解析變頻技術在雙速電梯改造中的應用

吳亮鋒（深圳市特種設備安全檢驗研究院，廣東 深圳 518029）

解析變頻技術在雙速電梯改造中的應用

吳亮鋒
（深圳市特種設備安全檢驗研究院，廣東 深圳 518029）

隨著社會經(jīng)濟的快速增長，電梯數(shù)量增多，電梯能耗已經(jīng)成為社會關注的要點。在變頻調(diào)速技術應用于電梯前，交流雙速調(diào)速技術是電梯的主要調(diào)速方式之一，交流雙速電梯市場占有量大。交流雙速電梯有能耗高，啟動、停止運行時不平穩(wěn)的缺點。變頻調(diào)速改造是電梯節(jié)能改革重要步伐之一。本文重點闡述變頻調(diào)速技術在交流雙速電梯節(jié)能改造中的應用。

變頻技術；雙速電梯；改造

電梯是當代高層建筑中每天高頻利用的耗能大戶，在國際提倡的“低碳經(jīng)濟”主題之下，如何降低電梯能耗已成為行業(yè)積極應對的課題。隨著電梯調(diào)速技術的發(fā)展，20世紀80年代變頻調(diào)速電梯開始逐步投入市場。變頻技術在空調(diào)行業(yè)的使用情況表明變頻空調(diào)比一般空調(diào)節(jié)能30%以上，而電梯利用變頻調(diào)速技術節(jié)能效果同樣明顯。電梯的變頻調(diào)速技術已相當成熟、穩(wěn)定，在用交流雙速電梯的龐大數(shù)量，令電梯的變頻改造具有可行性高，節(jié)能效果強，經(jīng)濟適用的特點。

1 交流雙速電梯和變頻變壓電梯概況

(1)交流雙速電梯采用雙繞組三相異步電動機的變極調(diào)速原理，只可進行兩級調(diào)速，只有啟動→快速→慢速→慣性停車幾個扼要步調(diào)，在電梯全程運行中，由于電流的變化較大，速率轉換過快，使得初次使用的乘客可能產(chǎn)生，眩暈的感覺，舒適感差。而這類電梯的布局較為簡樸、造價低、性能穩(wěn)定，是以在用大部分曳引式貨梯都采用交流雙速調(diào)速方式。

（2）變頻變壓電梯調(diào)速體系是在當今國際上運用最廣泛的電梯控制技術，通過對電壓、電流、速度的信號反饋，由微機進行準確的計算及調(diào)控，令電梯的運行提速減速穩(wěn)定，平層精確度高，舒適性好，節(jié)能經(jīng)濟。

2 變頻器的特點

現(xiàn)在市場的變頻器種類繁多，價格迥異，像富士變頻器，安川變頻器，西威變頻器等幾種進口變頻器性價比較高，且質量與國產(chǎn)變頻器平分秋色，我國市場較多采用蘇州默納克一體化控制體系。它是電梯專用的一體化變頻控制體系，它將電梯控制與電機驅動有機的聯(lián)合在一起，是新一代智能化矢量型電梯一體化控制器，該控制體系主要囊括電梯一體化控制器（變頻器+編程控制板）、轎頂控制板、表現(xiàn)控制器、轎內(nèi)指令板等。電梯一體化變頻控制器是集計算機、自動控制技術、網(wǎng)絡通訊技術、電機矢量驅動技術于一身的智能控制體系，具有國際領先水平，是真正以距離控制為原則的直接停靠技術，還包括自適應的應急運行方案、人為短接隱患辨認等功能。電梯一體化變頻控制器的矢量控制，可更高程度上發(fā)揮電機性能，從而達到非凡的舒適程度。電梯一體化變頻控制器，使得電梯控制體系更簡樸，淘汰了大部分外圍接線，節(jié)能、經(jīng)濟、易用且舒適感高。

3 電梯變頻技能及改革的計劃應用

（1）編程控制器控制體系的開關設置裝備部署。將體系中發(fā)出的指令大概開關、傳感器、按鈕作為編程控制的輸入，并在體系中設有主動利用的檢驗開關和轉換；將體系中的實行機構如打仗器、繼電器、報警器、變頻調(diào)速器等的速率指令端子、電扇、開關門信號燈作為編程控制體系的輸出，主回路的通斷受到寧靜回路信號的控制，使變頻器和編程控制器之間有相互的通訊線路，可以相互監(jiān)控電梯的妨礙環(huán)境。

（2）變頻調(diào)速體系。電梯專用的變頻調(diào)速一體化控制器多采用16位或者32位的微處理器，主要由驅動和控制兩部分組成，變頻器通過外部的控制對端子實現(xiàn)正反轉、起停、多段 速率控制等。矢量控制在運算中必要用到電機自己的相關參數(shù)，可由變頻器測出，同時，變頻器另有過載、過流、電動機過熱、超速和失速等的檢測。電梯調(diào)速控制主要體現(xiàn)在減速平層和啟動加速，控制時細分如下：①減速平層控制。要求各層的減速間隔一致，減速后端爬行（控制體系分為兩種：數(shù)字量控制為有爬行，模仿量控制為無爬行）后轉為零速。為保證電梯制停過程的舒適性，應保證驅動主機到零速時給出抱閘指令；②再平層的控制。電梯停止后，平層不準多是由于鋼絲的伸長使轎廂產(chǎn)生的移位，應舉行再平層校正（平層校正有兩種：一是就近平層，另一種是微動平層）；③起動控制。為了使電梯起動時無異響及不反向溜車，起動控制要依序進行，并檢查稱重裝置設置和零速力矩及零速保持時間的設定。

（3）詳細改革方案。將一臺雙速電梯改革成變頻控制電梯，只需將電梯的控制系統(tǒng)、主機的接連線路改動即可，無需改得太繁雜。由于雙速電梯大多數(shù)都是由簡樸的計數(shù)器傳輸給PLC，改成變頻控制電梯就必需調(diào)換為編碼器，裝置在馬達中央軸上。再將原有的各類信號（門鎖檢測信號、抱閘檢測信號、電機運行檢測信號、超載檢測信號、極限檢測信號、限位檢測信號、換速檢測信號、平層檢測信號、司機檢測信號、消防檢測信號等等）接回變頻控制體系的各項指令點，然后在變頻控制體系內(nèi)里設置種種參數(shù)（信號的輸入范例，電梯的控制方法，電梯的運行速率，額定載重，最大頻率，

電機的各項參數(shù)，編碼器的型號及脈沖數(shù)，電梯的速度與電流的參數(shù)，電梯啟動→加快→恒速→減速→爬行的S曲線的速率比例，電梯平層時的微調(diào)功效開放，電梯種種功效層站的設定，電梯門機對應各層的辦事狀態(tài)等等），參數(shù)設置完畢后就可舉行井道自學習，自學習完畢后電梯就可以正常運行了。在自學習的歷程中遇到種種題目，變頻控制體系會主動辨認，而且把妨礙陳訴出來，且保存在近來的20次妨礙內(nèi)，使得查找妨礙及維修處置處罰非常簡樸方便快捷。

變頻調(diào)速體系是一個專業(yè)控制體系，針對電梯行程中的控制必須應細致到以下三點：一是再平層的控制。二是啟動控制。三是減速平層控制。以上三點在改造過程中最為基本，應嚴格檢查。

某些電梯改革歷程中的案例是值得我們學習。只有高度重視電梯運行過程中的故障才能實現(xiàn)電梯的穩(wěn)定運行。在交流雙速電梯變頻化改造過程中，主要保證驅動主機與門機與其他設備的分開連接，從而防止參數(shù)檢測受到其他因素的干涉而影響調(diào)速性能。若使用過程中電梯轎廂存在過度裝修，則電梯的平衡系數(shù)可能小于預定值即存在轎廂過重的情況。會令電梯能耗增高，并可能出現(xiàn)制動電阻過熱乃至曳引力不足或制動力不足導致的溜車現(xiàn)象。在改造過程中應予以高度重視。

（4）改革結果。雙速電梯在變頻專業(yè)化的改革之后，運行性能得到明顯提升。變頻變壓調(diào)速屬于無極調(diào)速，調(diào)速范疇相比于其他方法更寬，乘坐的震動感及噪聲也明顯降低，舒適感大大提升，電能使用效率也大大提升。電網(wǎng)能量的使用到達了最佳結果，舒適節(jié)能，社會效益與經(jīng)濟效益都很明顯。

隨著高層建筑成為時代主題，電梯在人們的日常出行中飾演著不可或缺的角色。而各類高能耗電氣設備的增加，電能形勢也日益告急。加強對電梯節(jié)能性能的研究，提高電梯的運行速率和節(jié)能性能已經(jīng)成為當務之急。變頻調(diào)速改造的經(jīng)濟性、可操作性，是交流雙速電梯節(jié)能改造的不二之選。本文詳細解析了交流雙速電梯調(diào)速方式，之后又闡述了變頻變壓調(diào)速技術的優(yōu)點，再而重點敘述了改造方案和改造結果。在改造過程中獨立分開重點設置轎廂門機與驅動主機，科學設置變頻器參數(shù)是實現(xiàn)有用控制的關鍵。

4 結論

通過變頻改造后的雙速電梯在運行時的安寧感較好，在起動、減速、平層的運行沒有由于轎廂的負載變化產(chǎn)生變化，結果較為舒適。在能耗方面明顯降低，節(jié)能在20%以上，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，符合低碳節(jié)能理念，故交流雙速電梯的變頻改造技術應得電梯市場認可、推廣及應用。

[1] 肖工贈.VVVF變頻器在電梯系統(tǒng)改造中的應用[J].華東地學院學報，2013(9).

[2] 史信芳，陳影，毛宗源.電梯技術[J].電子工業(yè)出版社2009.

[3] 劉勛凡.變壓變頻（VVVF）在電梯節(jié)能改造中的應用[J].節(jié)能，2011(9).

TU857

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1671-0711（2016）07（下）-0041-02