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作者：

叶孟军

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摘要：

传统的电梯采用齿轮减速箱装置后,导致体积庞大,不仅增加了系统的成本,也影响了建筑物的美观.采用异步电动机调速的电梯系统,在低速平稳性,机械噪音等方面也存在着很多问题.无齿轮永磁同步曳引机具有结构紧凑,体积小,重量轻,功率密度高,转子无发热,控制性能优良,较高的效率,节能等优点,因此在电梯中势必会得到广泛应用.本文以应用在电梯系统中的低速,大转矩的无齿轮永磁同步曳引机为对象,研究电梯曳引驱动系统设计及无齿轮永磁同步曳引机的选型,启动时转矩的补偿,无齿轮永磁同步曳引机控制系统速度的优化.首先对电梯用无齿轮永磁同步曳引机系统展开设计.探究电梯用无齿轮永磁同步曳引机的机械驱动系统特点,提出提高曳引力的可行性方案,按照GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》和设计技术要求对曳引力进行设计校核,并对主要部件无齿轮永磁同步曳引机进行选型计算.其次系统的阐述了无称重传感器的启动转矩补偿方法.分析了电梯轿厢系统的动力学特性,在考虑了系统的摩擦转矩后,提出根据电机转动方向进行启动转矩补偿的"二分法"及"阶梯式"转矩补偿的方法,最后给了实验波形.并针对永磁同步机的矢量控制计算模式以及数学模型展开探讨,重点探讨了两相旋转坐标系下永磁同步机的数学模型,针对基于错误!未找到引用源.矢量控制方案的可行性和科学性加以分析.并利用Matlab/Simulink对永磁同步机的矢量控制进行了仿真,仿真结果表明系统具有良好的静态和动态性能,稳态时无误差,抗负载扰动能力强.最后系统的阐述了永磁同步曳引机控制系统的优化过程.简要介绍了无齿轮永磁同步曳引机编码器,对无齿轮永磁同步曳引机的速度进行分析,重点比较分析了几种不同电梯速度的运行方案,其中主要有采用编码器反馈相对距离为标准的运行模式,绝对剩余距离速度控制系统速度控制系统,绝对速度控制系统流程设计.同时针对无齿轮永磁同步曳引机通过绝对速度控制的模式加以验证,通过验证后发现在绝对距离速度控制的模式中,电梯轿厢速度曲线呈现出精确且平滑的状态,并对控制系统进行了调试和参数调整,保证系统正常运行,这样可以为乘坐电梯的乘客带去愉悦的感受,满足设计标准.

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关键词：

永磁同步曳引机；系统控制；电梯；转矩补偿；优化设计

学位级别：

硕士