探析电梯可控硅供电系统晁琼

探析电梯可控硅供电系统晁琼

晁琼

身份证号码：61011519830105xxxxx

摘要：电梯作为载人的传动系统，其运行可靠性与舒适感往往是人们考虑取舍或进行评价的着眼点。这意味着电梯的传动系统必须要能适应电梯的各种运行特点，特别是位势负载的特点。对可控硅供电的可逆传动系统，为简化线路结构，并考虑每组整流桥只能单向通流的特点，照例采用无环流切换方式以适应运行状态的转换，它可以满足绝大多数生产机械的工艺要求。

关键词：电梯；可控硅；供电系统

引言

电梯无论上行或者下行，依据载重的不同，传动系统既可能运行于电动状态，也可能运行于发电状态，或则零载以至绝对零载状态，而且当这些运行状态相互转变时，既不能出现失控现象，也不应导致电动机转速或枢流的波动或冲击，因为枢流的波动或冲击相当于冲击力直接通过钢丝绳传至轿厢，乃至人体。因此，本文就电梯可控硅供电系统进行探析。

一、传动调节系统的运行性能

图1传动调节系统的传递函数结构图（时间常数均以ms计）

传动调节系统在基本参量整定后的传递函数结构如图1所示，其中动态参数的整定主要依据时间常数补偿的原则，其具体数值如下：

可控硅直接反并联的三相整流桥桥臂电抗MXO-2000型磁环（45×26×8）5个；

桥臂阻容R=20Ω，C=0.5μf；

交流侧阻容R=5Ω，C=8μf，滤波1μf；

最小整流和逆变角；

触发脉冲前沿0.2A/μs；

切换延时等待1.2ms；

切换10ms（注：可控硅开通滞后3～5ms，开通2～3μs）；

电流调节环时间常数和4.2ms；

给定和反馈的滤波时间常数2.5ms；

电流调节器参数比例常数1～2；

积分时间常数20ms；

速度调节环时间常数和4.2ms；

给定和反馈的滤波时间常数2.5ms；

速度调节器参数比例常数5～8；

积分时间常数0.5～0.8s。

二、传动调节系统的运行性能

2.1传动系统的静态机械特性

利用图1所示的附加变流机组，相应于电梯在不同载重及上下行运行状态，在模拟位势负载下，按测试数据点绘的静态机械特性示于图2。

图2传动调节系统的静态机械特性

由图2可见，在一定调速范围内的静差率很小，具有足够的特性硬度。机械特性在电动状态与发电状态的转换过程无任何转速波动，特性成一直线。这样可确保传动系统适应电梯位势负载四象限运行的特点，而且可稳定地运行于绝对零负载状态。

2.2传动系统在渐变给定下的起制动过程

电梯的舒适感主要受加速度或减速度变化速率的影响，而电动机电枢电流的变化，即电梯曳引力的变化，总是与加、减速的变化速率相适应的，为此电梯的给定速度曲线是至关紧要的。对于传动调节系统，不仅要求有足够的稳定余量，而且要求有适当的校正能力，以实现系统的迅速调节，使反应迅速并富有跟随性。

传动系统在渐变给定下的动态跟随性示于图3。传动系统有无良好的动态跟随性，主要取决于调节系统的校正能力，这是保证电梯严格按给定速度曲线运行的前提。因此应在确保系统稳定的前提下，尽可能提高电流环的调节性能。图示表明，所试验的传动调节系统可在任何工作状态下具有良好的跟随性。

2.3可控硅装置的一些特定工作状态

传动调节系统能否正常而可靠地工作，在一定程度上取决于可控硅装置的工作性能，所以应使可控硅装置完全适应位势负载的各种工作状态，也就是要它们不论在电流连续状态，抑或在电流断续状态，都要能确保稳定运行，并且甚至要能长期地稳定运行于绝对零负载状态。而这些不同工作状态的测试与分析，唯有借助于位势负载的电气模拟。另外，当电动机轻载，相当于电梯载重与对重稍不平衡时，可控硅装置工作于电流断续状态，枢流的脉动分量将增大，这对电机的发热与电磁噪音有一定的影响，但这时多属低枢流状态，对整流子的换流条件不至严重恶化。

所谓绝对零负载是电机处于被外力拖动的状态，从可控硅三相桥直流侧来看，这时相当于没有任何能量转换，而拖动装置的固有损耗，如摩擦与风阻等，全由机械部分承担。

2.4抗干扰能力

可控硅供电装置由于各可控硅在电源电压的每一周期内每隔60°依次导通和关断，在换流过程中将产生较大的阻抗压降，从而使电网电压波形出现严重的波形缺口。对于电网容量较小的供电条件，这种影响尤为严重，电梯的能源就基本属于这种情况。这种由于可控硅工作本身造成的波形畸变，既可能影响系统外供电源的其他敏感设备，也可能影响到自身系统内的各类电气单元。前者应视具体使用条件共同采用合理的防范措施，至于系统本身，必须具有十分可靠的抗干扰功能。这一点在系统线路方案设计阶段就应给予足够的重视。交流移相实际上也是交流滤波环节。采用交流移相比在同步讯号变压器原边加交流滤波的性能优越，它既可确保相位关系，又简单经济，是一种切实可行的抗干扰方法，而且参数计算与调整极为简便。

结束语：综上所述，传动调节系统的动态性能既要求稳定，又要求快速，因此电流环的调节十分重要。若能适当补偿电枢回路的电磁时间常数，便可充分发挥可控硅装置的快速性，从而实现传动系统的良好跟随性。可控硅供电系统的主要干扰因素来自交流电源电压的波形畸变，可控硅触发装置必须直接由交流电源引人同步讯号，因而交流电压的波形畸变将严重影响可控硅的可靠触发。

参考文献：

[1]江泳，杜峰，崔关照，等.可控硅关断参数分析及新型可控硅的应用[J].2010（19）.

[2]周鹏，王英.能量回馈型异步电机测试系统[J].电机与控制应用，2011（38）.