3.3　电梯变极调速系统

电梯用交流电动机有单速、双速及三速3种。单速仅用于速度较低的杂物梯；双速的极数一般为4极和16极或6极和24极，少数也有4极和24极或6极和36极；国内的三速电动机极数一般为6极、8和24极，它比双速梯多了一个8极（同步转速为750r/min），这一绕组主要用于电梯在制动减速时的附加制动绕组，使减速开始的瞬间具有较好的舒适感，有了8极绕组就可以不要在减速时串入附加的电阻或电抗器。电动机极数少的绕组称为快速绕组，极数多的称为慢速绕组。变极调速是一种有级调速，调速范围不大，因为过大地增加电动机的极数，就会显著地增大电动机的外形尺寸。

（1）交流变极调速控制电路

如图3-8所示，交流双速电梯的主回路中LJ为降压启动电抗器，用于将启动电流限制在额定电流的2.5～3倍以内；SK和XK分别为上、下行接触器触点；KK和MK分别为快、慢速运行接触器触点；LZ是制动限流电抗器；R是制动电阻器；1K为加速接触器触点；2K和3K分别是第一级和第二级减速接触器触点。

（2）启动过程

当SK或XK以及KK闭合时，电动机在定子回路串电抗器LJ情况下启动，此时电动机工作在图3-9所示的人为特性2上。由于启动转矩T_A大于负载转矩T_L，所以电动机转速由A点沿曲线2上升。随转速n上升，动态转矩T_d=T_e-T_L增大，加速度也随之增大，当转速n=n_m时，电动机转矩达到最大值T_B。此后，随转速n上升，转矩有所下降。当电梯启动延时2～3s之后，动态工作点移到C点，此时控制电路控制加速接触器1K闭合，将启动电抗器LJ短路，电机就工作在自然特性曲线1上。如忽略电动机定子回路的过渡过程，则由于机械惯性，速度不能突变，使动态工作点由C跳到C'点，再沿特性曲线1加速到Q点，此时动态转矩为零，电动机便以额定转速n_nom稳速运行，完成了按时间原则的启动过程。

（3）制动减速过程

当电梯到达停靠站之前，由井道感应器发出换速信号，通过控制电路使快速绕组接触器KK释放，慢速绕组接触器MK闭合。为了限制制动电流的冲击，此时电动机定子回路串入了电抗器LZ和电阻R。电动机进入机械特性第Ⅱ象限，处于发电制动状态，如图3-10所示。由于运动系统的惯性，工作点由特性1的Q点跳到特性3的D点。当工作点沿特性3移到B'点时，制动转矩最大。之后，制动转矩减小。当工作点到达E点时，为提高制动效率，按时间原则，先使接触器2K闭合，将电阻R短路，动态工作点随之移到人为特性4上的E'点，使制动转矩发生跳变；当工作点移到F点时，继而使接触器3K闭合，将限流阻抗全部短路，工作点便跳到特性曲线5上的F'点，电动机便沿特性曲线5继续减速运行。这一阶段一直将高速时积蓄的能量回馈给电网。直到越过低速时的同步转速n'₀以后，工作点稳定在Q'点。这一阶段经历2～4s。则在运行速度曲线上出现了低速爬行段，如图3-11所示。在Q'点稳速运行2～3s之后，便断电抱闸停梯，实现了低速平层。

增加电阻或电抗，可减小启动、制动电流，提高电梯舒适感，但会使启动转矩或制动转矩减小，使加速时间延长。一般应调节启动转矩为额定转矩的2倍左右，慢速为1.5～1.8倍。该系统线路比较简单，造价较低，因此曾被广泛用在电梯上，但由于该系统大多采用开环方式控制，乘坐舒适感较差，平层精度差，一般只用于额定速度不大于1m/s的货梯。