第一章 引 言
1.1 电梯交流调速系统的发展
电梯运行性能的好坏，在很大程度上取决于其电力调速系统的优劣。由于人类最早发明和使用的是直流电动机，所以早期的电梯，直流拖动是电梯唯一的电力拖动方式。19世纪末期，电力系统出现了三相制交流电源，同时又制成了经济实用的交流笼型异步电动机，从而在20世纪初交流电力拖动在电梯上的得到了应用。但交流拖动在一个较长的时期内，仅适用于较低的单一速度或是有级变化的两极调速电梯。
随着建筑物的大量兴建，建筑物的层数越来越多，建筑的规模越来越大，从而对电梯在起动加速、制动减速、正反向运行、调速精度、调速范围等静态特性和动态响应方面提出了更高的要求，而交流调速比直流调速在技术上较难实现这些要求。所以20世纪上半叶，在电梯的电力调速领域中，几乎由直流调速系统所垄断。
然而，由于直流电动机结构复杂，且具有电刷和整流子的部件，因而在维修保养和检查工作中较困难。同时直流电动机的体积、重量和成本比等同容量的交流电动机大，所以从使用交流电动机开始，电梯界一直力图开发交流调速系统，以逐步取代直流调速系统。
电梯所用的交流电动机几乎全部是结构简单、成本最低、维修方便的异步电动机。它用于电梯的调速方法虽很多，但不外乎20—30年代发展起来的改变定子绕组接线以变换电动机级数的调速方法-变级调速；60—70年代随着电力电子技术的发展出现了控制加于电动机定子供电电压的调速方法-调压调速；80年代以后随着微机的发展而开发出来的新的控制电动机定子供电电压与频率的调速方法-VVVF。
用于建筑物内作为垂直运动的电梯，其运动可分为三个阶段：即起动加速，稳速运行和制动减速。
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目录

第一章 引言
1.1 电梯交流调速系统的发展
1.2 电梯交流调速的类型
1.3 交流调速电梯的发展趋势
1.4 设计任务
第二章 VVVF电梯拖动系统原理
2.1 电梯系统原理
2.1.1 电梯的基本原理
2.1.2 电梯负载的机械特性
2.1.3 机械安全装置
2.2 VVVF交流调速原理
2.2.1 动力学在电梯中的运用
2.2.2 VVVF电梯电机拖动原理
2.2.3 PWM脉宽调制原理
第三章 VVVF电梯拖动调速系统
3.1 系统设计
3.2 主电路系统设计
3.2.1 整流电路
3.2.2 滤波电路
3.2.3 泵升限制电路
3.2.4 逆变电路
3.2.5 反馈回路
3.2.6 电气保护电路
3.3 变频器控制电路设计
3.3.1 数字式SPWM发生器
3.3.2 变频器驱动电路
3.4 单片机及其外围设备
第四章 SPWM波的生成
4.1 CPLD芯片简介
4.2 数字式SPWM的硬件电路实现
4.2.1 数字锯齿波发生器
4.2.2 数字正弦波的实现

参考文献
[1] 姜立东.VHDL语言程序设计及应用.北京邮电大学出版社，2001
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[6] 刘载之 .电梯控制系统.电子工业出版社1993
[7] 章小丽 .交流电梯调速系统.电子工业出版社 2001
[8] 王正仕 .一种IGBT的实用驱动电路. 电气传动.1999.6.54
[9] 张友得，赵志英.单片机原理、应用.复旦大学出版社.2000.6
[10] 黄俊，王兆安编. 电力电子变流技术. 机械工业出版社. 1999.5
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[13] 黄刚. 大力发展变频调速技术产业. 电子与自动化. 1997.2
[14] Patrick R. Palmer, Member, IEEE, and Anthony N. Githiari, Student,IEEE, “The Series Connection of IGBT’s with Active Voltage Sharing,” IEEE Trans. Power Electronics, vol.12, no.4, pp.637—644, July 1997.
[15] Patrick R. Palmer, Member, IEEE, and Anthony N. Githiari, Student,IEEE, “The Series Connection of IGBT’s with Active Voltage Sharing,” IEEE Trans. Power Electronics, vol.12, no.4, pp.637—644, July 1997.
[16] M. Morimoto, S. Sato, K. Sumito, and K. Oshitani, “Single-chip microcomputer control of the inverter by the magnetic flux control PWM method,” IEEE trans. Ind. Electronics, vol.36, no.1, pp.42—47,1989.
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摘 要

电梯是现代都市中不可缺少的交通工具，而拖动系统性能的好坏直接影响到整个电梯系统的性能。因而拖动系统是电梯的核心部分。VVVF有着调速范围宽、调速平滑性好等一系列优点，故而本设计采用了VVVF调速系统，以8051单片机为控制核心，随时从EPROM中读取速度给定值，使其给定满足理想的电梯速度曲线（抛物线-直线综合型），并在单片机内实现电流和速度的PI调节，以达到电梯的“快、稳、准”的要求。速度给定采样时间为50ms，而电流反馈采样时间定为2ms，速度反馈采样时间定为10ms，单片机随时根据电流或速度的反馈值进行PI运算，修改其输出值，保证最终电动机的速度能够跟随给定值。
VVVF调速系统采用交-直-交的方式，整流部分采用不可控整流二极管整流，这样可以保证直流部分电压的基本恒定，而逆变部分采用SPWM（正弦波脉宽调制）的方法同时改变电压的幅值和频率。
本文的创新点是在设计中采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)来实现数字式SPWM。CPLD有着集成度高、运行速度快、可以在系统编程（ISP）以及I/O口多，并且所有的I/O口都可任意定义为输入输出，编程语言有VHDL、ABEL和原理图多种选择并可交叉使用等一系列优点，在电子电路中有着广泛的应用前景。这也是本设计的重点、难点和先进之处。本SPWM的实现方法是由CPLD的内部生成数字式锯齿波，而三相数字正弦波的值存贮在三片EPROM中，CPLD生成一个16位的地址，由此来确定某时刻正弦波的值，将此值与数字三角波的值进行比较，当正弦波的值大于三角波的值时CPLD输出为高电平，反之，输出低电平。仿真和实验表明所生成的SPWM波质量高，频率高达10kHz以上，符合设计要求。