液壓電梯閉式回路節(jié)能型電液控制系統(tǒng)研究

李楠

（吉林市特種設(shè)備檢驗(yàn)中心，吉林吉林132021）

液壓電梯閉式回路節(jié)能型電液控制系統(tǒng)研究

李楠

（吉林市特種設(shè)備檢驗(yàn)中心，吉林吉林132021）

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)生了一種新型的交通工具——電梯，其在人們生活中已經(jīng)處于不可替代的地位，電梯的使用情況和數(shù)量也已成為判斷國家現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。當(dāng)前使用的電梯主要分為兩種:液壓電梯和曳引電梯。液壓電梯指的是通過液壓傳動(dòng)，曳引電梯是由曳引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩者之間的工作原理完全不同。主要對液壓電梯閉式回路節(jié)能型電液控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及原理展開分析，從而對液壓電梯閉式回路節(jié)能型電液控制系統(tǒng)展開深入的研究。

液壓電梯；閉式回路；節(jié)能型；電液控制系統(tǒng)

1　液壓電梯閉式回路節(jié)能型電液控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及原理

1.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及工作原理

1.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

其一，系統(tǒng)的功率低、耗能少而效率高。系統(tǒng)的節(jié)能型主要體現(xiàn)在效率高但是耗能低這一點(diǎn)，電梯是否節(jié)能可以通過對電梯耗電量的考察確定。其二，耗油量少。由于我國當(dāng)前的生物油、純水等還無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)上的應(yīng)用，因此應(yīng)該適當(dāng)降低液壓電梯的耗油量，節(jié)約資源的同時(shí)也可以保護(hù)環(huán)境。其三，結(jié)構(gòu)簡化。液壓電梯的動(dòng)力系統(tǒng)是否精簡對于電梯的維護(hù)、性能、價(jià)格有著重要的意義，選擇簡單的系統(tǒng)可以使整個(gè)電梯結(jié)構(gòu)的維修、調(diào)試、維護(hù)等更加方便快捷，并且有效避免了線路的復(fù)雜性。其四，控制性能好。在對滿足上述三點(diǎn)的同時(shí)，也應(yīng)該重視整個(gè)系統(tǒng)的控制性能是否合格。

1.1.2配重技術(shù)

配重技術(shù)的主要目的是為了降低電梯系統(tǒng)的裝機(jī)功率，還可以在一定程度上減少耗能量，因此配重技術(shù)的采用是節(jié)能的一種有效且重要的方式。液壓電梯的配重技術(shù)主要分為液壓配重和機(jī)械配重兩種。液壓配重：液壓配重也就是蓄能器，其優(yōu)點(diǎn)是可以存儲(chǔ)一部分的液壓油，這就可以使泵站油箱的體積減少一部分，甚至是可以存儲(chǔ)泵站油箱所需的全部液壓油，此時(shí)就不需要泵站油箱，且蓄能器的放置地點(diǎn)靈活多變。缺點(diǎn)是由于蓄能器的油量存儲(chǔ)量是一定的，當(dāng)其存儲(chǔ)液壓油或者排除液壓油時(shí)，會(huì)改變蓄能器內(nèi)的壓力，這就導(dǎo)致了電梯的節(jié)能效果受到其上升高度的影響，也會(huì)由于外部溫度等原因?qū)﹄娞莸墓?jié)能效果造成負(fù)面影響。

1.1.3系統(tǒng)的工作原理

液壓電梯閉式回路節(jié)能型電液控制系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)工作原理可以歸納為：通過蓄能器壓力對地負(fù)載的重量進(jìn)行平衡，以降低液壓動(dòng)力系統(tǒng)的裝機(jī)功率。當(dāng)電梯下行時(shí)，一部分的勢能可以通過一種方式存儲(chǔ)在蓄能器中。提高系統(tǒng)的壓力等級(jí)，降低系統(tǒng)對能量的要求，同時(shí)整個(gè)液壓系統(tǒng)可以形成一個(gè)閉合的回路，降低耗油量。

1.2機(jī)械升降機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

電梯升降機(jī)結(jié)構(gòu)為活塞缸結(jié)構(gòu)，活塞桿對電梯的運(yùn)行速度的比為1∶2，活塞桿和電梯的所受拉力的比為2∶1。活塞缸的缸筒分為有桿腔和無桿腔，有桿腔是壓力腔，無桿腔為空腔。無桿腔底部的一個(gè)油口可以使泄露出來的液壓油重新流回油箱。當(dāng)液壓油流到活塞桿中時(shí)，在液壓油的壓力之下，活塞桿就會(huì)向下運(yùn)動(dòng)起來，而通過滑輪組和鋼絲繩的工作將電梯往上提升。當(dāng)液壓油從活塞桿內(nèi)排出時(shí)，在鋼絲繩的工作之下，活塞桿又會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，從而電梯向下運(yùn)動(dòng)。

1.3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括對液壓站的設(shè)計(jì)、馬達(dá)的類型選擇、液壓控制閥的設(shè)計(jì)、補(bǔ)油裝置的設(shè)計(jì)等。液壓站的設(shè)計(jì)：選擇一種標(biāo)準(zhǔn)的變頻液壓電梯系統(tǒng)的液壓站，其優(yōu)點(diǎn)是外觀美觀精簡、運(yùn)行的噪聲小。馬達(dá)的類型選擇：對于馬達(dá)的要求有效率高、工作壓力大、轉(zhuǎn)速滿足要求等，因此選擇的是螺桿泵。液壓控制閥的設(shè)計(jì)：由于閉合回路的原因，應(yīng)該選擇密封性能好的錐閥或者是球閥結(jié)構(gòu)的液壓閥。補(bǔ)油裝置的設(shè)計(jì)：補(bǔ)油裝置對于閉合回路系統(tǒng)是很有必要的，其主要元件有補(bǔ)油電動(dòng)機(jī)、濾油器、單向閥、補(bǔ)油泵等。

1.4電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電氣系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、變頻器、接觸器、按鈕開關(guān)等，根據(jù)實(shí)際要求，變頻器的進(jìn)線側(cè)應(yīng)該選擇不接熔斷器，電動(dòng)機(jī)進(jìn)線側(cè)選擇不接熱繼電器，主要是由于變頻器有著一定的電流電壓進(jìn)行保護(hù)。

1.5控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

首先，監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，其硬件主要是由計(jì)算機(jī)、接口電路板和數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成，接口電路板作為計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器與監(jiān)控對象之間的橋梁，為了監(jiān)控的效果，應(yīng)該對接口電路板的設(shè)計(jì)上采用一些可以避免干擾的措施，即對輸入的信號(hào)加以過濾、開關(guān)量的輸入整形等。其次，監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，是使用編程語言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的收集、控制，數(shù)據(jù)的分析、處理，以及結(jié)果的存儲(chǔ)、顯示。

2　液壓電梯閉式回路節(jié)能型電液控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究

2.1相關(guān)變量的測試

第一，馬達(dá)泄露流量的測試，分為外泄漏流量和內(nèi)泄漏流量。外泄漏流量測試：通過實(shí)際的實(shí)驗(yàn)可知，馬達(dá)的外泄漏流量與馬達(dá)油口的內(nèi)部、外部壓力差成正比的趨勢。內(nèi)泄漏流量測試：通過實(shí)際的實(shí)驗(yàn)可知，液壓泵的內(nèi)泄漏流量與液壓泵的兩個(gè)油口之間的壓力差成正比的趨勢。第二，機(jī)械摩擦力的測試，根據(jù)結(jié)果顯示，靜摩擦力的大小會(huì)根據(jù)電梯的載重而發(fā)生變化，成正比狀態(tài)，而動(dòng)摩擦力則不受影響。

2.2補(bǔ)油措施的實(shí)施

補(bǔ)油措施包括同步補(bǔ)油、定時(shí)補(bǔ)油、壓力超限補(bǔ)油。同步補(bǔ)油是在主電動(dòng)機(jī)工作的同時(shí)，使補(bǔ)油電動(dòng)機(jī)同步工作，并通過對補(bǔ)油泵的帶動(dòng)，向蓄能器內(nèi)補(bǔ)油，這種補(bǔ)油的措施可以在液壓泵出現(xiàn)缺油的狀態(tài)時(shí)立即補(bǔ)油，其優(yōu)點(diǎn)在于方法簡單。定時(shí)補(bǔ)油指的是當(dāng)泄露液壓油量達(dá)到一定程度時(shí)，再加以補(bǔ)油，主要是因?yàn)殡娞莸拿看芜\(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生一定的泄露液壓油量，但是泄露的液壓油量對于電梯的實(shí)際運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生多大的影響，因此每次在電梯運(yùn)行時(shí)都加以補(bǔ)油是沒有必要的。

2.3溢流壓力的設(shè)置

溢流閥作為系統(tǒng)的必要保護(hù)元件，不僅可以控制補(bǔ)油泵對蓄能器的補(bǔ)油量，還可以將蓄能器內(nèi)的壓力控制在某個(gè)值之內(nèi)。為了防止電梯在運(yùn)行過程中出現(xiàn)溢流閥溢流的情況，應(yīng)該針對蓄能器的最大壓力對溢流壓力進(jìn)行設(shè)置，以達(dá)到不會(huì)對電梯的正常運(yùn)行造成影響的目的，避免能量的消耗。

2.4液壓系統(tǒng)的油液溫度升高實(shí)驗(yàn)研究

使液壓系統(tǒng)的油液溫度升高的主要原因有這幾個(gè)方面：電動(dòng)機(jī)所散發(fā)的熱量、馬達(dá)由于效率的損失而造成的熱量等。應(yīng)該根據(jù)電梯的實(shí)際使用情況（包括運(yùn)行頻率和載重），對液壓系統(tǒng)展開相關(guān)的冷卻工作。

2.5振動(dòng)以及噪音的測試以及分析

電梯的振動(dòng)和噪音是衡量電梯是否具備舒適性的指標(biāo)之一。電梯的振動(dòng)與電梯的運(yùn)行速度、電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度都有著密切的聯(lián)系，并且與電梯內(nèi)的裝飾也關(guān)系密切。因此，主要從電梯加速度、噪聲展開實(shí)驗(yàn)測試，分析結(jié)果為：振動(dòng)加速度主要與導(dǎo)靴和導(dǎo)軌間的潤滑度有關(guān)；噪聲主要是因?yàn)橐簤罕盟斐傻摹?/p>

3　結(jié)語

節(jié)能型電液控制是液壓電梯發(fā)展的必然趨勢，本文主要對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求以及工作原理，如配重技術(shù)、機(jī)械升降機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)做出了具體的分析探討，從而對液壓電梯閉式回路節(jié)能型電液控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的實(shí)驗(yàn)研究，包括相關(guān)變量的測試、補(bǔ)油措施的實(shí)施、溢流壓力的設(shè)置等。

［1］林建杰，徐兵，楊華勇.液壓電梯裝機(jī)功率研究［J］.機(jī)床與液壓，2005，（07）：112-113.

［2］徐兵，林建杰，楊華勇.液壓電梯中的能量回收技術(shù)［J］.液壓與氣動(dòng)，2004，（05）：100-101.

［3］林建杰，徐兵，楊華勇.蓄能器作為壓力油源的液壓電梯節(jié)能系統(tǒng)研究［J］.中國機(jī)械工程，2003，（11）：86-87.

Study on energy-saving electro-hydraulic control system of closed circuit hydraulic elevator

LI Nan
（Special Equipment Inspection Centerof Jilin，Jilin 132021，China）

With the development of world economy，liftas a new type of transporthasbeen created，which is irreplaceable in people's lives，and the usageand the numberofelevatorshavealsobecomeone of the symbolsofnationalmodernization. Currently used elevators aremainly divided into two types:hydraulic elevators and traction elevators.Hydraulic elevator operates throu gh hydraulic transmission，while traction elevator is driven by a traction motor with completely different working principle.The design and principle of energy-saving electro-hydraulic control system of closed circuit hydraulic elevatorwere analyzed in this paper.

Hydraulic elevator；Closed circuit；Energy-saving；Electro-hydraulic controlsystem

TU976.3

A

1674-8646（2016）18-0030-02

2016-08-01

李楠（1989-），男，吉林樺甸人，助理工程師，學(xué)士，從事機(jī)械工程研究。