自动扶梯与人行道节能控制系统的研究

摘要

自动扶梯自诞生以来已经有100多年的历史，现如今已经与人类生活密不可分，据统计全球每天有数亿人次会乘坐此运输工具。
　　高效，低价与节能目前甚至以后都是自动扶梯发展的一个趋势，所以扶梯的运行方式随着科学技术的发展也越来越多，科学技术使自动扶梯变得更环保更节能，大型的商场，公共运输单位在选择此类运输设备时也更加偏向于具有节能环保运行方式的自动扶梯。
　　本文对自动扶梯几种运行方式进行比较，阐述了具有工频/变频自动切换功能的自动扶梯是最具有竞争力的产品。并以此为研究对象，对该方案中主要设备包括射频信号传感器，速度检测装置，主控制器，变频器等进行选型与设计，并且提出了在工频/变频切换时的控制方案，该方案能降低工频/变频切换时的冲击电流，从而避免变频器的功率模块烧毁事件发生，确保了自动扶梯或人行道切换时不会因为过电流故障而停机。
　　实验结果表明，在没有增加额外设备的情况下该控制系统能达到平滑切换的良好效果。

目录

声明

第一章 概论

1.1自动扶梯的节能要求

1.2自动扶梯控制系统的发展概况

1.3几种运行方式的比较

1.3.1几种运行方式速度变化曲线

1.3.2几种运行方式功率损耗实验结果

1.4选题的意义

第二章 自动扶梯控制系统的硬件方案

2.1旁路变频模式下的自动扶梯控制系统的基本组成

2.2安全开关

2.3射频信号传感器

2.3.1射频信号技术基本介绍

2.3.2探测模块的组成

2.3.3基本工作原理

2.3.4自动扶梯中射频信号传感器的应用

2.4速度传感器

2.4.1实验数据

2.4.2测量仪器结果

2.4.3梯级缺失功能

2.5自动扶梯主控制器

2.5.1主控制器简要介绍

2.5.2自动扶梯主控制器输入输出接口功能划分

2.5.3自动扶梯初始化软件控制流程

2.5.4旁路变频器节能模式软件控制流程

2.6本章小结

第三章 交流变频调速原理以及控制方案

3.1交流变频调速基本调速原理

3.1.1基频以下调速

3.1.2基频以上调速

3.2变频器中的脉宽调制技术

3.3变频器的调速控制方案

3.3.1 U/f控制

3.3.2转差频率控制

3.3.3矢量控制

3.3.4直接转矩控制

3.4变频器的选取

3.5本章小结

第四章 变频器飞车启动功能

4.1飞车启动的介绍与应用的场合

4.2飞车启动的作用

4.3旋转电机切入供电电源过程[7]

4.4飞车启动功能在自由旋转电机切入变频器时的表现

4.5工频/变频切换冲击电流的产生及其影响

4.5.1定子绕组电动势引起的冲击电流

4.5.2转差过大引起的冲击电流

4.5.3冲击电流的影响

4.6飞车启动功能实现的技术方案

4.7飞车启动功能的实现方法

4.7.1频率搜索法

4.7.2直流母线电压法

4.8 PLL频率相位跟踪法

4.8.1鉴相器(PD)

4.8.2压控振荡器(VCO)

4.8.3环路滤波器(LPF)

4.8.4利用PLL原理在自动扶梯中应用与展望

4.9本章小结

第五章 自动扶梯控制系统的设计和调试

5.1系统方案设计

5.2实验步骤：

5.3试验结果：

5.3.1 屏蔽飞车启动功能的测试结果

5.3.2打开飞车启动功能的测试结果

5.4本章小结

第六章 结束语

6.1主要工作与创新点

6.2后续研究工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文