變頻調(diào)速技術(shù)在電梯舒適度改造中的應(yīng)用

林舉華

（廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院賀州分院，廣西 賀州 542899）

電梯作為人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫囊环N特種設(shè)備，其性能、質(zhì)量直接決定著人們交通出行的安全性。對此，在電梯的設(shè)計、制造以及應(yīng)用中必須要對其進(jìn)行系統(tǒng)分析，強(qiáng)化性能，提升整體的舒適度。而電梯舒適度作為電梯質(zhì)量重要評價指標(biāo)，在設(shè)計過程中必須要綜合各種因素合理設(shè)計，這樣才可以提高人們的滿意度。

1 影響電梯舒適程度的原因

1.1 噪音以及振動的影響

電梯是一種機(jī)電化系統(tǒng)，具有懸掛類型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使電梯在運(yùn)行過程中容易產(chǎn)生噪音和振動問題。這些問題的產(chǎn)生主要受機(jī)械和電氣兩個方面因素的影響。機(jī)械方面主要是電梯的主副導(dǎo)軌、下懸掛裝置、轎廂結(jié)構(gòu)、對重裝置等設(shè)計容易使電梯出現(xiàn)質(zhì)量問題；而電氣方面則是電動機(jī)、控制系統(tǒng)在運(yùn)行中匹配性不佳的問題導(dǎo)致電梯噪音等質(zhì)量問題。

在電梯運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音與振動會直接傳遞到轎廂中，因電梯轎廂的構(gòu)成與振動、噪音的頻率相對較為接近，易誘發(fā)電梯出現(xiàn)共振現(xiàn)象，這在一定程度上加劇噪音和振動問題。當(dāng)電梯快速運(yùn)行時這種共振現(xiàn)象表現(xiàn)更為明顯，如果人們在這種情況下乘坐電梯，較為嚴(yán)重的噪音和振動問題極易使人們出現(xiàn)心慌、恐懼的心理，這直接降低了電梯的舒適度。

1.2 鋼絲繩松緊狀況直接影響電梯舒適度

在電梯運(yùn)行中其鋼絲繩松緊狀態(tài)也會直接導(dǎo)致電梯出現(xiàn)受力不均勻的問題。電梯鋼絲繩作用力分布不均勻會在一定程度上加快電梯曳引輪的消耗，導(dǎo)致電梯在運(yùn)行過程中出現(xiàn)構(gòu)造運(yùn)行異常的問題，從而給電梯的穩(wěn)定運(yùn)行帶來了影響，直接的降低了電梯的舒適度。

1.3 人機(jī)交互直接影響電梯舒適度

人機(jī)交互是指電梯乘坐過程中人員與電梯直接接觸的部分。在電梯的啟動以及制動的過程中時間相對較為短暫，在這個短暫的時間中，人們的心理會出現(xiàn)一定的變化，主要是因?yàn)楫?dāng)電梯加速上升過程中會使人們出現(xiàn)一種失重狀態(tài)，在下降的過程出現(xiàn)超重的狀態(tài)。因此，電梯在變速的過程中，人體會出現(xiàn)下沉以及受重壓的感覺；在減速變化的過程人們則會有一種上浮的感覺，這些不同感覺的變化會給人們的心理產(chǎn)生直接的影響，降低電梯乘坐的舒適度。隨著電梯技術(shù)手段的完善與改進(jìn)，這種狀況在逐漸的降低。在現(xiàn)階段，對電梯舒適度影響最大的因素是控制系統(tǒng)，電梯的控制系統(tǒng)主要是對電梯的速度進(jìn)行系統(tǒng)控制，也就是說要想優(yōu)化電梯速度，提升電梯乘坐過程中的舒適度，必須要加強(qiáng)對電梯調(diào)速系統(tǒng)的控制與管理。

2 變頻調(diào)速系統(tǒng)概述

在實(shí)踐中，對電梯電機(jī)調(diào)速進(jìn)行優(yōu)化的方式較為繁多，其中最為常用的就是變極調(diào)速以及變轉(zhuǎn)差率調(diào)速兩種方式，這兩種方式從整體上說工作效率相對較低，在實(shí)踐中會造成大量損耗，無法精準(zhǔn)的控制其速度，甚至?xí)o電機(jī)帶來一定的影響與沖擊，嚴(yán)重的會導(dǎo)致電梯出現(xiàn)變速沖擊轎廂的狀況。而與這兩種方式相對比來說，變頻調(diào)速的方式效果較為顯著，在電梯舒適度改造中應(yīng)用有著較為良好的效果。

變頻調(diào)速就是一種基于定子電源頻率變化而影響電機(jī)的一種調(diào)速方式?？梢酝ㄟ^變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速控制，其主要的構(gòu)成就是整流器、濾波器以及相關(guān)電路與控制器。這種變頻器在應(yīng)用中可以對低次頻波進(jìn)行系統(tǒng)的抵制，保障負(fù)載電機(jī)可以在電波穩(wěn)定的狀況之下持續(xù)的工作，同時在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈沖也相對較小。

在實(shí)踐中，變頻調(diào)速在電梯運(yùn)行中可以有效的保障其轉(zhuǎn)差率的固定與穩(wěn)定，這樣就可以有效的提升工作效率與質(zhì)量，進(jìn)而提升調(diào)速的既定范圍，合理的進(jìn)行速度的控制。變頻調(diào)速具有一定的經(jīng)濟(jì)節(jié)能特征，在電梯中的應(yīng)用可以有效的解決噪音以及振動等問題，這樣就會給人們更為舒適的體驗(yàn)。

因?yàn)樽冾l調(diào)速技術(shù)具有較為顯著的調(diào)速性能以及節(jié)能作用，應(yīng)用較為廣泛，因此人們對變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行了深入的研究?，F(xiàn)階段國內(nèi)外均已經(jīng)研發(fā)出電梯專用的變頻器，其主要就是基于調(diào)頻調(diào)速為主流進(jìn)行電梯拖動調(diào)速控制，同時綜合PLC的控制功能，可以有效的提升其控制質(zhì)量與效果。在電梯的控制系統(tǒng)中，應(yīng)用PLC的主要作用就是加強(qiáng)對邏輯的控制，再通過變頻器加強(qiáng)對電梯拖動機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)調(diào)速與監(jiān)控，此種方式也可以在電梯改造中應(yīng)用。

應(yīng)用較為廣泛的電梯控制手段就是變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要就是利用電壓、速度以及電流之間的信息信號反饋方式，通過計算機(jī)對整個電梯系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)與控制，可以有效的增強(qiáng)電梯運(yùn)行的速度，加強(qiáng)對電梯電壓、電流以及速度等信息的精準(zhǔn)控制，提升電梯的運(yùn)行性能，可以保障電梯運(yùn)行過程中曲線的平滑穩(wěn)定，加強(qiáng)對整個電梯制動速度的合理控制，實(shí)現(xiàn)變化率控制的最優(yōu)化，進(jìn)而增強(qiáng)人們乘坐電梯的舒適感。

3 變頻調(diào)速技術(shù)在電梯舒適度改造中的應(yīng)用

3.1 變頻調(diào)速技術(shù)在電梯舒適度改造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在常規(guī)狀況之下，通過變頻器對電梯進(jìn)行調(diào)節(jié)就是綜合定子電源頻率的調(diào)整的方式，加強(qiáng)對電梯電動機(jī)速度的控制與優(yōu)化。在對電動機(jī)速度進(jìn)行調(diào)整的過程中，必須要保障變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而保障電梯在運(yùn)行過程中電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的正常運(yùn)行。

在實(shí)踐中常用的變頻器主要就是交交變頻器以及交直交變頻器兩種類型，在進(jìn)行電梯調(diào)速過程中應(yīng)用的就是交直交變頻器。此種變頻器可以分為電流變頻器以及電壓變頻器兩種類型。在電梯改造中應(yīng)用較多的就是電壓變頻器，而變頻變壓器在本質(zhì)上來說就是一種通過交流異步模式的電動機(jī)驅(qū)動開展各項(xiàng)操作處理的。

3.2 變頻調(diào)整技術(shù)在控制電梯舒適度的應(yīng)用

（1）電梯井的信號控制。利用變頻調(diào)速技術(shù)加強(qiáng)對電梯舒適度的改造與控制，主要就是通過拖動調(diào)速部分以及邏輯控制兩個系統(tǒng)開展。其中電梯專用的變頻器主要作用就是加強(qiáng)對拖動機(jī)械的速度控制，將PLC作為整個控制系統(tǒng)的重要處理器，強(qiáng)化對電梯的邏輯控制。因?yàn)镻LC系統(tǒng)操作簡單、編程容易，具有較高的可靠性，在電梯控制領(lǐng)域中應(yīng)用效果較為顯著。而通過變頻調(diào)速技術(shù)對電梯井道中信號進(jìn)行控制，可以利用變頻器的距離控制的方式加強(qiáng)對電梯井的管理，在控制中可以保留整個電梯平層中的感應(yīng)信號，加強(qiáng)對極限開關(guān)信號以及減速信號的控制，這樣就可以有效的提升控制質(zhì)量與效果。

（2）電梯運(yùn)行系統(tǒng)的控制。在電梯運(yùn)行中，要將電梯安全信號逐次的與邏輯控制PLC輸入點(diǎn)進(jìn)行鏈接，通過對電梯制動器的信號、電梯門鎖、電梯超載信號、電梯換速、電梯安全同路、電梯開關(guān)門以及電梯運(yùn)行狀態(tài)等信號進(jìn)行系統(tǒng)的編碼處理，進(jìn)行PLC輸入點(diǎn)的系統(tǒng)分配，加強(qiáng)對變頻速度系統(tǒng)參數(shù)的合理控制，再讓電梯進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就可以保障整個電梯的穩(wěn)定運(yùn)行。如果在操作中，電梯的井道出現(xiàn)了故障問題，變頻系統(tǒng)則可以綜合實(shí)際狀況對其產(chǎn)生的故障狀況以及信息進(jìn)行系統(tǒng)的識別與報告處理，系統(tǒng)會自動記錄最近20次的故障信息，這樣可以為維修作業(yè)提供支持。

電梯的邏輯控制系統(tǒng)主要核心部件就是PLC，其主要作用就是加強(qiáng)對電梯的運(yùn)行進(jìn)行邏輯分析以及精準(zhǔn)判斷，因?yàn)镻LC的指令以及功能較為完善，可以實(shí)現(xiàn)對整個電梯的系統(tǒng)控制。在電梯的邏輯控制系統(tǒng)中其主要分為運(yùn)行方向同路、運(yùn)行方式控制與選擇、電梯開關(guān)門控制以及選層同路等相關(guān)內(nèi)容。同時，PLC系統(tǒng)也具有故障檢測以及功能顯示的作用，可以將電梯運(yùn)行過程中一些常見的故障問題通過代碼的方式進(jìn)行編輯處理，并且在PLC內(nèi)部中對其進(jìn)行存儲，再利用數(shù)碼管的方式對故障類型與相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行顯示，這樣就可以為故障排除以及電梯維護(hù)提供保障。

在生活中較為常見的電梯主要就是通過十六位以及三十二位的微處理器系統(tǒng)進(jìn)行控制的，其中變頻調(diào)速器主要可以分為控制以及驅(qū)動兩個內(nèi)容，編程控制器主要應(yīng)用的就是外部控制部分的方式對電梯的各項(xiàng)操作進(jìn)行系統(tǒng)控制，在對電梯的矢量控制進(jìn)行計算機(jī)的過程中，必須要綜合電機(jī)參數(shù)對其進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測處理。同時，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可以加強(qiáng)對過載、過流以及欠壓過壓、超速失速等系統(tǒng)控制，可以為電梯運(yùn)行過程中提供零速信號提示等，對于電梯的停止信號、準(zhǔn)備啟動信號、達(dá)到速度信號也可以進(jìn)行系統(tǒng)的通知，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可以將編程控制器以及變頻技術(shù)進(jìn)行充分的融合，加強(qiáng)對外部信息的處理與發(fā)射，進(jìn)而加強(qiáng)對電梯運(yùn)行速度的控制，實(shí)現(xiàn)對電梯外部設(shè)備狀況的掌握，進(jìn)而加強(qiáng)對電梯運(yùn)行速度的控制。

4 結(jié)語

電梯在人們生活中越來越普及，已成為人們生活中較為重要的交通工具。而電梯的舒適度是評價電梯性能與質(zhì)量的重要指標(biāo)。因此，要想提升電梯乘坐的舒適度，必須要了解影響電梯舒適度的各種因素，探究成因，分析不同機(jī)械設(shè)備的問題與狀況，進(jìn)而綜合變頻調(diào)速技術(shù)與手段合理控制，這樣才可以保障電梯運(yùn)行的穩(wěn)定性，增強(qiáng)舒適度。

[1]楊君,劉博．探討變頻調(diào)速技術(shù)在電梯舒適度改造中的應(yīng)用[J]．建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2017，(2)．

[2]黃瀟蘋．探討變頻調(diào)速技術(shù)在電梯舒適度改造中的應(yīng)用[J]．中國化工貿(mào)易,2017,9(21)．