現(xiàn)代電梯控制技術(shù)及發(fā)展問題

作者簡介：史玲（1963.04-），山東濟(jì)南人，高級講師，研究方向：從事電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電梯控制技術(shù)和就業(yè)指導(dǎo)課程的教學(xué)工作。

摘?要： 在現(xiàn)代社會中由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步使高層建筑不斷增加，在高層建筑中電梯是必不可少的運(yùn)輸設(shè)備。科技技術(shù)的進(jìn)步推動了電梯工業(yè)水準(zhǔn)，電梯控制技術(shù)也不斷進(jìn)步，電梯控制系統(tǒng)的選擇也逐漸多樣化?，F(xiàn)代電梯控制技術(shù)的發(fā)展需要依靠大功率電子器件的變流技術(shù)、多級計(jì)算機(jī)集散系統(tǒng)、實(shí)時離散仿真技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論等。但隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對電梯的舒適度、可靠性以及運(yùn)行的穩(wěn)定性也提出較高的要求，如何在滿足用戶需求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益是當(dāng)前企業(yè)、學(xué)者研究的重要課題。本次研究從電梯控制技術(shù)發(fā)展歷程出發(fā)，闡述電梯的工作原理及不同的電梯控制技術(shù)，給出不同的電梯控制方式的比較，總結(jié)出最適合現(xiàn)代工業(yè)控制的電梯控制方式。通過對比各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)劣，結(jié)合時代、用戶需求分析研究未來電梯控制技術(shù)發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞： 電梯控制技術(shù);發(fā)展問題;對策

【中圖分類號】TP2?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.133

1?現(xiàn)有電梯控制技術(shù)分類發(fā)展概述

從我國電梯技術(shù)發(fā)展歷程來看，我國電梯控制系統(tǒng)中的主要組成部分為運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)以及電梯拖動系統(tǒng)、電梯曳引驅(qū)動系統(tǒng)、電梯引導(dǎo)系統(tǒng)，具體如下所述：

1.1?運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)

運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)的發(fā)展主要經(jīng)過繼電器回路、微機(jī)控制兩個時期，在現(xiàn)代突飛猛進(jìn)的科技力量支持下電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)逐步發(fā)展為64位多微機(jī)控制，從最簡單的單片機(jī)過渡到DSP。

1.2?電梯拖動系統(tǒng)

電梯拖動系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展包括以下幾個階段：第一，交流雙速階段。在此階段對電梯的控制主要通過利用電機(jī)高低速軟組切換的原理進(jìn)行控制，該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)對電機(jī)規(guī)格要求較高，電機(jī)復(fù)雜不易維修，且耗電量也較高。第二，交流調(diào)壓調(diào)速階段。在此階段對電梯的控制主要利用電子電路產(chǎn)生的電梯運(yùn)行速度曲線模擬量，通過可控硅等其他手段調(diào)節(jié)電機(jī)電壓，以此達(dá)到控制電機(jī)速度的目的。在該技術(shù)下適宜速度的產(chǎn)生對電梯的電機(jī)規(guī)格有特殊的要求，需要專門定制，電機(jī)耗能較高，其不應(yīng)用于高速電梯。第三，直流調(diào)速階段。直流調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)是為了滿足高速電梯運(yùn)行的要求，由于需要較高的電梯控制精度，因而采用的電機(jī)體積較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，維修難度較大。第四，交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速拖動階段。目前交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速是當(dāng)前電梯較為普遍采用的一種技術(shù)，又分為矢量控制、恒壓頻控制以及直接轉(zhuǎn)矩控制模式。

1.3?電梯曳引驅(qū)動系統(tǒng)

在曳引驅(qū)動系統(tǒng)中，曳引機(jī)屬于其中的重要動力源設(shè)備，更是該系統(tǒng)的核心組成部分。因此，曳引機(jī)的種類、參數(shù)以及質(zhì)量對電梯的額定載重、額定運(yùn)行速度等有著決定性作用，更影響著電梯的節(jié)能效果。曳引驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理在于，利用曳引繩、曳引輪槽之間的摩擦力，并與曳引繩兩端的轎廂、對重裝置進(jìn)行連接，在曳引驅(qū)動系統(tǒng)的作用下，可避免電梯在上升過程中引起劇烈碰撞的不良后果，顯著提高電梯安全性能。

1.4?電梯引導(dǎo)系統(tǒng)

所謂電梯引導(dǎo)系統(tǒng)，又被稱之為電梯導(dǎo)向系統(tǒng)，其目的是為了能夠針對電梯轎廂設(shè)備以及對重裝置在運(yùn)行井升降過程中限制其運(yùn)行軌跡，所以電梯引導(dǎo)系統(tǒng)會被分為引導(dǎo)轎廂以及引導(dǎo)對重裝置等兩個引導(dǎo)系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成設(shè)備以導(dǎo)軌、導(dǎo)靴以及導(dǎo)軌固定架等為主，這些部件質(zhì)量決定引導(dǎo)系統(tǒng)性能，更對電梯參數(shù)、運(yùn)行速度等有著一定的關(guān)聯(lián)作用。

2?電梯控制技術(shù)發(fā)展要求以及存在的問題

2.1?發(fā)展要求

在當(dāng)前的內(nèi)外部環(huán)境下電梯控制技術(shù)需要滿足以下條件：第一，舒適性。電梯作為重要的垂直交通運(yùn)輸工具在運(yùn)行過程中必須保證電梯箱擺動的頻率以及?？空究跁r給用戶帶來的舒適體驗(yàn)。第二，穩(wěn)定性。電梯穩(wěn)定性直接關(guān)系到電梯運(yùn)行是否安全，確保人員安全性是電梯可投入使用的第一要素，因而電梯控制技術(shù)的發(fā)展也應(yīng)以此為基礎(chǔ)，確保新技術(shù)的應(yīng)用不會導(dǎo)致人員安全受到威脅。第三，經(jīng)濟(jì)性。企業(yè)經(jīng)營的目的是使利潤最大化，因而電梯控制新技術(shù)所帶來的成本比舊技術(shù)小，即具有更高的經(jīng)濟(jì)性。第四，綠色環(huán)保。在當(dāng)前世界倡導(dǎo)的節(jié)能減配、綠色環(huán)保的趨勢下，如何實(shí)現(xiàn)資源的高效利用或重復(fù)利用、廢物利用是科技技術(shù)發(fā)展的重要方向。

2.2?現(xiàn)階段存在的問題

現(xiàn)階段電梯控制技術(shù)中存在的問題主要有：第一，電梯的節(jié)能問題。隨著電梯的廣泛應(yīng)用，電梯需求量不斷攀升，其對能源的消耗也在相應(yīng)增加，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用是電梯控制技術(shù)發(fā)展中主要解決的問題之一。第二，電梯運(yùn)行效率。電梯作為載具，在技術(shù)改進(jìn)的過程中如何確保電梯安全的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的提升也是未來電梯控制技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。第三，控制器性價比問題。當(dāng)前我國研發(fā)的電梯技術(shù)核心設(shè)備同國外成熟的技術(shù)相比具有周期長、成本高的問題，部分電梯企業(yè)為提高效率從國外引進(jìn)技術(shù)，價格也較高，電梯設(shè)備整體性價比不高。

3?電梯控制技術(shù)發(fā)展方向

現(xiàn)階段各行各業(yè)的新技術(shù)涌現(xiàn)給電梯控制技術(shù)的發(fā)展提供了“源泉”，諸如近年來已經(jīng)得到快速發(fā)展的同步和異步電動機(jī)、能量回饋技術(shù)以及節(jié)能群控技術(shù)等能滿足節(jié)能的要求，尤其是能量回饋技術(shù)，對于電梯這類發(fā)電和電動比例一致的裝置可用于回饋的能量非?？捎^;超級電容設(shè)備具有蓄電量大、充放電快速、壽命長以及低污染的特點(diǎn)，其在公交車上的良好利用使電梯行業(yè)也側(cè)重從該項(xiàng)技術(shù)中探索出符合電梯運(yùn)行的超級電容。從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的趨勢可以窺測，節(jié)能、低污染、高安全性以及高效率是電梯控制技術(shù)發(fā)展的必然選擇。除此外，在當(dāng)前已經(jīng)較為成熟的電梯市場中電梯企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)高競爭力需要其發(fā)展輔助功能滿足用戶越來越多樣化的需求，比如可變速控制、無極調(diào)速、靜態(tài)磁極自學(xué)習(xí)以及節(jié)能群控技術(shù)等，從而才能符合國家經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展以及人們生活水平穩(wěn)步提高的內(nèi)外部環(huán)境趨勢。

4?結(jié)束語

綜上所述，電梯作為日常垂直運(yùn)輸交通工具在人們的日常生活中扮演著不可或缺的角色。電梯企業(yè)應(yīng)圍繞經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科技技術(shù)的進(jìn)步不斷對電梯控制技術(shù)進(jìn)行改革優(yōu)化，從而才能推動電梯企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

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