论文总字数：25970字

摘 要

随着科学技术日新月异地发展，电梯产品在人们物质文化生活中的地位将越来越重要，电梯拖动技术已经发展到了调频调压调速。考虑到医用电梯性能要求较高，本设计采用VVVF调速拖动、集选控制电梯电气控制系统，并使用PLC进行控制。

首先本设计介绍了电梯的发展和电梯的拖动系统和控制方式，然后深入分析介绍了VVVF拖动调速原理，集选PLC控制电梯电气控制系统的工作原理。通过对变频器和电动机的合理选择，对主拖动电路的主要电路环节，PLC梯形程序图的设计，以及对速度曲线和曳引传动的计算与分析，使得电梯拥有较高的平稳性、快速性和可靠性。基本满足了医用电梯的需要。最后对设计进行了全面的总结与展望。

关键词：VVVF调速 集选PLC 主拖动 速度曲线

Abstract

With the rapid development of science and technology, the status of elevator products in people's material and cultural life will become more and more important, the elevator drive technology has been developed to the Frequency modulation and voltage regulation.Taking into account the high performance requirements of the medical elevator, this design uses VVVF drive, Set selection elevator electrical control system, and use PLC to control.

First of all this design introduces the development of the elevator and the elevator drive system and control methods, and then in-depth analysis of the VVVF drive speed control principle, set selection PLC control elevator electrical control system working principle.Through the reasonable selection of the Frequency converter and the motor, main circuit link on the main drive circuit, design of PLC ladder diagram, and analysis of speed curve and traction calculation , so that the elevator has a high stability, rapidity and reliability.this design Basically meets the needs of the medical elevator. Finally, the design of a comprehensive summary and outlook.

Key words: VVVF; PLC; elevator main drag; speed curve

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1电梯发展概述 1

1.1.1电梯的发展简史 1

1.1.2电梯未来的发展展望 2

1.2电梯的分类 4

1.2.1按电梯的用途分 4

1.2.2按拖形式分类 4

1.2.3医用电梯概述 4

第二章 变频调速电梯拖动系统工作原理 6

2.1电梯基本结构 6

2.2电梯的电气拖动系统 7

2.2.1电气拖动系统概述 7

2.2.2运动学基础在电梯中的应用 8

2.3 VVVF变频调速原理 9

2.3.1 VVVF电机拖动原理 10

2.3.2 PWM脉冲宽度调制原理 11

2.4电梯的速度曲线 13

2.4.1乘坐舒适性 13

2.4.2抛物线直线速度曲线 13

第三章 医用电梯的电气拖动系统设计 16

3.1变频器的选择与设计 16

3.1.1变频器的分类 16

3.1.2变频器的设计 19

3.1.3变频器选择与使用 21

3.2电动机的选择 24

3.3医用电梯变频调速控制系统设计 26

3.3.1系统整体设计 26

3.3.2主电路设计 27

3.3.3整流电路 28

3.3.4预充电电路 29

3.3.5逆变电路 29

3.3.6其他电路 31

第四章 医用电梯的PLC控制系统设计 33

4.1 PLC应用概述 33

4.2 医用VVVF电梯PLC控制系统设计 34

4.2.1I/O端口配置 34

4.2.2 PLC硬件接口电路设计 35

4.2.3 梯形图程序设计 37

第五章 总结与展望 38

致 谢 39

参考文献 40

附录 PLC软件梯形图 41

第一章 绪论

1.1电梯发展概述

1.1.1电梯的发展简史

电梯起源于古代起重装置^[1]。在1845，英国的一家公司发明了一种液压升降液压驱动装置。与此同时，在北美的一些地区蒸汽动力被开始用于升降的一些装置。在1853年，为了有效地提升设备的可靠性，确保人员的生命安全，美国机械工程师奥的斯研制出了电梯的自动紧急装置。1857年，第一部使用这种安全装置的升降机在美国的一家商场投入使用。自从它的投入使用，人们开始普遍认同了这种设备的安全性，并且被开始迅速地应用和推广。十九世纪八十年代初，德国人西门子使用了新的能源电能来驱动这种起落装置，电梯就是这么由来的。到了十九世纪八十年代末，美国人在电梯技术上奋起直追，奥的斯的企业研发了首台名副其实的电梯，它选用直流电动机作为它的动力，使用涡轮蜗杆减速机带动钢丝绳起落轿厢。十九世纪年代年代初，奥的斯又率先在电梯上使用按钮装置，极大地方便了电梯的操作。1899年，奥的斯的企业发明了由硬木制成踏板的梯阶式扶梯。二十世纪初，奥的斯的企业又选用拽引的方式代替了滚筒驱动，同时研制了齿轮减速拽引式高速电梯，这样就使电梯动力装置的重量和体积大大地缩减了，成为沿用至今的拽引传动的典型模式。1915年的时候奥的斯公司推出了微调整自动调节平层的电梯；之后又研发了信号操纵系统装置，繁琐的电梯司机操作就这样被大大的化简了；1928年集选电梯控制系统被开发了出来，1946年电梯群控制方式出现，两项技术在纽约的联合国大厦于1949年投入使用。

在第二十世纪初，使用交流电的电机被开始用于驱动电梯。第二十世纪前三十年，绝大多数的中速或高速电梯都使用直流调速电气拖动系统^[2]。

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