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以满足人们的需要。电梯控制系统框图如下：
图2.1 电梯控制系统框图
由上图可以看到，电梯控制系统主要由电梯电力拖动控制系统（调速控制变频器系统）和电梯电气控制系统构成。电梯电力拖动系统部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要的影响，而电气控制部分是电梯安全可靠运行的关键。
2.1变频调速电梯系统运行原理
电力电网送来的380V动力电源变为可控的直流电，经变频器转变为可调的频率可变的变频变压三相正弦交流电，驱动电动机平稳运行。若配置交流变频曳引机效果更佳，成本亦低。当电梯检修时，PLC向变频器发出方向和检修运行信号，系统按预先编好的速度指令使电梯轿厢作上、下慢速运行。变频器内部带电流反馈和速度反馈。电梯的速度总是跟随理想曲线的变化而变化的。
2.2变频器
变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
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2.2.1变频调速原理
由电机学原理可知三相异步电动机的转速可由下式表示：
n?60f?1?s?p 式2.1）
式中：f为电机的电源频率，p为电动机定子绕组的极对数，s为转差率 从上式3.1可看出，在极对数P和转差率不变的情况下，转速n与电机电源的频率
f成正比，改变电动机的频率f就可以改变电动机的转速，从而实现电梯的零速起动。
2.2.2变频器组成、工作原理及其分类
① 变频器组成及工作原理
变频器通常由主电路、控制电路和保护电路组成。主电路如图2.2所示。 主电路包括整流器、逆变器和中间直流环节。
图2.2 变频器主电路图
其整流电路采用的是不可控的二极管整流电路，而变频器的输出频率和输出电压均由逆变器按PWM方式来完成。利用参考电压波与载频三角波互相比较来决定开关器件的导通时间，从而实现调压。
逆变器又称负载变流器，最常见的结构形式是利用6个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路。有规律的控制逆变器中的主开关器件的通与断，可以得到任意频率的三相交流电输出。
中间直流环节。由于逆变器的负载是异步电动机，属于感性负载，故在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。此无功功率要靠中间直流环节的
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储能元件（电容或电抗）来缓冲，故又称中间直流环节为中间直流储能环节。
② 变频器的类型
按电源的性质来分：电压型变频器，电流型变频器
按输出电压调节方式分：PAM方式，PWM方式，高载波变频率PWM方式
按控制方式分：U/f控制，转差频率控制，矢量控制
按电压等级分：低压变频器，高压大容量变频器
按用途分：通用变频器，高性能专用变频器，高频变频器，小型变频器。
2.2.3变频器机型选择
随着变频器性能价格比的提高，交流变频调速己应用到许多领域，由于变频调速的诸多优点，使得交流变频调速在电梯行业也得到广泛应用。目前，为电梯控制而设计的专用变频器早已问世，其功能较强，使用灵活，但其价格相对较贵。因此，本设计没有采用专用变频器，而是选用了通用变频器——安川VS-616G5型全数字变频器，通过合理的配置、设计和编程，同样可以达到专用变频器的控制效果。
电梯的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，它的舒适度指标往往是选择中的一项重要内容，此外电梯节约用电也日益受到重视。综合考虑各种因素，本设计选用安川VS-616G5型全数字变频器，它具有转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能，可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低了电机运行损耗，特别适合电梯类负载频繁变化的场合。
VS616-G5型变频器是安川电机公司面向世界推出的21世纪通用型变频器。这种变频器不仅考虑了V/f控制，而且还实现了矢量控制，通过其本身自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制，很容易得到高起动转矩与较高的调速范围。
VS-616G5变频器的标准规格：
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VS-616G5变频器的特点如下：
① 包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化。
② 有丰富的内藏与选择功能。
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③ 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、体积小。
④ 保护功能完善、维修性能好。
⑤ 通过LCD操作装置，可提高操作性能。
2.2.4变频器计算及其参数设置
① 变频器功率的计算
变频器的功率可根据曳引机电机功率、电梯运行速度、电梯载重与配重进行
1，电梯运行速度为v，电梯自重为W1，电梯载选取。设电梯曳引机电机功率为P
重为W2，配重为W3，重力加速度为g，变频器功率为P。在最大载重下，电梯上升所需曳引功率为P2有：
P2???1?W2?W3?g?F1?V 式（2.2）
其中F1?K?W1?W2?W3?g?s为摩擦力，s可忽略不计。
1，相对于P2留有较大裕量，电机功率P1，变频器功率P应接近于电机功率P
因此可以取
P?1.5P2 式（2.3）
②变频器制动电阻参数的计算
由于电梯为位能负载，电梯运行过程中产生再生能量，所以变频调速装置应具有制动功能，带有逆变功能的变频调速装置通过逆变器虽然能够将再生能量回馈电网，但成本太高。采用能耗制动方式通过制动单元将再生能量消耗在制动电阻上，成本较低而且具有良好的使用效果.能耗制动电阻RZ大小应使制动电流IZ不超过变频器额定电流的一半，即
UI?0ZZ?IN 式（2.4）
其中U0为额定情况下变频器的直流母线电压。由于制动电阻的工作不是连续长期工作，因此其功率可以大大小于通电时消耗的功率。
2.3电梯理想速度曲线设计
电梯理想速度曲线总体说来是现代社会中人们对电梯的要求的概括，其中包括快速性，舒适性。然而快速性和舒适性是一对相互矛盾的要求。
2.3.1电梯快速性的性能要求
电梯作为一种交通工具，对于快速性的要求是必不可少的。快速可以节省时间，这对于处在快节奏的现代社会中的乘客是很重要的。
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提高快速性的方法主要有三种方法：
① 提高电梯的额定速度。电梯的额定速度提高，运行的时间缩短，达到了为乘客节省时间的目的。提高速度的同时应加强安全性、可靠性的措施，故此梯速提高电梯的造价也随之提高。
② 集中布置多台电梯。通过增加电梯的台数来节省乘客的时间，该方法不是直接提高梯速但同样能够达到目的。但电梯的台数增加不是无限制的，通常在乘客高峰期时，使乘客的平均候梯时间小于30S即可。
③ 尽可能减少电梯起、停过程中的加减速时间。电梯是一个频繁起、制动的设备，在起、制动阶段不能太慢，GB/T10058—1997《电梯控制技术》中就规定了
0.52s，直流高电梯加减速度的最小值：“直流快速电梯平均加、减速度不小于
0.72s。速电梯平均加、减速度不小于”这就是对电梯快速性的要求。
2.3.2电梯舒适性的性能要求
① 由加速度引起的不适
人在加速上升或减速下降时，加速度引起的惯性力叠加到重力之上，使人产生超重感，各器官承受更大的重力；而在加速下降或减速上升时，加速度产生的惯性力抵消了部分的重力，使人产生上浮感，感到内脏不适，头晕目眩。
考虑到人体生理上对加、减速度的承受能力，GB/T10058—1997《电梯控制技术》
1.52s。中规定：“电梯的起、制动应该平稳、迅速，加、减速度的最大值不大于”
② 由加速度变化率引起的不适
人体不仅对加速度敏感，对加加速度（或称加速度变化率）也很敏感。用a表示加速度，用ρ表示加加速度，则当加加速度ρ较大时，人的饿大脑感到晕眩、痛苦，其影响比加速度的影响还要严重。我们也称加加速度ρ为生理系数，在电梯
1.33s。 行业里一般限制生理系数ρ不超过
2.3.3电梯速度曲线
当轿厢静止或匀速升降时，轿厢的加速度和加加速度都是零，乘客不会感到不适，而在轿厢由静止启动到以额定速度匀速运动的加速过程中，或是由匀速运动状态制动到静止状态的减速过程中，既要考虑快速性的要求，又要考虑舒适性的要求，故有必要设计出电梯的运行速度曲线，使电梯轿厢按照这样的速度曲线运行，既能够满足快速性的要求，也能够满足舒适性的要求，科学、合理的解决快速性与舒适性的矛盾。
人们对于速度变化的敏感度主要是加速度的变化率，舒适感就意味着要平滑
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的加速和减速。为了获得良好的舒适性，将电梯的起动、制动速度曲线设计成由两段抛物线(S曲线)及一段直线构成，而这一曲线形状的构成及改变，则是由加速度斜率及S曲线变化率决定的。加速斜率是以速度给定从0加速到1000转/分所需要的时间来定义的。其意义为加速度由0加速到1000转/秒所需要的时间。因此通过改变起动加速时间可获得不同的起动曲线斜率。增大加速时间值起动曲线变缓，反之，起动曲线变急。同理，增加S曲线变化率起动曲线弯曲部分变缓，反之，起动曲线弯曲部分变急。而
S曲线变化率的变化，也可通过改变S曲线起始、终了加速时间来实现，本设计采用的安川公司的VS616 G5系列变频器就具有S曲线加速时间设定功能，故将加速时间和S曲线加速时间配合调整，即可获得理想的起动曲线。同理，制动曲线也可按此方法调整。理想的电梯速度给定曲线如下图所示，图中a为加速度，v为速度。
图2.3 电梯运行速度曲线
图2.3中 ，0?t3为加速过渡阶段，t3?t4为稳速运行阶段（此时电梯速度为额定速度），t?t为减速停车阶段。由于变频器在零速时有150%的额定转矩，保证了47
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