變頻變壓調(diào)速技術(shù)在電梯改造中的應(yīng)用

張靜

摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，電梯在人們的生活中可應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣泛。但是由于目前我國(guó)尚在使用狀態(tài)中的電梯有總量不小的一部分是在80年代時(shí)進(jìn)行安裝的，普遍采用可控硅調(diào)壓和交流雙速的方式完成調(diào)速控制。已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在人們對(duì)電梯的運(yùn)用水平的要求。但是由于這類電梯機(jī)械部分仍存在較大的利用空間，所以，可通過(guò)行電梯改造，可有效減少電梯運(yùn)行的成本，避免更換電機(jī)產(chǎn)生的能源浪費(fèi)，并將電梯的可使用價(jià)值發(fā)揮到最大限度。

關(guān)鍵詞：變頻變壓調(diào)速；電梯技術(shù)改造；問(wèn)題

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)所用的大多數(shù)電梯多為交流雙速或可控硅調(diào)壓調(diào)速控制，而且大都裝設(shè)于八十年代。這類電梯主要通過(guò)繼電器和選層器來(lái)完成變速邏輯。當(dāng)電梯的使用時(shí)間達(dá)到一定年限后，完成變速邏輯的兩個(gè)部件會(huì)因過(guò)度磨損而導(dǎo)致接觸不良，插接口氧化。同時(shí)，人為使用不當(dāng)也會(huì)加劇磨損程度，久而久之，電梯設(shè)備嚴(yán)重老化，運(yùn)行效率逐漸降低，耗電量卻逐漸增加，而且常常出現(xiàn)礅底、沖頂、困人和亂層等故障，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人員傷亡。

一、變頻變壓調(diào)速電梯的優(yōu)點(diǎn)

在現(xiàn)代電梯控制技術(shù)中，變頻變壓電梯控制系統(tǒng)是目前運(yùn)用范圍最為廣泛的電梯控制技術(shù)，該系統(tǒng)通過(guò)利用反饋信號(hào)，例如電流速度等，經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)地運(yùn)算后進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使電梯能夠在勻速、穩(wěn)定的情況下運(yùn)行，減少錯(cuò)層、按鍵不靈、困人等電梯問(wèn)題的發(fā)生率，提高其運(yùn)行效率，并改善電梯運(yùn)行中常出現(xiàn)轉(zhuǎn)換速度過(guò)快導(dǎo)致乘坐電梯的人產(chǎn)生眩暈等不良現(xiàn)象。

二、變頻調(diào)速電機(jī)的設(shè)計(jì)方法

（一）電機(jī)容量的設(shè)計(jì)

為有效調(diào)節(jié)電梯的最高、最低轉(zhuǎn)速，以及滿足電梯啟動(dòng)及過(guò)載的轉(zhuǎn)矩要求，應(yīng)選用和變頻器相協(xié)調(diào)的電機(jī)容量。根據(jù)輸出電流的額數(shù)，有效選擇相應(yīng)的變頻器容量。限制電梯系統(tǒng)的負(fù)載電流值低于輸出電流的額數(shù)，以免造成電梯運(yùn)行時(shí)發(fā)生逆變。對(duì)持續(xù)運(yùn)行的單臺(tái)電機(jī)，其輸出的電流額數(shù)應(yīng)比電機(jī)本身的額定電流高出1.1倍。若有多臺(tái)的電機(jī)一同使用一臺(tái)變頻器，應(yīng)限制其輸出的額定電流高于這幾臺(tái)電機(jī)的電流總額。在并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的多臺(tái)電機(jī)中，若有少數(shù)電機(jī)已在運(yùn)轉(zhuǎn)，但部分電機(jī)剛啟動(dòng)，將會(huì)造成中途啟動(dòng)的電機(jī)產(chǎn)生極大電流，對(duì)此，應(yīng)增加變頻器的容量，防止電梯中途發(fā)生故障。

（二）設(shè)計(jì)原理

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電源的頻率成正比關(guān)系，若電源的頻率改變，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度也隨之改變。因此，可改變電源的頻率以有效調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度。將定子阻的抗壓降忽略不計(jì)，則其定子端的電壓同等于磁場(chǎng)強(qiáng)度。保持定子阻的電壓不變，提高電源的頻率，定子阻的磁場(chǎng)強(qiáng)度將會(huì)減少，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。反之，將使勵(lì)磁的電流升高，損耗嚴(yán)重。對(duì)此，依據(jù)被拖動(dòng)裝置的要求實(shí)施相應(yīng)的調(diào)速方法，以實(shí)現(xiàn)電梯變頻調(diào)速的最終目的。

三、電梯技術(shù)改造方案的實(shí)施

（一）PLC控制系統(tǒng)的I/0配置

編程控制器的輸出包括了各項(xiàng)系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)，不僅有繼電器、報(bào)警器、接觸器等構(gòu)成電器，還飲食了形狀門信號(hào)、廳外層樓和轎廂內(nèi)指示、抱閘等，輸入編程控制器時(shí)采用信號(hào)的傳感器、按鈕、開(kāi)關(guān)或系統(tǒng)發(fā)出指令，安全回路信號(hào)則用以控制主回路的通斷。為方便進(jìn)行檢修，還需在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)換自動(dòng)與搬運(yùn)操作的開(kāi)關(guān)。為起到對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)的作用，變頻器與PLC之間一般會(huì)設(shè)通訊線路，再者可通過(guò)雙方的CPU實(shí)施信號(hào)互通，從而實(shí)現(xiàn)了掌控二者故障發(fā)生情況的有效作用。

（二）變頻調(diào)速系統(tǒng)

在電梯調(diào)速控制過(guò)程中，啟動(dòng)加速與減速平層的控制是控制要點(diǎn)。

1.啟動(dòng)加速控制：為保證電梯在啟動(dòng)時(shí)處于較為平衡的狀態(tài)，不出現(xiàn)反向溜車的情況，在控制啟動(dòng)回事時(shí)應(yīng)注意其動(dòng)作順序，首先需要將良送出去，等變頻器接收到后，則會(huì)通過(guò)電磁機(jī)在其內(nèi)部將磁場(chǎng)建立起來(lái)，經(jīng)第一級(jí)延時(shí)后，才會(huì)將打開(kāi)抱閘的指令發(fā)送出去，最后保證抱閘開(kāi)啟狀態(tài)正常后，經(jīng)二級(jí)延時(shí)才輸出速度指令。

2. 減速平層控制：電梯減速按照距離直接停車平層，也就是說(shuō)各層站的減速距離必須是相同的。減速至平層時(shí)無(wú)爬行過(guò)程，運(yùn)行速度以零速為基準(zhǔn)減速。為確保電梯平穩(wěn)停車，必須在電梯接近零速的情況下再通過(guò)變頻器發(fā)送合抱閘指令，經(jīng)一級(jí)延時(shí)后發(fā)送停止勵(lì)磁指令。如果電梯停車后沒(méi)有到達(dá)平層，可實(shí)施再平層控制。

3. 再平層控制：如果在減速平層時(shí)電梯沒(méi)有按照規(guī)定距離進(jìn)行平層減速停車，可以平常運(yùn)行速度的1%進(jìn)行再平層控制，該變頻器具有性能較好的低頻轉(zhuǎn)矩扭力，但是需保證電梯處于平層區(qū)內(nèi)，且電梯門為開(kāi)戶狀態(tài)下才能進(jìn)行，該變頻器控制系統(tǒng)的控制技術(shù)采用了脈沖編碼定位，僅需在轎廂安裝平層感應(yīng)裝置，可減去在井道內(nèi)安裝減速感應(yīng)器的步驟，且同樣具備再平層的動(dòng)作能力。

四、改造中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

電梯在改造的過(guò)程中，由于各類電梯型號(hào)等問(wèn)題存在著一定的差別，所以需要根據(jù)實(shí)際的改造情況來(lái)決定如何實(shí)施電梯改造方案。對(duì)于所在電梯改造中所遇到的問(wèn)題做了簡(jiǎn)單的歸納，以便作為以后電梯在改造時(shí)參考。

1.要將貨梯改為全自動(dòng)集選控制模式，除了要安裝側(cè)重裝置以外，還需加設(shè)光電保護(hù)或安全觸板；

2.維持原額定載重量，額定速度以及鋼絲繩原曳引比方式不變；

3.應(yīng)用線路或軟件保證轎頂行慢車時(shí)，為避免轎頂操作人員發(fā)生人身傷亡事故，此時(shí)嚴(yán)禁機(jī)房與轎內(nèi)行車；

4.為電梯配設(shè)層門自動(dòng)關(guān)閉裝置；

5.以繩、鏈聯(lián)接的層門門扇，應(yīng)該在被動(dòng)門扇上加裝電氣安全裝置；

6.對(duì)限速器、安全鉗的聯(lián)動(dòng)性能進(jìn)行檢測(cè)，老化或質(zhì)量低劣的限速器要及時(shí)換新；

7.制動(dòng)器必須進(jìn)行全面分解，切忌油垢沾染閘帶，定期清理并潤(rùn)滑電磁鐵可動(dòng)鐵芯和銅套的間隙，確保其隨時(shí)保持良好的工作狀態(tài)。

結(jié)束語(yǔ)：

以前使用交流雙速或可控硅高壓調(diào)速控制的電梯因使用年限較長(zhǎng)的原因，致使人為磨損選層器觸頭和繼電器觸點(diǎn)等部位的情況十分嚴(yán)重，導(dǎo)致其設(shè)備出現(xiàn)接觸不良的情況。使這部分電梯在使用的過(guò)程中極易產(chǎn)生運(yùn)行效率低下，故障發(fā)生率高，形成層數(shù)錯(cuò)亂、電梯困人等不良情況的出現(xiàn)，極易造成人身作廢事故的發(fā)生，但是由于此類電梯仍未到強(qiáng)制報(bào)廢的時(shí)間，可對(duì)其通過(guò)改造增加使用價(jià)值，提高使用安全性，本文中闡述了利用變頻變壓調(diào)速技術(shù)使用變頻器對(duì)交流雙速等舊電梯進(jìn)行改造，避免了更換新型電機(jī)的麻煩，起到了改善舊電梯啟動(dòng)或減速時(shí)形成不適感的作用，同時(shí)，也減輕了電梯運(yùn)行的成本，提高了電梯運(yùn)行的安全性，為以后改造舊電梯提供了有利的參考條件。

參考文獻(xiàn)：

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