變頻調速技術在電梯門機的應用

【摘 要】我國城市建筑的快速發展促進了電梯的應用的普遍化，而電子科學技術的發展促進了電梯向著智能化方向不斷進步。目前，由于可編程控制器技術和變頻器技術在自動化控制過程中的高可靠性、便于操作且編程簡單等特點而在電梯門機中得到了廣泛的應用。目前，可編程控制器技術和變頻調速技術的發展已經成為我國現代電梯行業發展的一個熱點。這里，我們針對電梯門機中變頻調速技術的應用進行了簡單的介紹。

【關鍵詞】變頻器；調速；電梯門機；應用

0.前言

隨著我國城市建筑的快速發展，電梯的使用也變得越來越普遍，人們對于電梯的要求也不斷提高，這主要包括安全和速度等方面。電子科學技術的發展促進了電梯向著智能化方向不斷進步。在我國電梯剛剛開始發展的時候，大多使用繼電器技術，不過隨著國際上計算機技術的快速發展，繼電器控制技術也越來越不適應時代的要求，因此，電梯發展的過程中可編程控制器技術和變頻器技術被廣泛推廣開來。這兩項技術主要是隨著順序控制邏輯發展而發展起來的，由于其在自動化控制過程中的高可靠性、便于操作且編程簡單等特點而得到了廣泛的好評。目前，可編程控制器技術和變頻調速技術的發展已經成為我國現代電梯行業發展的一個熱點。現今我國的電梯控制系統結構比較簡單，外部線路的設計更加簡化，故障自動檢測和報警系統的發展也得到了很大的進步。

1.電梯調速技術的主要特點

電梯主要以電動機為主要動力來源，所以進行電梯的調速控制主要就是對電動機進行轉速控制。我們這里主要介紹使用變頻器進行的電梯調速控制。該技術通過對定子電源頻率進行調整來完成對電動機的調速，要求電動機的最大轉矩在進行調速的過程中保持不變，通過變頻器將轉矩保持在一個常數值上。一般情況下，我們把變頻器分成交-直-交和交-交兩種形式，其中，我們要求交-交變頻器的輸出必須小于輸入頻率，因此這種方式不會在電梯中使用。因此，我們主要對交-直-交形式變頻器進行探討。

交-直-交形式變頻器可以根據濾波電感量和電容量來控制直流環節電流的大小。電梯調速系統主要是使用交流異步電動機進行驅動的。首先，三相交流電源產生的電流在整流器中進行全波整流，然后通過電路濾波后就可以得到直流電源電壓值的一個近似值，最后再通過逆變器的逆變將電流轉換為頻率可變且電壓可變的三相交流電，從而得到牽引電動機的電源。與此同時，要經過PWM控制的調整將輸出電壓近似成正弦波，以實現高次諧波的減少和噪聲的降低目的，并且，這樣也能夠降低電動機的發熱，從而有效保證電梯的安全平穩運行。目前更新后的電梯自動控制系統不再需要測速發電機以及進行速度反饋的閉環環節，因此調頻技術可以在負載發生變化后對轉速進行有效補償，從而大大簡化了系統的設計，并保證了速度的平滑過渡，舒適感更好，定位制動的精度也更高。

2.變頻調速系統的主要構成

變頻調速系統主要由變頻器、曳引機、PLC、光電編碼器、門機系統以及層樓顯示呼叫系統組成，如下圖1所示。

圖1 變頻調速系統原理圖

我們這里介紹的變頻器主要使用光電編碼器來對電機的轉速進行測量并進行有效的速度控制。可編程控制器不僅可靠性比較高，而且抗干擾能力非常強，使用起來也比較靈活方便，因此得到廣泛的應用，我們這里使用可編程控制器對選層器、中間繼電器以及井道換速點的信號進行替換。可編程控制器首先判斷電梯的位置或者呼叫信號的具體位置，然后根據判斷結果來發給變頻器的運行方向信號，或者開關門等的信號，并且同時輸出樓層的具體信號。電梯電機調速系統可以根據可編程控制器發出的信號來決定換速點和換速曲線的控制，從而實現直接停靠、零速抱閘的結果。

3.變頻調速系統的編程控制

在程序編寫的過程中我們基于軟件工程的設計思想，把程序按照主要功能進行了劃分，這里只介紹了幾個主要部分。

3.1電梯啟動復位和初始化

保證電梯啟動后，總是停靠在第一層，并對電梯運行所需要的部分數據進行初始化。

3.2開關門控制

電梯到達目的后自動開門、等待以及關門，如果關門過程中門上感應器感應到有人或廳外有呼叫信號，則重新進入開門狀態。

3.3上、下行控制

根據具體呼叫信號、電梯方向和電梯位置來確定電梯上行或下行的方向。

3.4故障處理控制

對電梯的上下行和開關門進行實時的監控，如果超時，則進行報警，對轎廂報警、變頻器以及超載等故障進行有效的記憶。

4.變頻調速系統的應用優勢和需要注意的問題

4.1變頻調速技術在電梯門機應用中的主要優勢

·使用軟件完成對電梯的自動運行控制，顯著提高了可靠性。

·對部分選層器和繼電器進行了精簡，使控制系統的結構更加簡化。

·可實現比較復雜的控制系統，便于功能的擴展。

·能夠進行自動故障檢測和報警，對系統運行的提供了保障。

·對于控制方案的更改不需要進行硬件接線的改變，方便維修。

4.2改造時值得注意的兩個問題

（1）變頻器需要通過自動監測電機參數，才能得到電機的真實參數，從而達到最佳的控制目的。在檢測過程中要保證電機和機械部分分離，否可能會因為參數的檢測不準而影響調速的性能。

（2）轎廂的改造和裝修可能引起平衡系數的較大變化，進而造成電梯運行過程中制動電阻發生過熱和冒煙現象。

5.結論

電梯在生產設計過程中的變頻調速對搭載電梯乘客的舒適度有一定的影響，因此，在電梯設計中，要對調速變頻器的設計尤其關注。目前，早我國使用的電梯中，存在的主要問題大部分是由于信號交流不暢等原因造成的。由于信號遲緩引起電梯狀態出現一些問題，使得電梯控制系統不僅無法順利完成本步驟，還對對下一個工作流產生很大的影響，因此對電梯的速度和安全方面都有很惡劣的影響。這里，我們針對電梯業存在的主要問題，使用可編程控制器和變頻調速技術進行電梯的邏輯控制，從而使的電梯變頻控制能夠得到一個比較理性的效果。

【參考文獻】

［１］趙海峰.變頻變壓調速技術在電梯中的應用[J].新技術新工藝，1997(4).

［２］馮馬才.交流變頻調速電機設計與應用[J].中國科技信息，2005(14).

［３］趙洪恕.PLC控制交流變頻調速控制系統在電梯中的應用[J].基礎自動化，2005(1).

［４］岳慶來.變頻器可編程控制器及觸摸屏綜合應用技術[M].機械工業出版社，2006(4).