淺談電梯的電氣化系統(tǒng)

【摘要】自從電梯發(fā)明以后，電梯電氣控制技術(shù)越來越受到人們的重視。電梯電氣控制技術(shù)主要體現(xiàn)在電梯電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。電梯的電氣控制主要是對(duì)各種指令信號(hào)、位置信號(hào)、速度信號(hào)和安全信號(hào)進(jìn)行管理，使電梯正常運(yùn)行或處于保護(hù)狀態(tài)，發(fā)出各種顯示信號(hào)。本文總結(jié)現(xiàn)有電梯主要控制方法，并對(duì)我國電梯將來控制技術(shù)和不足做出了闡述。

【關(guān)鍵詞】控制系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；電梯

在電氣行業(yè)中電梯產(chǎn)業(yè)的推廣和實(shí)施是具有非常大的挑戰(zhàn)的，并且對(duì)于建筑行業(yè)來說也帶來了巨大的影響，如今的電梯電氣控制已經(jīng)成為重點(diǎn)開發(fā)的項(xiàng)目之一，重視程度非常的大。電梯的使用主要是系統(tǒng)的控制，而電氣控制是電梯的最好的系統(tǒng)控制方式。針對(duì)其電氣控制系統(tǒng)和配電系統(tǒng)我們下面進(jìn)行詳細(xì)的闡述.

1.電梯的典型控制

1.1 自動(dòng)開關(guān)門的控制線路

自動(dòng)門機(jī)是安裝于轎廂頂上，它在帶動(dòng)轎門啟閉時(shí)，還需通過機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)層門與轎門同步啟閉。為使電梯門在啟閉過程中達(dá)到快，穩(wěn)的要求，必須對(duì)自動(dòng)門機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。當(dāng)用小型直流伺服電機(jī)時(shí)，可用電阻串并聯(lián)方法。采用小型交流轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)時(shí)，常用加渦流制動(dòng)器的調(diào)速方法。直流電機(jī)調(diào)速方法簡單，低速時(shí)發(fā)熱較少，交流門機(jī)在低速時(shí)電機(jī)發(fā)熱厲害，對(duì)三相電機(jī)的堵轉(zhuǎn)性能及絕緣要求均較高。

1.2 轎內(nèi)指令和層站召喚線路

轎內(nèi)操縱箱上對(duì)應(yīng)每一層樓設(shè)一個(gè)帶燈的按鈕，也稱指令按鈕。乘客入轎廂后按下要去的目的層站按鈕，按鈕燈便亮，即轎內(nèi)指令登記，運(yùn)行到目的層站后，該指令被消除，按鈕燈熄滅。 電梯的層站召喚信號(hào)是通過各個(gè)樓層門口旁的按鈕來實(shí)現(xiàn)的。信號(hào)控制或集選控制的電梯，除頂層只有下呼按鈕，底層只有上呼按鈕外，其余每層都有上下召喚按鈕。

1.3 電梯的定向，選層線路

電梯的方向控制就是根據(jù)電梯轎廂內(nèi)乘客的目的層站指令和各層樓召喚信號(hào)與電梯所處層樓位置信號(hào)進(jìn)行比較，凡是在電梯位置信號(hào)上方的轎廂內(nèi)指令和層站召喚信號(hào)，令電梯定上行，反之定下行。[1]

1.4 樓層顯示線路

乘客電梯轎廂內(nèi)必定有樓層顯示器，而層站上的樓層顯示器則由電梯生產(chǎn)廠商視情況而定。過去的電梯每層都有顯示，隨著電梯速度的提高，群控調(diào)度系統(tǒng)的完善，現(xiàn)在很多電梯取消了層站樓層顯示器，或者只保留基站樓層顯示，到達(dá)召喚站時(shí)采用聲光預(yù)報(bào)板，如電梯將要到達(dá)，報(bào)站鐘發(fā)出聲音，方向燈閃動(dòng)或指示電梯的運(yùn)行方向，有的采用轎內(nèi)語音報(bào)站，提醒乘客。

1.5 檢修運(yùn)行線路

為了便于檢修和維護(hù)，應(yīng)在轎頂按裝一個(gè)易于接近的控制裝置。該裝置應(yīng)有一個(gè)能滿足電氣安全要求的檢修運(yùn)行開關(guān)。

1.6 電梯的電氣安全保護(hù)系統(tǒng)

一般設(shè)有如下保護(hù)環(huán)節(jié)：超速保護(hù)開關(guān)、層門鎖閉裝置的電氣聯(lián)鎖保護(hù) 、門入口的安全保護(hù) 、上下端站的超越保護(hù) 、缺相，斷相保護(hù) 、電梯控制系統(tǒng)中的短路保護(hù) 、曳引電機(jī)的過載保護(hù)。

2.電梯內(nèi)的系統(tǒng)配電

2.1 電梯的負(fù)荷分級(jí)和供電要求，應(yīng)與建筑的重要性和對(duì)電梯可靠性的要求相一致，并符合國家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。高層建筑和重要公建的電梯為二級(jí)，重要的為一級(jí)；一般載貨電梯、醫(yī)用電梯為三級(jí)，重要的為二級(jí)；多層住宅和普通公建的電梯為三級(jí)。高層建筑中的消防電梯，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定。

2.2 電梯的供電，宜從變壓器低壓出口（或低壓配電屏）處分開自成供電系統(tǒng)。一級(jí)負(fù)荷電梯的供電電源應(yīng)有兩個(gè)電源，供電采用兩個(gè)電源送至最末一級(jí)配電裝置處，并自動(dòng)切換，為一級(jí)負(fù)荷供電的回路應(yīng)專用，不應(yīng)接入其它級(jí)別的負(fù)荷；

二級(jí)負(fù)荷電梯的供電電源宜有兩個(gè)電源（或兩個(gè)回路），供電可采用兩個(gè)回路送至最末一級(jí)配電裝置處，并自動(dòng)切換。當(dāng)變電系統(tǒng)低壓側(cè)為單母線分段且母聯(lián)斷路器采用自動(dòng)投入方式時(shí)，可采用線路可靠獨(dú)立出線的單回路供電。亦可由應(yīng)急母線或區(qū)域雙電源自動(dòng)互投配電裝置出線的、可靠的單回路供電。

2.3 每臺(tái)電梯應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的隔離電器和保護(hù)裝置，并設(shè)置在機(jī)房內(nèi)便于操作和維修的地點(diǎn)，應(yīng)能從機(jī)房入口處方便、迅速地接近。如果機(jī)房為幾臺(tái)電梯共用，各臺(tái)電梯的隔離電器應(yīng)易于識(shí)別。隔離電器應(yīng)具有切斷電梯正常使用情況下最大電流的能力但不應(yīng)切斷下列設(shè)備的供電：轎廂、機(jī)房和滑輪間的照明和通風(fēng)；轎頂和底坑的電源插座；機(jī)房和滑輪間的電源插座；

2.4 主開關(guān)選擇，電梯電源設(shè)備的饋電開關(guān)宜采用低壓斷路器。低壓斷路器的額定電流應(yīng)根據(jù)持續(xù)負(fù)荷電流和拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流來確定。過電流保護(hù)裝置的負(fù)載-時(shí)間特性應(yīng)設(shè)備負(fù)載-時(shí)間特性曲線相配合。[2]

2.5 照明、通風(fēng)裝置和插座的供電回路，根據(jù)設(shè)備所在部位和工作特點(diǎn)劃分，至少應(yīng)分為兩個(gè)供電回路并分別設(shè)置隔離電器和保護(hù)裝置：轎廂用電設(shè)備（照明、通風(fēng)、插座和報(bào)警裝置）供電回路和保護(hù)斷路器（如同機(jī)房中有幾臺(tái)電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)，每個(gè)轎廂均應(yīng)設(shè)置一個(gè)），此斷路器應(yīng)設(shè)置在相應(yīng)的主開關(guān)旁。機(jī)房、井道和底坑用電設(shè)備（照明、通風(fēng)和插座）供電回路和保護(hù)斷路器，此斷路器應(yīng)設(shè)置在機(jī)房內(nèi)，靠近其入口處。

3.電梯電氣控制目前存在的主要問題

3.1 節(jié)能問題

越來越多的電梯進(jìn)入高層建筑，電梯的節(jié)能運(yùn)行是電梯開發(fā)和使用的關(guān)鍵。從控制的角度來看，有效地改善供電電能的質(zhì)量、充分地利用電能是一個(gè)良好的舉措。

3.2 效率問題

電梯作為一種位能型負(fù)載，運(yùn)行過程中需要作頻繁地升降運(yùn)動(dòng)，研究一種或多種電梯速度給定曲線，合理地選擇運(yùn)行速度曲線，是提高運(yùn)行效率至關(guān)重要的一環(huán)，而目前國內(nèi)生產(chǎn)的大多數(shù)電梯存在著給定速度曲線實(shí)現(xiàn)困難、資源耗用率高等系列不足等問題，極大地限制了電梯高效地運(yùn)行。

3.3 控制器性價(jià)比低

目前國內(nèi)的電梯廠家采用的電梯控制核心設(shè)備大部分都是國外進(jìn)口產(chǎn)品，核心技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)為國外大公司所有。而少數(shù)自己開發(fā)的控制器也有開發(fā)周期長，開發(fā)成本高等缺點(diǎn)。另外國內(nèi)的絕大部分VVVF電梯采用的變頻器都是電梯用專用變頻器，這種變頻器雖然使用起來很方便，但其價(jià)格卻是同類通用變頻器的1.5到2陪，使整個(gè)控制系統(tǒng)的性價(jià)比大大下降。[3]

無論從電梯的控制系統(tǒng)還是配電系統(tǒng)，電梯的發(fā)展都從復(fù)雜變得簡單化，智能化，如今的電梯工程已經(jīng)可以算是高級(jí)工程，如此看來電氣控制的電梯發(fā)展的形式和模式都是非常一流的，并且與此同時(shí)也帶動(dòng)了電氣行業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，成為了領(lǐng)先的行業(yè)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]岳慶來.電梯現(xiàn)代智能控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]陳家盛.電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

[3]吳何畏，付啟勝.電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2006.