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目前,永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor)在垂直运输系统方面具有极大的理论研究价值和应用前景。本文所研究的永磁直线同步电动机驱动的无绳电梯是一种具有广阔发展前景的新型电梯,具有结构简单,无需机房,不需要绳索和对重,占地面积比较少,且运行距离和速度不受限制等显著优点,特别适合现代大厦和高层建筑,是未来电梯的重要发展方向。 本文首先介绍了国内外直线电机驱动的无绳电梯及控制系统的研究现状,并深入分析了分段式PMLSM无绳电梯的基本结构、工作原理和运行特性。在此基础上,提出采用以结构简单、动态响应快、鲁棒性好等优点著称的直接推力控制策略,并运用MATLAB进行建模仿真,证明其优越性。然后针对自行研制的20米分段式PMLSM无绳电梯样机搭建控制系统,进行直接推力控制方面的初步研究。设计了基于西门子PROFIBUS总线的永磁直线同步电机无绳电梯分布式控制系统,主要由IPC610H工业控制计算机、西门子S7-300可编程控制器和ACS800变频器组成。工业控制计算机完成对整个控制系统的监控,可编程控制器主要负责直线电机的分段供电及运行控制,ACS800变频器实现变频调速功能。利用KingSCADA组态软件开发了永磁直线同步电机无绳电梯上位机监控系统,实现了对电梯的运行控制、信号采集、趋势分析、故障报警及报表打印等功能,为下一步继续研究奠定基础。 通过对20米分段式PMLSM驱动的无绳电梯样机进行实验研究,结果证明本文采用的直接推力控制策略效果良好,设计的控制方案切实可行。