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调速的概念有两个方面的含义：
（1) 改变电机转速：当指令速度变化时，电机的速度随之变化，并希望以快的加减速达到新的指令速度值；
（2) 当指令速度不变化时，电机的速度保持稳定不变。
为调节电机转速和方向，需对直流电压的大小和方向进行控制，如何控制？
直流速度控制单元的作用：将转速指令信号转换成电枢的电压值，达到速度调节的目的。
直流电机速度控制单元常采用的调速方法：晶闸管（可控硅）调速系统；晶体管脉宽调制（pwm）调速系统。
1、晶闸管调速系统
在交流电压不变的情况下，当改变控制电压un* 时，通过控制电路和晶闸管主电路改变直流电机的电枢电压ud，得到控制电压un*所要求的电机转速。电机的实际电压un作为反馈与un*进行比较，形成速度环，达到改善电机运行时的机械特性的目的。
晶闸管调速系统主电路采用大功率晶闸管。大功率晶闸管的作用：
（1）整流。将电网交流电源变为直流；将调节回路的控制功率放大，得到较高电压与较大电流以驱动电机。
（2）逆变。在可逆控制电路中，电机制动时，把电机运转的惯性能转变为电能，并回馈给交流电网，实现逆变。
为了对晶闸管进行控制，必须设有触发脉冲发生器，以产生合适的触发脉冲。该脉冲必须与供电电源频率及相位同步，保证晶闸管的正确触发
主回路由大功率晶闸管构成的三相全控桥式反并接可逆电路，分成二大部分（ⅰ和ⅱ），每部分内按三相桥式连接，二组反并接，分别实现正转和反转。
各有一个可控硅同时导通，形成回路。为了保证合闸后两个串联的晶闸管能够同时导通或电流截止后再导通，必须对共阳极组的1个晶闸管和共阴极组的1个晶闸管同时发出触发脉冲。
2、pwm调速控制系统
原理：利用大功率晶体管的开关作用，将直流电压转换成一定频率的方波电压，加到直流的电枢上；通过调整控制方波脉冲宽度来改变电枢的平均电压，从而调节电机的转速。
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| （a）原理图 （b）控制电压、电枢电压和电流波形 |
直流电机电压的平均值
其中，t为脉冲周期，ton为导通时间
特点：控制电路简单，不需附加关断电路，开关特性好。广泛应用中、小功率直流伺服系统。
1）pwm系统的组成
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| usr——速度指令转化过来的直流电压； u△——三角波； usc——脉宽调制器的输出（usr+u△）； ub——调制器输出的经脉冲分配、由基极驱动转换过来的脉冲电压。 |
控制回路：速度调节器、电流调节器、固定频率振荡器及三角波发生器、脉宽调制器和基极驱动电路组成。
区别：与晶闸管调速系统比较，速度调节器和电流调节器原理一样。不同的是脉宽调制器和功率放大器。
2）pwm系统的脉宽调制器
作用：将电压量转换成可由控制信号调节的矩形脉冲，为功率晶体管的基极提供一个宽度可由速度指令信号调节的脉宽电压。
组成：调制信号发生器（三角波和锯齿波两种）和比较放大器。
3、全数字直流调速系统
在全数字直流调速系统中，仅功率转换组件和执行组件的输入信号和输出信号为模拟信号，其余的信号都为数字信号，由计算机通过算法实现。
计算机的计算速度很高，在几毫秒内可以计算出电流环和速度环的输入、输出数值，产生控制方波的数据，从而控制电机的转速和转矩。全数字调速的特点是离散化，即在每个采样周期给出一次控制数据。
在一个采样周期内，计算机要完成一次电流环和速度环的控制数据的计算和输出，对电机的转速和转矩控制一次。
引言
iAStar电梯专用变频器独特的全领域、全自动力矩提升功能在电梯拖动中能获得良好的舒适感和稳定性。 可以接受控制器如PLC等的多段速频率指令或者模拟电压、电流指令;可以通过自学习适应各种电机并获得良好的矢量控制特性;低速下平稳启动性极好;硬件可靠性与性价比极高。
VVVF型电梯的基本原理
根据电机学理论，交流电动机的转速公式为:
n=60f （1-s）/p
上式中: f为定子的电源频率; p为极对数;
s为转差率; n为转速。
因此，交流电机可有以下几种调速方法:
（1） 改变电机极对数p，可以改变电机转速。这是交流双速梯采用的调速方法。
（2） 通过调整定子绕组电压大小来改变转差率s, 以达到调速目的。这是交流调速梯采用的调速方法。
（3） 改变定子电源频率f也可达到调速目的，但f大不能超过电机额定频率。电梯作为恒转矩负载调速时为保持大转矩不变，根据转矩公式M=CmФIcosφ式中Cm为电机常数，I为转子电流，Ф为电机气隙磁通，cosφ为转子功率因数。必须保持Ф恒定，又根据电压公式U=4.44fWkФ，式中U为定子电压，f为定子电压频率，W为定子绕组匝数，k为电机常数，必须保持U/f为常数，即变频器必须兼备变压变频两种功能简称为VVVF（Vary Voltage Vary Frequency）型变频器, 这就是VVVF型电梯的基本控制原理。
选择功率与其他配件
通常变频器在电梯应用中还需要制动单元与制动电阻，在再生状态时获得足够的制动力矩; 还需要配置PG速度卡获得编码器的速度反馈信号; 在长期发电机运行及其他特殊场所还需要配置交流电抗器。变频器一般按照电机的功率放大一级选择，为了获得变频器理想的控制性能，一般变频器功率应当满足下式:
变频器功率≥K×1.732×Vm×Im
其中，K为电流波形校正系数，Vm为电机额定电压，Im为电机额定电流。
制动单元的选择
在变频器应用中当轿厢空载上升或重载下降时，拖动系统存在位能负荷下放。电动机将处于再生发电制动运行状态，使电动机回馈的能量通过逆变环节中并联的二极管流向直流环节给滤波电容器充电。当回馈能量较大时，会引起直流环节电压升高发生故障，电动机急速减速也会造成上述现象。解决办法是在变频器直流环节并联制动单元和制动电阻。制动单元是变频器一个可选组件，内设检测和控制电路，其工作时对变频器的直流回路电压进行在线检测。当电压超过设定允许值时，触发制动器晶体管导通，经电阻释放能量维持变频器的直流母线电压在正常工作范围内，一个制动单元可并联几个电阻，视工况而定。
电阻的选择
电阻的选择非常重要，电阻选择过大则制动力矩不足，电阻选择过小则电流过大、电阻发热等问题难以解决。一般我们推荐的电阻功率和阻值内选择，对于提升高度较大、电机转速较高的情况可以适当减小电阻以得到较高的制动力矩，如果小值不能满足制动力矩的话，要更换大一级功率的变频器。
制动单元和制动电阻应根据回馈大能量及时间来选用。一般制动电阻器的选择应使制动电流Is不超过变频器的额定电流Ie，制动电阻大功率Pmax要小于1.5倍的变频器功率，然后与过载系数相乘。过载系数与减速时间和持续制动时间有关，具体要厂家提供电阻器过载系数及参数样本。
采用制动电阻消耗电机再生制动时送回直流回路的电能，变频器制造厂家通常提供用户可选件—制动单元及制动电阻。制动过程中，当直流电路电压高于正常电压70V时，制动单元中的IGBT进行直流斩波，使制动电阻流过电流消耗再生电能。
PG卡
PG卡一般选择PG-B2，仅在编码器为线输出或者需要编码器脉冲在2000p/r时选择PG-X2，速度卡均可提供大32分频输出，可供控制器计数使用。
光电编码器
选用增量式600p/r，推挽放大输出，A相B相Z相原点信号，轴径8mm中空型的编码器。
系统组成
系统的硬件结构如图1所示，主要由下列部分构成:
图1 硬件组成图
iAStar电梯专用变频器可实现平稳操作和jingque控制，使电动机达到理想输出。并将无PG的U/f控制、无PG矢量控制、有PG的U/f控制、有PG矢量控制的四种控制方式融为一体，其中有PG矢量控制是适合电梯控制要求的。容量选择好是采用大一数量级选配，电梯电动机一般选llkW或15kW的异步电动机。即11kW的电动机选15kW的变频器，15kW的电动机选18kW的变频器。
变频器参数设置
由于采用PLC 作为逻辑控制部件，故变频器和PLC通讯时采用开关量而不用模拟量。下面介绍几个主要参数的设置:为了减小启动冲击及增加乘客的舒适感, 其调速系统的速度环的比例系数宜小些，而积分时间常数宜大些，故选C5-01=5,C5-02=2s。为了提高运行效率，快车频率应选为工频，而爬行频率要尽可能低些，以减小停车冲击，故选Dl-02=50Hz, Dl-03=5Hz。检修慢车频率可选Dl-09=12Hz。而“S”曲线特性可防止启动、换速或停止时产生振动, 这在电梯中为适用, 可使乘坐舒适感大大改善。此外, 该变频器的故障诊断、检测、记忆等功能对系统维护亦非常方便、实用。为了保证平层精度及运行的可靠性, 曳引电动机的转速控制应是闭环的, 其转速的检测由和电动机同轴旋转的旋转编码器完成。必须保证旋转编码器和电动机连接时的同心度和可靠性, 以保证速度采样的准确度。变频器其他常用参数可根据电网电压和电机参数直接输入。电梯运行理想曲线如图2。为使变频器工作在佳状态, 在完成参数设置后, 需使变频器对所驱动的电动机进行自学习, 其方法是:将曳引机制动轮与电动机轴脱离, 使电动机处于空载状态, 然后启动电动机，变频器便可自动识别并存储电动机有关参数, 使变频器能对该电动机进行佳控制。至此, 变频器参数设置完毕。
图2 电梯运行理想曲线
结束语
本系统投入运行应用效果表明该电梯舒适感好, 安全性高, 采用矢量控制变频调速节能效果明显。节电率20%以上, 每年节约电1万余kWh。维护费用大幅度降低, 每年可节约万余元, 受到用户好评
组成：由磁极（定子）、电枢（转子）、电刷与换向片三部分组成。结构上做的细长一些，主要是为了减小转动惯量，从而满足快速响应的要求。
工作原理：直流接在两电刷间，电流通入电枢线圈，切割磁力线，产生电磁转矩。
电流方向为：n极下的有效边中的电流总是一个方向，而s极上的有效边中的电流总是另一个方向。这样使两个边上受到的电磁力的方向一致，电枢因而转动。因此，当线圈的有效边从 n极下转到s极下时，其中电流的方向必须同时改变，以使电磁力的方向不变。这必须通过换向器得以实现。
电磁转矩
感应电势与转速关系
电枢回路电压平衡方程式
他励式直流伺服电机的转速公式
直流电机转速与转矩的关系n=f(t)称机械特性(静态特性)。电机转速与理想转速的差δn，反映了电机机械特性硬度，δn越小(转矩对转速变化的影响程度越小)，机械特性越硬。
直流电机的基本调速方式有三种：调节电阻ra、调节电枢电压ua和调节磁通φ的值。电枢电阻调速很少采用，其缺点：不经济，要得到低速，r很大，则消耗大量电能；低速，特性很软，运转稳定性很差；调节平滑性差，操作费力。
调节电枢电压（调压调速）时，直流电机机械特性为一组平行线，只改变电机的理想转速n0，保持了原有较硬的机械特性，所以调压调速主要用于伺服进给驱动系统电机的调速。如果δn值较大，不可能实现宽范围的调速。永磁式直流伺服电机的δn值较小，因此，进给系统常采用永磁式直流电机。
调节磁通（调磁调速）不但改变了电机的理想转速，而且使直流电机机械特性变软，所以调磁调速主要用于机床主轴电机调速。
