><p><b>　　滾筒轉(zhuǎn)速為：</b></p><p>　　n1==920/40=23.25轉(zhuǎn)/分</p><p>　　則電梯的額定轉(zhuǎn)速為： </p><p>　　VN=πDn/60=3.14×0.8×23.25/60</p><p><b>　　=1.0米/秒&

39、lt;/b></p><p>　　此時 VE=1/2VN＝1/2×1.0=0.5米/秒</p><p>　　取 ρm=1.0米/秒3</p><p>　　根據(jù)(2－9)式可得最大加速度 ： </p><p>　　此時,<，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。</p><p><b>　　===1秒</

40、b></p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　起動段平均加速度：</b></p><p>　　由于，滿足快速性要求。</p><p>　　起動段的速度曲線方程為：</p><p>　　AE段：V=kt2=ρmt2/2=1/2t2 <

41、/p><p><b>　　0<t<1秒</b></p><p>　　EB段：V=VN-k(t-1)2=1.5-1/2(t-1)2</p><p><b>　　1<t<2秒</b></p><p>　　起動過程所走過的距離：</p><p>　　HQ=1/2

42、VB× tB=VN× tE=1×1=1米</p><p>　　根據(jù)對稱可知,該電梯制動階段也是1米。</p><p>　　2.2.2變頻器的工作原理</p><p>　　在交流異步電動機(jī)的諸多調(diào)速方法中，變頻調(diào)速的性能最好。調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運(yùn)行效率高，采用通用變頻器對鼠籠型異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，由于使用方便、可靠性高并且經(jīng)濟(jì)

43、效益顯著，所以得到推廣。</p><p>　　一、變頻調(diào)速的基本控制方式</p><p>　　異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：</p><p><b>　　n1=</b></p><p>　　式中 n1——同步轉(zhuǎn)速（） </p><p>　　f1 ——定子頻率 （Hz）<

44、;/p><p>　　np——磁極對數(shù) </p><p>　　而異步電動機(jī)的軸轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　n=n1(1-s)=</p><p>　　式中ｓ——異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率， </p><p>　　改變異步電動機(jī)的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行。改變其同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速

45、運(yùn)行。</p><p>　　對異步電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時，希望電動機(jī)的主磁通保持額定不變。磁通太弱，鐵心利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)的負(fù)載能力下降；磁通太強(qiáng)，則處于過勵磁狀態(tài)，使勵磁電流過大，這就限制了定子電流的負(fù)載分量，為使電動機(jī)不過熱，負(fù)載能力也要下降。異步電動機(jī)的氣隙磁通（主磁通）是定、轉(zhuǎn)子合成磁勢產(chǎn)生的，下面說明怎樣才能使氣隙磁通保持恒定。</p><p>　　由電

46、機(jī)理論知道，三相異步電動機(jī)定子每相電動勢的有效值為：</p><p><b>　　=Φm</b></p><p>　　式中——定子每相由氣隙磁通感應(yīng)的電動勢的方均根值（）</p><p><b>　　——定子頻率（）；</b></p><p>　　——定子相繞組有效匝數(shù)； </p>&

47、lt;p>　　Φm——每極磁場通量（）。</p><p>　　由上式可見，Φm的值是由和共同決定的，對和進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲涂梢允箽庀洞艌鐾é祄保持額定不變。下面分兩種情況說明： </p><p>　　1.基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速 </p><p>　　這是考慮從基頻向下調(diào)速的情況。為了保持電動機(jī)的負(fù)載能力，應(yīng)保持氣隙主磁通Φm不變，這就要求降低供電頻率的向下降

48、低感應(yīng)電動勢，保持E1/f1=常數(shù)。這種控制又稱為恒磁通變頻調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。</p><p>　　但是，難于直接檢測和直接控制。當(dāng)和的值較高時，定子漏阻抗壓降相對比較小，如忽略不計，則可以近似地保持定子相電壓和頻率的比值為常數(shù)，即認(rèn)為=，保持=常數(shù)即可。這就是恒壓頻比控制方式，是近似的恒磁通控制。</p><p>　　當(dāng)頻率較低時，和都變小，定子阻抗壓降（主要是定子電阻壓降）不能

49、忽略。這種情況下，可以適當(dāng)提高電壓補(bǔ)償定子電阻壓降的影響，使氣隙磁通基本保持不變。如圖2-2所示，其中1為=時的電壓、頻率關(guān)系，2為有電壓補(bǔ)償時（近似的=）的電壓、頻率關(guān)系。實際裝置中與的函數(shù)關(guān)系并不簡單的如曲線2所示。通用變頻器中與之間函數(shù)關(guān)系有很多種，可以根據(jù)負(fù)載性質(zhì)和運(yùn)行狀況加以選擇。</p><p>　　圖2-2 U/f關(guān)系</p><p>　　2.基頻以上的弱磁變頻調(diào)速<

50、/p><p>　　這是考慮由基頻開始向上調(diào)速的情況。頻率由額定值向上增大，但電壓受額定電壓的限制不能再升高，只能保持=不變。必然會使主磁通隨著的上升而減小，相當(dāng)于直流電動機(jī)弱磁調(diào)速的情況，屬于近似的恒功率調(diào)速方式。 </p><p>　　上述兩種情況綜合起來，異步電動機(jī)變頻調(diào)速的基本控制原則:</p>

51、;<p>　　當(dāng)頻率低于額定頻率時,即，而保持= = </p><p>　　當(dāng)頻率高于額定頻率時,既時,保持不變 </p><p>　　由上面的討論可知，異步電動機(jī)的變頻調(diào)速必須按照一定的規(guī)律同時改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻裝置獲得電壓頻率均可調(diào)節(jié)的供電電源,實現(xiàn)所謂的VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）調(diào)速控制。通

52、用變頻器可適應(yīng)這種異步機(jī)變頻調(diào)速的基本要求。</p><p>　　二、變頻器的基本構(gòu)成</p><p>　　變頻器分為交—交和交—直—交兩種形式。交—交變頻器可將工頻交流直接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。而交—直—交變頻器則是先把工頻交流電通過整流器變成直流電，然后再把直流變換成頻率、電壓均可能控制的交流電，又稱間接式變頻器。我們的目的是研究通用變頻器，所以主要研究交—

53、直—交變頻器，以下簡稱變頻器。</p><p>　　變頻器的基本構(gòu)成如圖2-3所示，由主回路（包括整流器，中間直流環(huán)節(jié)，逆變器）和控制回路組成。 </p><p>　　圖2-3 變頻器的基本構(gòu)成</p><p>　　主回路：是因為異步電動機(jī)提供調(diào)壓、調(diào)頻電源的電力變換部分。由四部分組成，包括變流器、平滑回路、逆變器和制動回路，其中制動回路主要用于異步電動機(jī)再

54、生制動，當(dāng)電機(jī)快速制動時，需要處理從電機(jī)向逆變器反饋的能量，由制動回路把再生功率消耗掉，以免直流電壓上升。</p><p>　　控制回路：為主回路提供V/F協(xié)調(diào)控制指令信號的回路，由頻率、電壓的運(yùn)算回路、主回路的電壓/電流檢測回路、控制信號放大的驅(qū)動電路以及逆變器和電動機(jī)的保護(hù)回路組成。有的變頻器還具有速度檢測回路。</p><p>　　根據(jù)控制回路有無電動機(jī)速度檢測回路，可以組成速度的開

55、環(huán)控制和閉環(huán)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　對于恒負(fù)載的調(diào)速系統(tǒng)且如果生產(chǎn)機(jī)構(gòu)對調(diào)速系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能要求不高，可以采用轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比（V/F=C）的控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且容易控制。</p><p>　　2.3 電梯門控制系統(tǒng)</p><p>　　2.3.1 開關(guān)門過程</p><p>　　現(xiàn)代電梯講究工作效率，門都具有啟

56、閉迅速的特點(diǎn)，其開門過程的變化為：低速啟動運(yùn)行→加速至全速運(yùn)行→減速運(yùn)行→停機(jī)，慣性運(yùn)行至門全開。關(guān)門變化過程：全速啟動運(yùn)行→第一級減速運(yùn)行→第二級減速運(yùn)行→停機(jī)，慣性運(yùn)行至全門閉。</p><p>　　一般關(guān)門平均速度低于開門平均速度，這是為安全起見，防止關(guān)門時將人夾住。廳門設(shè)有安全觸板，考慮到關(guān)閉中的對人體有沖擊，有必要對門速實行限制。我國的《電梯制造與安全規(guī)范》中規(guī)定，當(dāng)門的動能超過10J時，最快門扇的平均

57、關(guān)閉速度要限制在0.3m/s。</p><p>　　2.3.2 門的拖動系統(tǒng)</p><p>　　電梯自動門的拖動部分由電動機(jī)及其拖動控制線路構(gòu)成?？刂齐姍C(jī)的正、反轉(zhuǎn)及調(diào)節(jié)開關(guān)門的速度。</p><p>　　電梯門可用交流電動機(jī)或直流電動機(jī)，通常用直流電動機(jī)，因為它具有啟動力矩大，調(diào)速性能好等特點(diǎn)，并采用他勵方式。</p><p>　　拖動線

58、路如硬件圖2所示，圖中KMC為開門繼電器觸點(diǎn)；GMC是關(guān)門繼電器觸點(diǎn)，OMQ是電動機(jī)DM的勵磁繞組。</p><p><b>　　1、調(diào)速原理</b></p><p>　　電梯門電動機(jī)采用的是調(diào)壓調(diào)速方法。電動機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞端電壓有如下關(guān)系式：</p><p>　　式中： —電動機(jī)轉(zhuǎn)速，</p><p><b>

59、　　—電樞端電壓，V</b></p><p><b>　　—電樞電流，A</b></p><p><b>　　—電機(jī)常數(shù)</b></p><p>　　—勵磁磁通（Wb），與I無關(guān)</p><p>　　由上式可見，改變電樞電壓U，可使電動機(jī)轉(zhuǎn)速改變，所以此設(shè)計采用電阻分壓的方法來改變電樞端

60、電壓。</p><p><b>　　2、調(diào)速過程</b></p><p>　　關(guān)門時，關(guān)門繼電器GMC吸合，電阻MR與減速電阻GMR構(gòu)成了分壓電路，電動機(jī)DM并聯(lián)GMR啟動，隨著門的運(yùn)動，當(dāng)1GM被動作使之閉合時，分壓減少，速度降低，當(dāng)2GM被動作并使之閉合時，分壓再度減少，門以更低的速度閉合，至最后碰撞門極限開關(guān)GXK時，通過PLC使GMC釋放，電動機(jī)停止。<

61、/p><p>　　開門時，KMC吸合，電動機(jī)轉(zhuǎn)向與關(guān)門相反，MR與KMR構(gòu)成分壓電路，門運(yùn)行至調(diào)定位置時，使KM閉合，門速降低，至門碰撞開門極限開關(guān)時，通過PLC使KMC釋放，電機(jī)停止。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　通過這幾個月的畢業(yè)設(shè)計，學(xué)習(xí)了實現(xiàn)電梯控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及原理和VerilogHDL硬件描述語

62、言的基本原理及應(yīng)用，系統(tǒng)各個模塊的功能以及系統(tǒng)的擴(kuò)展等知識。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計題目查找所要用到的資料，之后來確定具體的設(shè)計方案，以及所需的軟、硬件。根據(jù)系統(tǒng)的需求，來了解這些器件的具體功能和某些參數(shù)，如何使用及其作用。本次設(shè)計用Verilog HDL來實現(xiàn)電梯的軟件控制系統(tǒng)部分，這是我初次接觸這門語言，通過此次設(shè)計對該門語言有了概略的了解，</p><p>　　Verilog

63、HDL語言是應(yīng)用最為廣泛的硬件語言之一，可用來進(jìn)行各種層次的邏輯設(shè)計，也可以進(jìn)行仿真、嚴(yán)整、時序分析等。Verilog HDL適合算法級、寄存器傳輸級、門級和版圖級等各個層次的設(shè)計和描述。其功能強(qiáng)大，使用方便，只可惜時間有限，學(xué)的只是皮毛。此次設(shè)計只是實現(xiàn)了一些比較簡單的電梯控制邏輯關(guān)系，但通過設(shè)計我的知識領(lǐng)域得到了進(jìn)一步的擴(kuò)展，專業(yè)技能得到了進(jìn)一步的提高同時增強(qiáng)了分析和解決工程實際的綜合能力。另外，也培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)

64、求實的工作作風(fēng)。</p><p>　　此次設(shè)計讓我真實感受到了理論聯(lián)系實際的重要性，要想真正的把所學(xué)的知識應(yīng)用到實際的生產(chǎn)、生活中，還真的不是一件容易的事情，要考慮的問題、要做的事情太多，也非常復(fù)雜，要真正理清事物之間的復(fù)雜的邏輯關(guān)系。自己要學(xué)的知識真的是太多太多了，難怪老話有“活到老，學(xué)到老”之說，今后還要在學(xué)習(xí)工作中不斷充實自己。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

65、/b></p><p>　　1. 陳家盛.電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003:4-13</p><p>　　2. 李秧耕,何喬治,何峰.電梯基本原理及安裝維修全書.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003:98-106</p><p>　　3. 王金明、徐志軍.Verilog HDL程序設(shè)計教程.北京：人民郵電出版社，2004:78-90</p

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67、t;p>　　7. 林明權(quán).VHDL數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計范例.北京：電子工業(yè)出版社，2003</p><p>　　8. 肖工贈，蔣勝泉.VVVF變頻器在電梯系統(tǒng)改造中的應(yīng)用.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報.2000，第23卷第3期</p><p>　　9. 李國麗,朱維勇,欒銘.EDA與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004:24-31</p><p>　　10. J.Bh