位置检测方法主要有如下几种:
(1) 用于簧管磁感应器或其它位置开关。这种方法直观、简单,但由于每层需使用一个或几个磁感应器,当楼层较高时,会占用PLC太多的输入点。
(2) 利用稳态磁保开关。这种方法需对磁保开关的不同状态进行编码,在各种编码方式中适合电梯控制的只有格雷变形码,进行运算时需采用PLC指令译码,比较麻烦,软件译码也使程序变的庞大。
由于系统是五层电梯的控制故选用永磁感应器检测轿厢位置。永磁感应器的参数如表2所示和外形如图4所示。
表2 永磁感应器参数
产品型号
YG-1
永磁感应器又称电梯感应开关,用于电梯平层限位控制,也可用其它限位控制。产品接点用防酸、防朝结构的真空继电器,在磁场的作用下动作,不需要电源工作。接点控制阻性1A,能控制直流和交流380V以下的电源电压。 感应器机械寿命≤12万次。
1、体积小 2、控制大 3、使用简单
产品概述
产品优点
图4 电梯感应开关(永磁感应器)
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3.3.2 牵引电机的选择
因为牵引电梯的动力电机都是短时工作制,其基本上都是工作在起动、恒速、制动、停止四个状态,这样频繁的起动、制动工作就要求所选的电机要有起动和过载能力惯性机械强度大、绝缘材料等级高的特点。所以根据电梯这种特殊的运行状态,考虑使用异步电动机,因为其具有结构简单、制造方便、价格便宜、维护次数和费用都低以及运行方便的特点,但考虑到电梯到了制定层要减速运行时需要调速,所以所选电机应具有调速能力。其次,电梯也对拖动的电机有以下要求:
(1) 高速或低速运行时要有较大的堵转转矩和较小的堵转电流。低速制动时产生的制动转矩应使制动效果明显而制动电流又不能过大,以保证电动机的可靠运行。
(2) 高速运行时电动机有较高的效率和功率因数。 (3) 为了使电梯平稳、舒适,电机应具有良好的机械特性。 考虑到以上几个方面决定选用交流双速异步电动机。
双速电动机其实就是笼型异步电动机,只不过在其定子绕组上有两套绕组,一套高速绕组,一套低速绕组。或者是一套绕组在不同的运行速度下接法不同。无论是怎样的绕组,其目的都是在电机运行时通过改接绕组的方法,使电机定子绕组的极对数改变,当极对数变化后电机的定子旋转磁场磁极对数就会发生变化。
60f n 1 ? (1)
p n2?60f(1?s) (2) p式(1)是同步转速表达式,式(2)是转子实际转速表达式,由以上两式可以看出,异步电机的同步转速和磁极对数成反比,当磁极对数增加一倍时,同步转速n1下降到原转速的一半,电动机的额定转速n2也将下降近似一半。所以改变磁极的对数可以达到改变电机转速的目的。
单绕组双速电动机定子绕组引出六根出线端,可以结成△/2Y、2Y/Y、2Y/2Y等。图5所示为△/2Y联结的定子绕组接线方式。
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图5 异步电动机△/2Y联结方式
当定子绕组的U1、V1、W1三个接线端接三相交流电源,而将U2、V2、W2三个接线端悬空,三个定子绕组接成三角形联结,电机以四极低速运行。当定子绕组U2、V2、W2、三个接线端接三相交流电源,而U1、V1、W1三个接线端连在一起,则原来三相定子绕组的三角形联结变为双星形联结,电动机以二极高速运行。为保证电动机旋转方向不变,从一种联结变为另一种连接时,应改变电源的相序。
根据设计电梯的基本参数(如表3所示)与计算公式(3),计算所需电机的功率。
表3 电梯的基本参数
额定载重(kg)
1000kg
额定速度(m/s)
1m/s
平衡系数Kp
0.45
总传动效率
0.8
P?Q?V?1?Kp?102? (3)
式中:P代表电机功率,单位kw;Q代表电梯的额定载重,单位kg;V代表电梯的额定运行速度,单位m/s;Kp代表电梯的平衡系数;η代表曳引机的传动总效率。
将表3中电梯的基本参数带入式(3)中计算,得出计算结果。考虑到电机的可靠运行,电机的功率留有裕量,因此选用嘉兴巨能电机公司生产的YD160L-8/4交流双速异步电机。具体参数如表4所示,图6所示。
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表4 流双速异步电机参数
电机型号 YD160L-8/4
级数 8 4
功率(kw)
7 11
电压 (V) 380
转速 (r/min) 730 1450
电流 (A) 19 21
防护等级 绝缘等级 IP44
F级
图6 交流双速异步电动机
3.3.3 开关门电机的选择
直流电机是将直流电能与机械能相互转换的旋转电机,它具有: (1) 优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广。 (2) 过载能力强,能承受频繁的冲击负载。 (3) 可实现频繁的无极快速起动、制动和反转。
(4) 能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。
鉴于直流电动机以上特点,我们选择直流电动机为开关门电机,其功率的计算如下:
假设电梯门的质量m=30kg,在开关门时最大加速度为a=1m/s2,开门速度为v=0.5m/s,门对地的摩擦系数μ=0.3,电机总的传动效率η=0.8。根据牛顿第二定律得
F?ma?mg? (4)
计算得F=88.2N,再根据功率计算公式5。
P?Fv?? (5)
计算得P=55W,由于上述只是估算,实际需要电机的功率可能大于估算结果,为了避免所选电机功率不够,而造成电梯门打不开,烧毁电机的事故发生。
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