淺析電梯改造及常見問題預防措施

紀兆法

【摘 要】隨著科技發展，電梯制造技術在不斷提高， 電梯總體質量在近幾年呈直線上升勢頭。為了延長其使用壽命，確保其安全性及運行質量，人們將對電梯投入使用后進行一系列諸如維護、修理和改造服務。本文主要闡述電梯改造的內容及過程中存在的常見問題預防措施。

【關鍵詞】改造；問題；預防措施；PLC 控制

現在人們對電梯安全使用的可靠性、舒適性、平穩性的要求越來越高，以前所生產、銷售的老式電梯產品已無法滿足用戶的需求，經過改造后的電梯由于普遍采用了PLC、變頻器等先進技術，使原電梯的控制設備大為簡化，消除了不少電梯故障的根源，可靠性大大提高，運行舒適感明顯好轉，改造后收到的社會效益和經濟效益也十分明顯，因此電梯改造的發展勢頭很猛。

1. 電梯改造的定義

由中國電梯協會維修專業委員會主任、副主任等單位共同起草的《電梯維修安全規范》對電梯的改裝作了如下定義：改裝（modification），在電梯交付使用后，由于某種原因對電梯及其部件進行一系列操作，這些操作對電梯的特性會產生影響，如改變額定速度、額定載重量、轎廂質量、更換曳引機、轎廂、控制系統、導軌及導軌類型等。采用新技術、新材料全面地改進在用電梯的功能、性能、可靠性、安全性和裝潢的這類改造屬于改裝范疇。

2. 電梯技術改造的內容和關鍵部件技術

以往電梯故障多，質量水平不高，主要反映在電梯的電氣控制部分。交流雙速電梯采用繼電器控制，器件多，控制結構復雜，接觸式的觸點可靠性差；交流調速電梯早期多為分立元件控制，國產的可控硅等電子器件制造質量也不穩定；直流調速電梯基本上都是發電機組拖動，分立元件加上繼電器控制。電梯的控制和調速技術落后，器件老化，是造成電梯質量差的主要原因。因此，對電梯進行技術改造主要還是圍繞電梯的電氣部分來進行。

2.1 PLC 改造電氣控制系統

電梯電氣控制系統分為調速控制部分和邏輯控制部分。調速性能的好壞影響電梯運行中的舒適感，邏輯控制是保證電梯安全運行的關鍵，需改造和電梯其控制方案必須滿足上述兩方面的要求。

2.1.1 電梯拖動控制系統的設計方案

老型號電梯多數拖動的電動機為交流雙速電動機，電動機在起動、換速、制動時采用電抗器切換方法，無論如何調節，都有明顯的“臺階”感，其舒適感和平層精度都難以滿足目前電梯標準對電梯運行性能的要求。因此在改造中換掉原有曳引電動機功率相匹配的變頻器，即可對電機的運行、調速進行理想的速度控制。

因為電梯運行屬于位能性負載，電動機將作四象限運行，變頻器的選擇采用電流源型變頻器（M ICOV ERT2000）是比較合理的，這樣就可以防止泵升電壓過高的損壞變頻器，保證拖動系統的安全穩定運行。

變頻器中的編程參數是根據電梯的速度運行曲線參數來確定的，至于電梯何時起動、換速以及電梯的運行方向是由外招信號、內選信號、減速信號等外感信號作出決策的。 PLC 控制裝置接收到控制信號后，向變制器發出指令，變頻器就按速度運行曲線運行。經過改造后的電梯其電力拖動系統便成 VVVF 拖動方式。

2.1.2 電梯邏輯控制系統的設計方案

原有電梯采用繼電器控制，線路復雜、故障率高、改用、進行控制，具有接線少、工作可靠、維修方便的特點。根據改造電梯的層站數可確定 PLC 的輸入、輸出點數，選擇與之相符要求的 PLC 型號（Fx2—64MR）、擴展模塊（Fx—64 EYR）、功能單元（Fx2—40AW）。

2.2 門機控制一體化與永磁同步電動機在電梯改造中的應用

2.2.1 永磁同步電動機是電梯門機控制的趨勢

永磁同步電動機的轉子采用稀土永磁材料，相比三相異步電動機而言，其電動機起動力矩和過載能力都有明顯優勢，特別是最大起動力矩與額定力矩之比可達近4倍，而一般異步電動機僅有 1.6 倍左右。由于電動機原理的不同，其具有如下特點：

（1）電動機無滑差，轉子上無基波鐵、銅耗。

（2）稀土永磁同步電動機功率因數可達到或接近于1.0 ，功率因數的提高，一方面節約了無功功率，另一方面也使定子電流下降，定子銅耗減少，效率提高。

（3）一般應用不需要減速裝置，容易實現靜音效果、節電明顯。因此相對于三相異步電動機而言，永磁同步電動機具有運行效率高、節能效果明顯的優勢，具有廣闊的應用前景。

2.2.2 門機一體化控制器的使用

門機一體化產品是目前市場上針對電梯門系統而設計的驅動控制器，它集成了開關門邏輯控制與電機驅動控制，外部系統只需給出開關門指令，即可實現對整個門系統的控制。

該類產品可以驅動交流異步電機與交流同步電機，并支持速度控制模式與距離控制兩種模式，極大的提高了產品應用范圍，使得該產品幾乎可以滿足絕大部分門系統的控制驅動需求。 該類產品的特點有：

第一，一體化。

同步電機驅動、異步電機驅動一體化；電機驅動與邏輯控制一體化。

第二，技術領先。

支持普通增量編碼器永磁同步電機閉環矢量控制；永磁同步電機位置補償角可脫載或帶載辨識；準確科學的遇阻判斷，實現遇阻自動開發，保證使用安全。

第三，超薄結構設計，安裝簡便。

采用流線型外觀設計，美觀大方；采用無螺釘的卡扣殼體設計，方便拆卸；超薄扁平結構：197mm*147mm*66mm，方便安裝，節省空間；采用行程按鍵加貼膜方式，按鍵手感好，可靠性高；防護等級 IP21，防滴水設計。

3.在用電梯改造應注意的幾個問題

電梯改造與電梯制造有所不同，它所面向的是各種各樣的電梯。同一種類型電梯，電梯的狀況也是千差萬別的。比如講，有的電梯維修保養狀況比較好，使用年限比較短，電梯改造的內容要少一些。有的電梯由于狀況較差，需改造的內容會成倍增加。缺乏電梯改造標準，在確定電梯改造方案時，往往會跟著感覺走，不能在電梯改造中做到面面俱到，缺項、漏項很難避免，處理不當達不到預期效果。以下是針對一些問題的解決方案：

3.1 電梯改造應遵循 GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》進行再設計

電梯改造區別于電梯修理，其工作內涵不是簡單地對零部件進行修復，或更換就可以解決的，其主要特征是需對在用電梯按 GB7588-2003 電梯安全規范對舊梯進行一次再設計。如對于改變電梯主參數速度，那么驅動曳引機更換是必不可少的。對曳引機除了應計算電機功率，進行傳動設計外，還需進行曳引能力的設計計算，曳引繩在曳引輪槽的比壓計算等，以確定所選的新的曳引機是否滿足 GB7588-2003中曳引驅動電梯的曳引條件及曳引繩的比壓，是否滿足速度、緊急操作、及制動系統的各項要求。同時對限速器、安全鉗、緩沖器裝置也應按新的速度參數進行設計配置并分別滿足 GB7588-2003 中相關的各項要求。

3.2 對在用電梯的改造應按 GB7588-2003 全 部要求進行驗收

社會上目前對在用電梯進行改造普遍存在頭痛醫頭腳痛治腳的現象，并不解決實質性問題。作者認為對在用電梯既然花資金、精力進行改選，就應改造徹底使得舊梯符合 GB7588-2003 安全規范的全部要求。

【參考文獻】

[1]GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》.

[2]GB/T10058-2009《電梯技術條件》.