解析變頻技術(shù)在雙速電梯改造中的應(yīng)用

吳亮鋒（深圳市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)研究院，廣東 深圳 518029）

解析變頻技術(shù)在雙速電梯改造中的應(yīng)用

吳亮鋒
（深圳市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)研究院，廣東 深圳 518029）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，電梯數(shù)量增多，電梯能耗已經(jīng)成為社會(huì)關(guān)注的要點(diǎn)。在變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于電梯前，交流雙速調(diào)速技術(shù)是電梯的主要調(diào)速方式之一，交流雙速電梯市場(chǎng)占有量大。交流雙速電梯有能耗高，啟動(dòng)、停止運(yùn)行時(shí)不平穩(wěn)的缺點(diǎn)。變頻調(diào)速改造是電梯節(jié)能改革重要步伐之一。本文重點(diǎn)闡述變頻調(diào)速技術(shù)在交流雙速電梯節(jié)能改造中的應(yīng)用。

變頻技術(shù)；雙速電梯；改造

電梯是當(dāng)代高層建筑中每天高頻利用的耗能大戶，在國(guó)際提倡的“低碳經(jīng)濟(jì)”主題之下，如何降低電梯能耗已成為行業(yè)積極應(yīng)對(duì)的課題。隨著電梯調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代變頻調(diào)速電梯開始逐步投入市場(chǎng)。變頻技術(shù)在空調(diào)行業(yè)的使用情況表明變頻空調(diào)比一般空調(diào)節(jié)能30%以上，而電梯利用變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能效果同樣明顯。電梯的變頻調(diào)速技術(shù)已相當(dāng)成熟、穩(wěn)定，在用交流雙速電梯的龐大數(shù)量，令電梯的變頻改造具有可行性高，節(jié)能效果強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)適用的特點(diǎn)。

1 交流雙速電梯和變頻變壓電梯概況

(1)交流雙速電梯采用雙繞組三相異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速原理，只可進(jìn)行兩級(jí)調(diào)速，只有啟動(dòng)→快速→慢速→慣性停車幾個(gè)扼要步調(diào)，在電梯全程運(yùn)行中，由于電流的變化較大，速率轉(zhuǎn)換過快，使得初次使用的乘客可能產(chǎn)生，眩暈的感覺，舒適感差。而這類電梯的布局較為簡(jiǎn)樸、造價(jià)低、性能穩(wěn)定，是以在用大部分曳引式貨梯都采用交流雙速調(diào)速方式。

（2）變頻變壓電梯調(diào)速體系是在當(dāng)今國(guó)際上運(yùn)用最廣泛的電梯控制技術(shù)，通過對(duì)電壓、電流、速度的信號(hào)反饋，由微機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算及調(diào)控，令電梯的運(yùn)行提速減速穩(wěn)定，平層精確度高，舒適性好，節(jié)能經(jīng)濟(jì)。

2 變頻器的特點(diǎn)

現(xiàn)在市場(chǎng)的變頻器種類繁多，價(jià)格迥異，像富士變頻器，安川變頻器，西威變頻器等幾種進(jìn)口變頻器性價(jià)比較高，且質(zhì)量與國(guó)產(chǎn)變頻器平分秋色，我國(guó)市場(chǎng)較多采用蘇州默納克一體化控制體系。它是電梯專用的一體化變頻控制體系，它將電梯控制與電機(jī)驅(qū)動(dòng)有機(jī)的聯(lián)合在一起，是新一代智能化矢量型電梯一體化控制器，該控制體系主要囊括電梯一體化控制器（變頻器+編程控制板）、轎頂控制板、表現(xiàn)控制器、轎內(nèi)指令板等。電梯一體化變頻控制器是集計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)技術(shù)于一身的智能控制體系，具有國(guó)際領(lǐng)先水平，是真正以距離控制為原則的直接停靠技術(shù)，還包括自適應(yīng)的應(yīng)急運(yùn)行方案、人為短接隱患辨認(rèn)等功能。電梯一體化變頻控制器的矢量控制，可更高程度上發(fā)揮電機(jī)性能，從而達(dá)到非凡的舒適程度。電梯一體化變頻控制器，使得電梯控制體系更簡(jiǎn)樸，淘汰了大部分外圍接線，節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、易用且舒適感高。

3 電梯變頻技能及改革的計(jì)劃應(yīng)用

（1）編程控制器控制體系的開關(guān)設(shè)置裝備部署。將體系中發(fā)出的指令大概開關(guān)、傳感器、按鈕作為編程控制的輸入，并在體系中設(shè)有主動(dòng)利用的檢驗(yàn)開關(guān)和轉(zhuǎn)換；將體系中的實(shí)行機(jī)構(gòu)如打仗器、繼電器、報(bào)警器、變頻調(diào)速器等的速率指令端子、電扇、開關(guān)門信號(hào)燈作為編程控制體系的輸出，主回路的通斷受到寧靜回路信號(hào)的控制，使變頻器和編程控制器之間有相互的通訊線路，可以相互監(jiān)控電梯的妨礙環(huán)境。

（2）變頻調(diào)速體系。電梯專用的變頻調(diào)速一體化控制器多采用16位或者32位的微處理器，主要由驅(qū)動(dòng)和控制兩部分組成，變頻器通過外部的控制對(duì)端子實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)、起停、多段 速率控制等。矢量控制在運(yùn)算中必要用到電機(jī)自己的相關(guān)參數(shù)，可由變頻器測(cè)出，同時(shí)，變頻器另有過載、過流、電動(dòng)機(jī)過熱、超速和失速等的檢測(cè)。電梯調(diào)速控制主要體現(xiàn)在減速平層和啟動(dòng)加速，控制時(shí)細(xì)分如下：①減速平層控制。要求各層的減速間隔一致，減速后端爬行（控制體系分為兩種：數(shù)字量控制為有爬行，模仿量控制為無爬行）后轉(zhuǎn)為零速。為保證電梯制停過程的舒適性，應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)主機(jī)到零速時(shí)給出抱閘指令；②再平層的控制。電梯停止后，平層不準(zhǔn)多是由于鋼絲的伸長(zhǎng)使轎廂產(chǎn)生的移位，應(yīng)舉行再平層校正（平層校正有兩種：一是就近平層，另一種是微動(dòng)平層）；③起動(dòng)控制。為了使電梯起動(dòng)時(shí)無異響及不反向溜車，起動(dòng)控制要依序進(jìn)行，并檢查稱重裝置設(shè)置和零速力矩及零速保持時(shí)間的設(shè)定。

（3）詳細(xì)改革方案。將一臺(tái)雙速電梯改革成變頻控制電梯，只需將電梯的控制系統(tǒng)、主機(jī)的接連線路改動(dòng)即可，無需改得太繁雜。由于雙速電梯大多數(shù)都是由簡(jiǎn)樸的計(jì)數(shù)器傳輸給PLC，改成變頻控制電梯就必需調(diào)換為編碼器，裝置在馬達(dá)中央軸上。再將原有的各類信號(hào)（門鎖檢測(cè)信號(hào)、抱閘檢測(cè)信號(hào)、電機(jī)運(yùn)行檢測(cè)信號(hào)、超載檢測(cè)信號(hào)、極限檢測(cè)信號(hào)、限位檢測(cè)信號(hào)、換速檢測(cè)信號(hào)、平層檢測(cè)信號(hào)、司機(jī)檢測(cè)信號(hào)、消防檢測(cè)信號(hào)等等）接回變頻控制體系的各項(xiàng)指令點(diǎn)，然后在變頻控制體系內(nèi)里設(shè)置種種參數(shù)（信號(hào)的輸入范例，電梯的控制方法，電梯的運(yùn)行速率，額定載重，最大頻率，

電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，編碼器的型號(hào)及脈沖數(shù)，電梯的速度與電流的參數(shù)，電梯啟動(dòng)→加快→恒速→減速→爬行的S曲線的速率比例，電梯平層時(shí)的微調(diào)功效開放，電梯種種功效層站的設(shè)定，電梯門機(jī)對(duì)應(yīng)各層的辦事狀態(tài)等等），參數(shù)設(shè)置完畢后就可舉行井道自學(xué)習(xí)，自學(xué)習(xí)完畢后電梯就可以正常運(yùn)行了。在自學(xué)習(xí)的歷程中遇到種種題目，變頻控制體系會(huì)主動(dòng)辨認(rèn)，而且把妨礙陳訴出來，且保存在近來的20次妨礙內(nèi)，使得查找妨礙及維修處置處罰非常簡(jiǎn)樸方便快捷。

變頻調(diào)速體系是一個(gè)專業(yè)控制體系，針對(duì)電梯行程中的控制必須應(yīng)細(xì)致到以下三點(diǎn)：一是再平層的控制。二是啟動(dòng)控制。三是減速平層控制。以上三點(diǎn)在改造過程中最為基本，應(yīng)嚴(yán)格檢查。

某些電梯改革歷程中的案例是值得我們學(xué)習(xí)。只有高度重視電梯運(yùn)行過程中的故障才能實(shí)現(xiàn)電梯的穩(wěn)定運(yùn)行。在交流雙速電梯變頻化改造過程中，主要保證驅(qū)動(dòng)主機(jī)與門機(jī)與其他設(shè)備的分開連接，從而防止參數(shù)檢測(cè)受到其他因素的干涉而影響調(diào)速性能。若使用過程中電梯轎廂存在過度裝修，則電梯的平衡系數(shù)可能小于預(yù)定值即存在轎廂過重的情況。會(huì)令電梯能耗增高，并可能出現(xiàn)制動(dòng)電阻過熱乃至曳引力不足或制動(dòng)力不足導(dǎo)致的溜車現(xiàn)象。在改造過程中應(yīng)予以高度重視。

（4）改革結(jié)果。雙速電梯在變頻專業(yè)化的改革之后，運(yùn)行性能得到明顯提升。變頻變壓調(diào)速屬于無極調(diào)速，調(diào)速范疇相比于其他方法更寬，乘坐的震動(dòng)感及噪聲也明顯降低，舒適感大大提升，電能使用效率也大大提升。電網(wǎng)能量的使用到達(dá)了最佳結(jié)果，舒適節(jié)能，社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益都很明顯。

隨著高層建筑成為時(shí)代主題，電梯在人們的日常出行中飾演著不可或缺的角色。而各類高能耗電氣設(shè)備的增加，電能形勢(shì)也日益告急。加強(qiáng)對(duì)電梯節(jié)能性能的研究，提高電梯的運(yùn)行速率和節(jié)能性能已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。變頻調(diào)速改造的經(jīng)濟(jì)性、可操作性，是交流雙速電梯節(jié)能改造的不二之選。本文詳細(xì)解析了交流雙速電梯調(diào)速方式，之后又闡述了變頻變壓調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，再而重點(diǎn)敘述了改造方案和改造結(jié)果。在改造過程中獨(dú)立分開重點(diǎn)設(shè)置轎廂門機(jī)與驅(qū)動(dòng)主機(jī)，科學(xué)設(shè)置變頻器參數(shù)是實(shí)現(xiàn)有用控制的關(guān)鍵。

4 結(jié)論

通過變頻改造后的雙速電梯在運(yùn)行時(shí)的安寧感較好，在起動(dòng)、減速、平層的運(yùn)行沒有由于轎廂的負(fù)載變化產(chǎn)生變化，結(jié)果較為舒適。在能耗方面明顯降低，節(jié)能在20%以上，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，符合低碳節(jié)能理念，故交流雙速電梯的變頻改造技術(shù)應(yīng)得電梯市場(chǎng)認(rèn)可、推廣及應(yīng)用。

[1] 肖工贈(zèng).VVVF變頻器在電梯系統(tǒng)改造中的應(yīng)用[J].華東地學(xué)院學(xué)報(bào)，2013(9).

[2] 史信芳，陳影，毛宗源.電梯技術(shù)[J].電子工業(yè)出版社2009.

[3] 劉勛凡.變壓變頻（VVVF）在電梯節(jié)能改造中的應(yīng)用[J].節(jié)能，2011(9).

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