在變頻調(diào)速系統(tǒng)中,電機(jī)的降速和停機(jī)是通過(guò)逐漸減小頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在頻率減小的瞬間,電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降,而由于機(jī)械慣性的原因,電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí),轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度,電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài);與此同時(shí),電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降,電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無(wú)法通過(guò)整流橋回饋到電網(wǎng),僅靠變頻器本身的電容吸收,雖然其他部分能消耗電能,但電容仍有短時(shí)間的電荷堆積,形成“泵升電壓”,使直流電壓升高。過(guò)高的直流電壓將使各部分器件受到損害。
因此,對(duì)于負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量。處理再生能量的方法:能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng).
能耗制動(dòng)的工作方式
能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件,將再生電能消耗在功率電阻上來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。這是一種處理再生能量的直接的辦法,它是將再生能量通過(guò)專門的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上,轉(zhuǎn)化為熱能,因此又被稱為“電阻制動(dòng)”,它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。
制動(dòng)單元
制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)(如660V或710V),接通耗能電路,使直流回路通過(guò)制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)單元可分內(nèi)置式和外置式二種,前者是適用于小功率的通用變頻器,后者則是適用于大功率變頻器或是對(duì)制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講,二者并無(wú)區(qū)別,都是作為接通制動(dòng)電阻的“開(kāi)關(guān)”,它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。
制動(dòng)電阻
制動(dòng)電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體,它包括電阻阻值和功率容量?jī)蓚€(gè)重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種:前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量,并選用高阻燃無(wú)機(jī)涂層,有效保護(hù)電阻絲不被老化,延長(zhǎng)使用壽命;后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性,優(yōu)于傳統(tǒng)瓷骨架電阻器,應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用,易緊密安裝、易附加散熱器,外型美觀一般情況下大部分電梯都不會(huì)設(shè)對(duì)重安全鉗,只有在轎箱會(huì)社安全鉗,只有在底坑懸空的情況下會(huì)設(shè)對(duì)重安全鉗!
對(duì)重安全鉗是保護(hù)電梯上行對(duì)重上行出現(xiàn)超速的情況下實(shí)施的保護(hù),電梯轎箱如果在頂層,一般對(duì)重會(huì)在底坑,如果出現(xiàn)超速?zèng)_頂?shù)那闆r下,對(duì)重會(huì)沖過(guò)緩沖間距(國(guó)標(biāo)規(guī)定是150~400mm)和緩沖行程(緩沖器不同規(guī)格有所不同),如果這兩道保護(hù)沖破之后還不行,那么就會(huì)出現(xiàn)轎箱繼續(xù)往上行走,不過(guò)我們國(guó)標(biāo)對(duì)此行程也有一定的規(guī)定,電梯公司也預(yù)留除了距離,所以轎箱不會(huì)沖到頂上,也就不會(huì)出現(xiàn)大的安全事故,底坑是實(shí)心的,底下沒(méi)有進(jìn)人空間,就算很大的作用力下到底坑也不會(huì)有安全事故發(fā)生(底坑懸空除外)
counterweight 對(duì)重 包括對(duì)重框和對(duì)重塊,對(duì)重塊可放置在對(duì)重框中間,用來(lái)調(diào)整對(duì)重重量,可進(jìn)行增減。
對(duì)重的作用是平衡轎廂的,既在轎廂和對(duì)重框之間有曳引繩連接,曳引繩由屋頂?shù)囊芬喤c曳引繩產(chǎn)生的摩擦力來(lái)帶動(dòng)轎廂上下運(yùn)動(dòng)。對(duì)重的作用是平衡轎廂的重量,這樣曳引輪只需要帶動(dòng)轎廂與對(duì)重重量之差,即可使轎廂上下運(yùn)動(dòng)。
一般的材質(zhì)為鑄鐵但每塊的重量不好控制(成本低),也有鑄鋼的。
對(duì)于曳引式結(jié)構(gòu)電梯,其對(duì)重不能太重,也不宜太輕,它應(yīng)與乘人和載物的轎廂那側(cè)的重量相稱。即電梯的平衡系數(shù)按規(guī)定應(yīng)在0.4-0.5之間,就是對(duì)重的重量要與轎廂的重量再加上0.4-0.5倍電梯的額定載重量相平衡。那么平衡系數(shù)到底有什么物理意義。
電梯平衡系數(shù)是度量電梯在運(yùn)行中不平衡狀態(tài)量的一個(gè)參數(shù),平衡系數(shù)影響到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩,從而影響到電能的消耗。曳引式電梯使用對(duì)重的一個(gè)主要目的就是為了降低電梯驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率。對(duì)于一臺(tái)曳引式結(jié)構(gòu),額定載重量為一噸,速度為1.75m/s的8層8站電梯,可以使用功率為15kw的驅(qū)動(dòng)電機(jī),在對(duì)曳引鋼絲繩進(jìn)行精確補(bǔ)償后,額定載重量為一噸,速度1.75m/s的17層17站電梯,同樣也可以用功率為15kw的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這就是因?yàn)闊o(wú)論是8層8站,還是17層17站,兩臺(tái)電梯在運(yùn)行中,其對(duì)重側(cè)與轎廂側(cè)質(zhì)量不平衡狀態(tài)量是一樣的,在曳引輪上形成的力距差沒(méi)有太大區(qū)別,因而同樣可以使用功率為15kw的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
電梯每一次運(yùn)行中所消耗的電能就是該電梯的瞬時(shí)功率對(duì)于運(yùn)行時(shí)間的積分再除以效率,即W=(∫PΔt)/η。從功率的定義可知,電機(jī)輸出的瞬時(shí)功率P的大小取決于電機(jī)的輸出力距M與電機(jī)轉(zhuǎn)速η的乘積。每臺(tái)電梯的運(yùn)行速度曲線都是固定不變的,那么電機(jī)的輸出力矩M就成了影響電梯輸出功率的變量。從電梯結(jié)構(gòu)可看出,電機(jī)輸出力矩直接受到電梯對(duì)重側(cè)質(zhì)量與轎廂的不平衡狀態(tài)量的影響。如果曳引輪兩邊的不平衡量很大,當(dāng)電梯運(yùn)行方向與這種不平衡轉(zhuǎn)矩反向時(shí),則電機(jī)要付出較大的力矩,當(dāng)然就要消耗更大的電能。如運(yùn)行方向與其一致時(shí),則電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),這一部分勢(shì)能又以電的熱效應(yīng)損失了,消耗在放電電阻上。當(dāng)電梯在對(duì)重側(cè)與轎廂側(cè)的質(zhì)量平衡狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),電機(jī)輸出力矩較小,其功率和所消耗的電能也都是較小的.
電梯曳引輪兩側(cè),即對(duì)重側(cè)與轎廂側(cè)的力矩比值,尤其是在制動(dòng)工況下的比值,是決定曳引繩與曳引輪是否打滑,或是電梯平穩(wěn)運(yùn)行的重要參量。那么,描述電梯對(duì)重側(cè)與轎廂側(cè)不平衡狀態(tài)量的平衡系數(shù)也是描述這個(gè)比值的基礎(chǔ)。平衡系數(shù)要求在0.4-0.5之間,如果超差就會(huì)帶來(lái)上述電梯故障現(xiàn)象,所以必須重新進(jìn)行電梯平衡系數(shù)的測(cè)定和調(diào)整,其方法與有關(guān)故障中調(diào)整方法相同。
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