http://jpk.ncut.edu.cn/dj/jxkj/9.ppt
http://www.tejian.org/item_257.html
http://www.863p.com/warmer/HotCngr/200711/52738.html
http://ztwx.ztol.cn/viewthread.php?tid=108
http://www.6337711.com/dtnews/newsshow.asp?id=372&neirong=safe
http://www.51shouyi.com/article/20061020/1041385011.shtml
http://www.dr-lift.com/jishu.htm
0、前言
交流电梯配电到现在头绪还是很乱。在这次总结以后还有些疑惑。主要有:S5工作制功率和负载持续率 25%下的等效功率换算和依据，调速方法(AC-2,ACVV,VVVF)的效率和对断路器、导线的要求，电梯容量的含义，单台电梯功率计算（需用系数法/二项式和利用系数法有区别的原因），单台电梯运行电流、加速电流、额定电流。疑惑留着，先总结现在想到的。
1、断续周期工作制
设计这种工作制的电机时，应使最高允许温升大于最高温升，即τal>τmax显然改变工作时间和停歇时间的比率，会影响τmax 值的大小，为此提出负载持续率(暂载率)的概念。
负载持续率定义：
暂载率表明工作时间占工作周期时间的百分数。
断续周期工作制(有人称为重复短时工作制)
标准负载持续率为：15%，25%，40%，60%四种。
属于断续周期工作制的设备如：起重机械，电梯等。
电梯每停一次梯，减速、开门、关门、加速一般需要7秒钟。
2、单台交流电梯电梯功率（需要系数法计算时）
若大楼内工作电梯比较多（多于2台）且同时工作，计算供电容量时应将电梯按重复短时工作制考虑。客梯负载持续率 取60%，货梯，医用梯，服务梯等取40%。
根据《工业与民用配电设计手册》(第三版)公式(1-1)
当用需用系数法计算负荷时(有些书籍说二项式法也一样)，换算为负载持续率 25% 下的等效功率
Pe=2*Pr*SQRT(er)
Pe设备功率，Pr电动机额定功率，er电动机额定负载持续率[但没有提及Pr指S1连续功率还是S5重复短时工作制功率]
因为没有涉及效率，按公式，Pr指的是应该是电功率，也就是输入功率。
根据《交流电梯电动机通用技术条件》GB 12974-1991 中的定义，认为是S5重复短时工作制下的功率。
Pe客梯=2*Pr*SQRT(0.6)=1.55*Pr
其它电梯保险起见，也按客梯计算。
3、交流电梯功率因数
电梯运行功率因数实测数据
| 工况 梯种 | 额定载荷 | 75%载荷 | 50%载荷 | 25%载荷 |
| AC-2 | 0.434 | 0.427 | 0.425 | 0.434 |
| ACVV | 0.565 | 0.574 | 0.577 | 0.569 |
| VVVF （蜗轮曳引机） | 0.645 | 0.638 | 0.642 | 0.650 |
| VVVF （无齿曳引机） | 0.696 | 0.676 | 0.643 | 0.636 |
保险起见，按0.85计算。
4、交流电梯的效率
机械部分效率
低速领域电梯（目前国内用得最多的是 2.5m/s的低速电梯）的传动机构，在交流调速方式下，一般可分为两大类：第一类为交流异步电机+减速箱结构；第二类为永磁同步电动机驱动的无齿轮曳引 机。由于交流异步电机+减速箱结构系统中，异步机的效率与减速箱效率的乘积约为0.6，而永磁同步电动机驱动无齿轮曳引机的效率高达0.9以上，所以可以 比交流异步电机+减速箱结构系统节能30%以上。
电气部分效率
由于给出的是电动机功率，上述机械部分效率已经在选择电机的时候计入了。
电气部分效率指的是电动机的效率和电梯控制器的效率。电梯的VVVF控制器的效率在95%以上。 电动机效率在95%以上。
如将电梯功率认为是曳引机机械功率，则电气部分总体效率0.9或0.76。
如将电梯功率认为是曳引机电功率，则电气部分总体效率0.95。
如将电梯功率认为是总电功率，则电气部分总体效率为1。
| VVVF 曳引机 | 变速箱 | 变速箱效率 | 电动机 | 电动机效率 | 曳引机总体效率 |
| 蜗轮副曳引机 | 蜗轮副减速箱 | 65%-72% | 交流异步VVVF电动机 | 79%-89% | 51%-64% |
| 永磁无齿曳引机 | 无变速箱 | 100% | 交流同步VVVF电动机 | 95% | 95% |
5、单台交流电梯电梯的电流
根据《工业与民用配电设计手册》(第三版)第734页 四(1)
Ij交流电梯=0.9*(0.5或1h工作制额定电流)=1.4* (连续工作制额定电流)
既然《交流电梯电动机通用技术条件》GB 12974-1991 中的定义了电梯电机是S5重复短时工作制，不知何来0.5或1h工作制。
保险起见，虽然《工业与民用配电设计手册》第735页认为曳引机铭牌上通常给出0.5或1h工作制额定值，但保险起见，认为交流电梯铭牌的额定电流为连续工作制额定电流。
根据单台交流电梯电梯功率（需要系数法计算时）计算计算电流。
功率因数按0.85算，电梯功率认为是总功率
则Ie=2*Pr*SQRT(0.6)/(1.732*0.38*0.85)=2.77*Pr
6、电梯变频器
物品提升机械是国民经济各行业不可缺少的生产设备，在各工矿企业中大量使用，如工厂的行吊、港口码头的塔吊、矿井提升机、高炉卷扬机、民用电梯、轧机升降台、以及油田抽油机等，都是典型的提升机械。这类设备大多采用绕线式电动机作为主驱动，用于提升或下放重物，具有典型的位能负载特性。
重复短时工作制电机，其特点是重复性和短时性，即电机的工作时间和停歇时间交替进行，而且都比较短，二者之和，按国家规定不得超过60秒。重复短时工作制 电机允许其过载且有一定的温升。此时，若根据电机铭牌数据来选择变频器，势必造成变频器的损坏。针对该类负载，变频器在参考电机铭牌数据的情况下要根据电 机负载图和变频器的过载倍数、过载时间、过载周期来选型。
ＹＺ和ＹＺＲ系列电动机的过载力矩一般为2.2-2.8倍，为了充分发挥电动机的负载能力，提高起重设备的安全性能，采用变频器进行控制后，必须保证变频器－电动机系统具有2.2-2.8倍的过载能力。由于普通变频器的过载能力一般为150%一分钟，瞬态过载力矩只能达到180%－200%，因此必须提高所适配的变频器容量，以便提高变频器－电动机系统的瞬时过载能力。
由上述可知，只要把变频器的容量提高20%左右，即可使变频器－电动机系统的瞬时过载能力提高到2.0-2.4倍，基本满足要求。因此，应选择变频器额定容量为电动机额定容量的120%以上，即把变频器的容量提高一个等级。如45KW的电动机，应配置55KW的变频器，且变频器应具有较大的过载能力，过载率在150%一分钟以上。
7、断路器和导体
根据《通用用电设备配电设计规范》GB50055―93 第2.4.6条
短时工作或断续周期工作的电动机，可不装设过载保护，当电动机运行中可能堵转时，应装设保护电动机堵转的过载保护。
电梯配电末端断路器可不设过载保护，或由电梯控制器/变频器实现过载保护。如果设的话，根据国内的规范，导线需要和断路器配合；如采用VVVF电梯，断路器还需要和变频器进行配合，否则容易出现误条，最好依据变频器厂家的资料(一般是变频器计算电流2倍左右)。变频器是半导体器件，一般需要用熔断器保护，最好能由厂家提供。
根据《通用用电设备配电设计规范》GB50055―93 第2.5.4条
导线或电缆（以下简称导线）的选择应符合下列规定
当电动机为短时工作或断续工作时，应使导线在短时负载下或断续负载下的载流量不小于电动机的短时工作电流或额定负载持续率下的额定电流。
导线在S5断续周期工作下的载流量:
根据《工业与民用配电设计手册》(第三版)表(12-78)，公式(12-31)。
校正系数Kj>=1,即S5断续周期工作下的载流量>=连续工作载流量。
保险起见，也按连续工作载流量计算。
8、电梯组的同期系数
根据《工业与民用配电设计手册》(第三版)表(12-57)
对电梯的干线和计算电流，不同台数的电梯有不同的系数。
根据《工业与民用配电设计手册》(第三版)表(1-2)
电梯 (交流) Kx=0.18~0.5
根据《工业与民用配电设计手册》(第三版)表(1-3)
电梯 Kx=0.18~0.5
计算总负荷时，对整个建筑的电梯，取0.18~0.5 的需用系数，需用系数乘以的功率是单台交流电梯电梯功率（需要系数法计算时）。
上述两种算法有点自相矛盾的地方，如果变压器带的电梯数量超过10台的话都差不多，少于3台的话就差大了。当台数少时，要用二项式法，但《工业与民用配电设计手册》(第三版)中没有说明计算方法。
9、电梯机房配电
电梯机房配电除了电梯的电机(曳引机)外，还要计入电梯控制器的用电，还有电梯空调、电梯照明、机房照明、通风、检修插座等单相负荷，当只有一台电梯时，单相负荷功率计算时需要乘以3，换算为等效三相负荷。
10、电梯技术指标数据
根据《简明建筑电气工程师数据手册》第119页，选断路器时AC-2大概是电动机容量X5再放大一点，ACVV大概是电动机容量X4再放大一点，VVVF 大概是电动机容量X3再放大一点。但没有注明电动机容量指的是机械功率还是电功率，也没有注明是S1连续功率还是S5功率。铜导线选得出奇的大。
根据《工业与民用配电设计手册》(第三版)第736页 表12-58
标称容量和计算电流关系比较复杂，有2倍以下的，也有3~4倍的，甚至4倍以上的。
标称容量和开关整定值的关系也比较复杂，有3~4倍，有5倍，有5倍以上。
同一载重和速度的标称容量、计算电流、开关整定也相差很远。
表格没有注明标称容量指的是什么，也没有注明是什么调速方式，但有产品型号。
11、举例
一台VVVF客梯，功率22kW，附属用电设备2kW(单相)，空调、照明2kW(单相)
按电机算(0.85功率因数):
Pe曳引机＝１.55*22=34.1kW
Ie曳引机=2.77*22=60.9A(Ie曳引机'=60.9/0.9=67.7；Ie曳引机"=60.9/(0.76)=80.1,当电梯功率认为是曳引机机械功率时)
Pe其他设备=2*3=6kW
Ie其他设备=6*1.9=11.4A
Pe电梯=34.1+6=40.1kW
Ie电梯=60.9+11.4=72.3A(67.7+11.4=79.1A；80.1+11.4=91.5A)
选100A比较稳妥。差不多4倍。22*4=88，放大一级选100。如果不算其他设备的话，60.9A(67.7A；80.1A)就是3~4倍左右，比较符合VVVF的3倍定律。但这里将电梯功率认为是总功率，没有计算效率，是效率=1时的情况。由于VVVF的不同种类效率相差也不小，所以理解为曳引机机械功率时差距较大。如果手册有种产品选120A，可能变频器和电机效率低一点，功率因数第一点。如果没有过载保护，只有短路保护的话，用电机型断路器，用100A和120A都差不多。将过载保护交给电梯配套控制/变频器柜。
按VVVF算(变频器上级开关整定为变频器输入电流1.5倍,0.85功率因数):
Pe变频器=1.2*Pj电机 =26.4kW
Ie变频器=Pe变频器/(1.732*0.38*0.85)=47A
I变频器开关=1.5*Ie变频器=70.5A
Ie电梯开关=70.5+11.4=81.9A
这种算法依据不是很足。这里的变频器是通用变频器，如果是电梯专用变频器，变频器上级开关整定可能为变频器输入电流2倍，视产品而定。
在机房一级，还有机房照明、通风、检修插座等负荷，共用一个32A/3P主开关。如果只有一台电梯，机房进线开关=电梯开关+其它计算电流，并适当放大，最好用电机型断路器（电子脱扣器），方便和下级电梯开关配合，避免误动作。如果有多台电梯，机房进线开关与电梯开关相差大，用配电型断路器也应可以。
有个工程和外国合作设计，外国提供的设计资料中，电梯有负荷LOAD、功率因数PF、全电流FLA、运行电流Runing Amperage，加速电流Accelerating Amperage
比如150kW,0.8,284.9A,235A,510A。选了450A的断路器和600A的隔离开关。
如果150kW为S5功率，则284.9需乘以1.55换算成为负载持续率 25% 下的等效电流。根据150kW,0.8,284.9A,之间的关系可以看出150kW是总电功率。
断路器450A>284.9*1.55=440A。符合VVVF的3倍定律。这里只包含电梯曳引机。
隔离开关600A>510A。可以分断加速电流。属于电梯控制器柜内部元件。
没有评论:
发表评论