淺析電梯改造及常見問題預(yù)防措施

紀(jì)兆法

【摘 要】隨著科技發(fā)展，電梯制造技術(shù)在不斷提高， 電梯總體質(zhì)量在近幾年呈直線上升勢頭。為了延長其使用壽命，確保其安全性及運行質(zhì)量，人們將對電梯投入使用后進行一系列諸如維護、修理和改造服務(wù)。本文主要闡述電梯改造的內(nèi)容及過程中存在的常見問題預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】改造；問題；預(yù)防措施；PLC 控制

現(xiàn)在人們對電梯安全使用的可靠性、舒適性、平穩(wěn)性的要求越來越高，以前所生產(chǎn)、銷售的老式電梯產(chǎn)品已無法滿足用戶的需求，經(jīng)過改造后的電梯由于普遍采用了PLC、變頻器等先進技術(shù)，使原電梯的控制設(shè)備大為簡化，消除了不少電梯故障的根源，可靠性大大提高，運行舒適感明顯好轉(zhuǎn)，改造后收到的社會效益和經(jīng)濟效益也十分明顯，因此電梯改造的發(fā)展勢頭很猛。

1. 電梯改造的定義

由中國電梯協(xié)會維修專業(yè)委員會主任、副主任等單位共同起草的《電梯維修安全規(guī)范》對電梯的改裝作了如下定義：改裝（modification），在電梯交付使用后，由于某種原因?qū)﹄娞菁捌洳考M行一系列操作，這些操作對電梯的特性會產(chǎn)生影響，如改變額定速度、額定載重量、轎廂質(zhì)量、更換曳引機、轎廂、控制系統(tǒng)、導(dǎo)軌及導(dǎo)軌類型等。采用新技術(shù)、新材料全面地改進在用電梯的功能、性能、可靠性、安全性和裝潢的這類改造屬于改裝范疇。

2. 電梯技術(shù)改造的內(nèi)容和關(guān)鍵部件技術(shù)

以往電梯故障多，質(zhì)量水平不高，主要反映在電梯的電氣控制部分。交流雙速電梯采用繼電器控制，器件多，控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，接觸式的觸點可靠性差；交流調(diào)速電梯早期多為分立元件控制，國產(chǎn)的可控硅等電子器件制造質(zhì)量也不穩(wěn)定；直流調(diào)速電梯基本上都是發(fā)電機組拖動，分立元件加上繼電器控制。電梯的控制和調(diào)速技術(shù)落后，器件老化，是造成電梯質(zhì)量差的主要原因。因此，對電梯進行技術(shù)改造主要還是圍繞電梯的電氣部分來進行。

2.1 PLC 改造電氣控制系統(tǒng)

電梯電氣控制系統(tǒng)分為調(diào)速控制部分和邏輯控制部分。調(diào)速性能的好壞影響電梯運行中的舒適感，邏輯控制是保證電梯安全運行的關(guān)鍵，需改造和電梯其控制方案必須滿足上述兩方面的要求。

2.1.1 電梯拖動控制系統(tǒng)的設(shè)計方案

老型號電梯多數(shù)拖動的電動機為交流雙速電動機，電動機在起動、換速、制動時采用電抗器切換方法，無論如何調(diào)節(jié)，都有明顯的“臺階”感，其舒適感和平層精度都難以滿足目前電梯標(biāo)準(zhǔn)對電梯運行性能的要求。因此在改造中換掉原有曳引電動機功率相匹配的變頻器，即可對電機的運行、調(diào)速進行理想的速度控制。

因為電梯運行屬于位能性負(fù)載，電動機將作四象限運行，變頻器的選擇采用電流源型變頻器（M ICOV ERT2000）是比較合理的，這樣就可以防止泵升電壓過高的損壞變頻器，保證拖動系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

變頻器中的編程參數(shù)是根據(jù)電梯的速度運行曲線參數(shù)來確定的，至于電梯何時起動、換速以及電梯的運行方向是由外招信號、內(nèi)選信號、減速信號等外感信號作出決策的。 PLC 控制裝置接收到控制信號后，向變制器發(fā)出指令，變頻器就按速度運行曲線運行。經(jīng)過改造后的電梯其電力拖動系統(tǒng)便成 VVVF 拖動方式。

2.1.2 電梯邏輯控制系統(tǒng)的設(shè)計方案

原有電梯采用繼電器控制，線路復(fù)雜、故障率高、改用、進行控制，具有接線少、工作可靠、維修方便的特點。根據(jù)改造電梯的層站數(shù)可確定 PLC 的輸入、輸出點數(shù)，選擇與之相符要求的 PLC 型號（Fx2—64MR）、擴展模塊（Fx—64 EYR）、功能單元（Fx2—40AW）。

2.2 門機控制一體化與永磁同步電動機在電梯改造中的應(yīng)用

2.2.1 永磁同步電動機是電梯門機控制的趨勢

永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子采用稀土永磁材料，相比三相異步電動機而言，其電動機起動力矩和過載能力都有明顯優(yōu)勢，特別是最大起動力矩與額定力矩之比可達近4倍，而一般異步電動機僅有 1.6 倍左右。由于電動機原理的不同，其具有如下特點：

（1）電動機無滑差，轉(zhuǎn)子上無基波鐵、銅耗。

（2）稀土永磁同步電動機功率因數(shù)可達到或接近于1.0 ，功率因數(shù)的提高，一方面節(jié)約了無功功率，另一方面也使定子電流下降，定子銅耗減少，效率提高。

（3）一般應(yīng)用不需要減速裝置，容易實現(xiàn)靜音效果、節(jié)電明顯。因此相對于三相異步電動機而言，永磁同步電動機具有運行效率高、節(jié)能效果明顯的優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.2.2 門機一體化控制器的使用

門機一體化產(chǎn)品是目前市場上針對電梯門系統(tǒng)而設(shè)計的驅(qū)動控制器，它集成了開關(guān)門邏輯控制與電機驅(qū)動控制，外部系統(tǒng)只需給出開關(guān)門指令，即可實現(xiàn)對整個門系統(tǒng)的控制。

該類產(chǎn)品可以驅(qū)動交流異步電機與交流同步電機，并支持速度控制模式與距離控制兩種模式，極大的提高了產(chǎn)品應(yīng)用范圍，使得該產(chǎn)品幾乎可以滿足絕大部分門系統(tǒng)的控制驅(qū)動需求。 該類產(chǎn)品的特點有：

第一，一體化。

同步電機驅(qū)動、異步電機驅(qū)動一體化；電機驅(qū)動與邏輯控制一體化。

第二，技術(shù)領(lǐng)先。

支持普通增量編碼器永磁同步電機閉環(huán)矢量控制；永磁同步電機位置補償角可脫載或帶載辨識；準(zhǔn)確科學(xué)的遇阻判斷，實現(xiàn)遇阻自動開發(fā)，保證使用安全。

第三，超薄結(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝簡便。

采用流線型外觀設(shè)計，美觀大方；采用無螺釘?shù)目蹥んw設(shè)計，方便拆卸；超薄扁平結(jié)構(gòu)：197mm*147mm*66mm，方便安裝，節(jié)省空間；采用行程按鍵加貼膜方式，按鍵手感好，可靠性高；防護等級 IP21，防滴水設(shè)計。

3.在用電梯改造應(yīng)注意的幾個問題

電梯改造與電梯制造有所不同，它所面向的是各種各樣的電梯。同一種類型電梯，電梯的狀況也是千差萬別的。比如講，有的電梯維修保養(yǎng)狀況比較好，使用年限比較短，電梯改造的內(nèi)容要少一些。有的電梯由于狀況較差，需改造的內(nèi)容會成倍增加。缺乏電梯改造標(biāo)準(zhǔn)，在確定電梯改造方案時，往往會跟著感覺走，不能在電梯改造中做到面面俱到，缺項、漏項很難避免，處理不當(dāng)達不到預(yù)期效果。以下是針對一些問題的解決方案：

3.1 電梯改造應(yīng)遵循 GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》進行再設(shè)計

電梯改造區(qū)別于電梯修理，其工作內(nèi)涵不是簡單地對零部件進行修復(fù)，或更換就可以解決的，其主要特征是需對在用電梯按 GB7588-2003 電梯安全規(guī)范對舊梯進行一次再設(shè)計。如對于改變電梯主參數(shù)速度，那么驅(qū)動曳引機更換是必不可少的。對曳引機除了應(yīng)計算電機功率，進行傳動設(shè)計外，還需進行曳引能力的設(shè)計計算，曳引繩在曳引輪槽的比壓計算等，以確定所選的新的曳引機是否滿足 GB7588-2003中曳引驅(qū)動電梯的曳引條件及曳引繩的比壓，是否滿足速度、緊急操作、及制動系統(tǒng)的各項要求。同時對限速器、安全鉗、緩沖器裝置也應(yīng)按新的速度參數(shù)進行設(shè)計配置并分別滿足 GB7588-2003 中相關(guān)的各項要求。

3.2 對在用電梯的改造應(yīng)按 GB7588-2003 全 部要求進行驗收

社會上目前對在用電梯進行改造普遍存在頭痛醫(yī)頭腳痛治腳的現(xiàn)象，并不解決實質(zhì)性問題。作者認(rèn)為對在用電梯既然花資金、精力進行改選，就應(yīng)改造徹底使得舊梯符合 GB7588-2003 安全規(guī)范的全部要求。

【參考文獻】

[1]GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》.

[2]GB/T10058-2009《電梯技術(shù)條件》.