电梯拽引系统部件结构及控制系统设计调研报告

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1、 本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 电梯拽引系统部件结构及控制系统设计 The design of the structure and control system of the elevator drag and lead system （调研报告） 学 院 名 称： 机械工程学院 专 业 班 级： 机电 1102 学 生 姓 名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 讲 师 2015 年 4 月 调研时间调研时间：2015 年 4 月 20 日-2015 年 4 月 24 日 调研方式调研方式：网上调研 调研人员调研人员： 调研内容调研内容： 一、一、背景及目的背景及目的 1、调研背景及国内

2、外研究情况： 电梯作为用于承载货物的一种升降机由来已久，它的历史可追溯到 2800 年 前。在 1853 的世界博览会上，美国人奥的斯展示了他发明的一种升降梯，从此 拉开了电梯行业的飞速发展。在这一百多年的时间里，我们不断追求电梯的安全 性，稳定性和高效性，使得电梯技术不断发展。驱动方式上：从最开始蒸汽机， 内燃机驱动到电动机发电机电力驱动， 又发展到交流感应电动机驱动现在甚至 已经出现一种液压电梯。电梯速度上，电梯额定速度不断上升，已经出现超高速 电梯。在控制方式上，从最初的手柄开关控制已经过渡到集选控制以及群控。可 以这样说，每次电梯的飞跃性发展都是跟随着人类科技的飞跃，我相信电梯未来 的

3、发展前景依然广阔。 为了提高电梯的安全性、舒适性、高效性，人们通过不断技术改造与创新， 开发出了日趋完善的电梯新技术。目前，PLC 控制系统正成为一种潮流被广泛运 用在电梯控制系统中，为电梯不断发展、进步继续谱写着新的历史篇章。 现代电梯技术起源于美国人奥的斯创办的奥的斯电梯公司,众多的新型电梯 技术都是由奥的斯公司设计并最终成功推向市场。 欧洲在电梯技术方面也紧随美 国之后,以瑞士迅达电梯、芬兰通力电梯为代表的电梯制造企业在 20 世纪 90 年 代初期推出了多项对现代电梯产生重大影响的关键技术。 二战之后的 R 本得益于 其先进的电子信息产业,在电梯技术方面,特别是曳引机和驱动技术方面取得

4、了 令人瞩目的成就,产生了像三菱、円立等掌握核心技术的电梯企业。 在电力电子器件大规模发展的过程中,出现了可控硅整流器件,其可以完成 交流电至直流电的转换。在 1977 年,日本三菱公司开发出了可控硅-伦纳德控制 的无齿轮曳引式电梯,将可控硅整流器应用于曳引式电梯系统,取代了电动发电 机组。由于可控硅整流器高效节能的巨大优势,至 1980 年,固态可控硅整流器己 经在新型电梯上得到广泛应用。 电梯曳引机的交流调速驱动系统也经过了漫长的发展过程。 早期主要采用交 流双速驱动,这种驱动方式是通过电机内高低速绕组的切换来实现电梯的速度控 制,主要是应用在对舒适性要求较低的货运电梯中,由于其结构复杂且

5、耗电量大, 目前己经很少采用这种驱动方式。 交流调压调速(ACVV)是在新型电力电子器件出 现之后的广泛采用的一种驱动方式,其采用可控硅或其他电子开关器件,调整电 机的输入电压,以保证电机按照设定的速度曲线运行。ACVV 是较为先进的控制方 式,提高了电梯运行的稳定性与乘坐的舒适性,但是由于釆用 ACVV 驱动的电梯电 机需要特制,调速范围也较窄,而且耗能较大,无法满足电梯高速运行的要求,这 种驱动方式最终没有能够成为主流的驱动技术,直至此时,大部分的高速或舒适 性要 随着电力电子技术飞速发展,1982 年,日本三菱公司推出了由大功率晶体管 构成的变频模块, 发了第一台变频变压调速(VVVF)

6、的电梯驱动系统。 变频变压调 速的最大特点就是可以实现对电压的频率和幅值的连续控制,从而使交流电机的 调速性能大大提高,甚至超过了直流电机的调速性能。在 90 年代,更加先进的半 导体器件绝缘栅双极型晶体管(IGBT)问世,使变频变压调速进入了新纪元。IGBT 的转换效率更高、噪音更小,使变频变压调速驱动方式的应用更加具有实际应用 价值和意义,也奠定了变频变压调速成为现代电梯主流驱动技术的基础。 早期的电梯交流驱动系统中,普遍采用的是异步电动机和减速齿轮箱相结合的曳 引机。这种曳引机其同样可以采用变压变频的驱动方式,但是这一类曳引机通常 体积庞大而且能耗较高。1996 年,通力公司开发了一台由永磁同步电机驱动的无 齿轮曳引机,并将曳引机固定在导轨上,诞生了第一台无机房电梯。 永磁同步无齿 轮曳引机具有质量轻、成本低、噪声小等诸多优异特性,是电梯驱动技术领域的 一次重大进步。 在 1949 年之前,由于技术发展水平的落后,我国仅有几家电梯的装配及维修 工厂,国内安装的电梯基本都是从国外进口。 新中国成立之后,电