液壓電梯閉式回路節能型電液控制系統研究

李楠

（吉林市特種設備檢驗中心，吉林吉林132021）

液壓電梯閉式回路節能型電液控制系統研究

李楠

（吉林市特種設備檢驗中心，吉林吉林132021）

隨著世界經濟的發展，產生了一種新型的交通工具——電梯，其在人們生活中已經處于不可替代的地位，電梯的使用情況和數量也已成為判斷國家現代化的標志之一。當前使用的電梯主要分為兩種:液壓電梯和曳引電梯。液壓電梯指的是通過液壓傳動，曳引電梯是由曳引電動機驅動，兩者之間的工作原理完全不同。主要對液壓電梯閉式回路節能型電液控制系統的設計及原理展開分析，從而對液壓電梯閉式回路節能型電液控制系統展開深入的研究。

液壓電梯；閉式回路；節能型；電液控制系統

1　液壓電梯閉式回路節能型電液控制系統的設計及原理

1.1系統的設計要求及工作原理

1.1.1系統設計要求及節能技術的應用

其一，系統的功率低、耗能少而效率高。系統的節能型主要體現在效率高但是耗能低這一點，電梯是否節能可以通過對電梯耗電量的考察確定。其二，耗油量少。由于我國當前的生物油、純水等還無法實現大規模的工業上的應用，因此應該適當降低液壓電梯的耗油量，節約資源的同時也可以保護環境。其三，結構簡化。液壓電梯的動力系統是否精簡對于電梯的維護、性能、價格有著重要的意義，選擇簡單的系統可以使整個電梯結構的維修、調試、維護等更加方便快捷，并且有效避免了線路的復雜性。其四，控制性能好。在對滿足上述三點的同時，也應該重視整個系統的控制性能是否合格。

1.1.2配重技術

配重技術的主要目的是為了降低電梯系統的裝機功率，還可以在一定程度上減少耗能量，因此配重技術的采用是節能的一種有效且重要的方式。液壓電梯的配重技術主要分為液壓配重和機械配重兩種。液壓配重：液壓配重也就是蓄能器，其優點是可以存儲一部分的液壓油，這就可以使泵站油箱的體積減少一部分，甚至是可以存儲泵站油箱所需的全部液壓油，此時就不需要泵站油箱，且蓄能器的放置地點靈活多變。缺點是由于蓄能器的油量存儲量是一定的，當其存儲液壓油或者排除液壓油時，會改變蓄能器內的壓力，這就導致了電梯的節能效果受到其上升高度的影響，也會由于外部溫度等原因對電梯的節能效果造成負面影響。

1.1.3系統的工作原理

液壓電梯閉式回路節能型電液控制系統的節能技術工作原理可以歸納為：通過蓄能器壓力對地負載的重量進行平衡，以降低液壓動力系統的裝機功率。當電梯下行時，一部分的勢能可以通過一種方式存儲在蓄能器中。提高系統的壓力等級，降低系統對能量的要求，同時整個液壓系統可以形成一個閉合的回路，降低耗油量。

1.2機械升降機結構的設計

電梯升降機結構為活塞缸結構，活塞桿對電梯的運行速度的比為1∶2，活塞桿和電梯的所受拉力的比為2∶1。活塞缸的缸筒分為有桿腔和無桿腔，有桿腔是壓力腔，無桿腔為空腔。無桿腔底部的一個油口可以使泄露出來的液壓油重新流回油箱。當液壓油流到活塞桿中時，在液壓油的壓力之下，活塞桿就會向下運動起來，而通過滑輪組和鋼絲繩的工作將電梯往上提升。當液壓油從活塞桿內排出時，在鋼絲繩的工作之下，活塞桿又會向上運動，從而電梯向下運動。

1.3液壓系統的設計

液壓系統的設計包括對液壓站的設計、馬達的類型選擇、液壓控制閥的設計、補油裝置的設計等。液壓站的設計：選擇一種標準的變頻液壓電梯系統的液壓站，其優點是外觀美觀精簡、運行的噪聲小。馬達的類型選擇：對于馬達的要求有效率高、工作壓力大、轉速滿足要求等，因此選擇的是螺桿泵。液壓控制閥的設計：由于閉合回路的原因，應該選擇密封性能好的錐閥或者是球閥結構的液壓閥。補油裝置的設計：補油裝置對于閉合回路系統是很有必要的，其主要元件有補油電動機、濾油器、單向閥、補油泵等。

1.4電力系統的設計

電氣系統包括電動機、變頻器、接觸器、按鈕開關等，根據實際要求，變頻器的進線側應該選擇不接熔斷器，電動機進線側選擇不接熱繼電器，主要是由于變頻器有著一定的電流電壓進行保護。

1.5控制系統的設計

首先，監控系統的硬件設計，其硬件主要是由計算機、接口電路板和數據采集器構成，接口電路板作為計算機、數據采集器與監控對象之間的橋梁，為了監控的效果，應該對接口電路板的設計上采用一些可以避免干擾的措施，即對輸入的信號加以過濾、開關量的輸入整形等。其次，監控系統的軟件設計，是使用編程語言進行編程，實現信號的收集、控制，數據的分析、處理，以及結果的存儲、顯示。

2　液壓電梯閉式回路節能型電液控制系統的實驗研究

2.1相關變量的測試

第一，馬達泄露流量的測試，分為外泄漏流量和內泄漏流量。外泄漏流量測試：通過實際的實驗可知，馬達的外泄漏流量與馬達油口的內部、外部壓力差成正比的趨勢。內泄漏流量測試：通過實際的實驗可知，液壓泵的內泄漏流量與液壓泵的兩個油口之間的壓力差成正比的趨勢。第二，機械摩擦力的測試，根據結果顯示，靜摩擦力的大小會根據電梯的載重而發生變化，成正比狀態，而動摩擦力則不受影響。

2.2補油措施的實施

補油措施包括同步補油、定時補油、壓力超限補油。同步補油是在主電動機工作的同時，使補油電動機同步工作，并通過對補油泵的帶動，向蓄能器內補油，這種補油的措施可以在液壓泵出現缺油的狀態時立即補油，其優點在于方法簡單。定時補油指的是當泄露液壓油量達到一定程度時，再加以補油，主要是因為電梯的每次運行都會產生一定的泄露液壓油量，但是泄露的液壓油量對于電梯的實際運行不會產生多大的影響，因此每次在電梯運行時都加以補油是沒有必要的。

2.3溢流壓力的設置

溢流閥作為系統的必要保護元件，不僅可以控制補油泵對蓄能器的補油量，還可以將蓄能器內的壓力控制在某個值之內。為了防止電梯在運行過程中出現溢流閥溢流的情況，應該針對蓄能器的最大壓力對溢流壓力進行設置，以達到不會對電梯的正常運行造成影響的目的，避免能量的消耗。

2.4液壓系統的油液溫度升高實驗研究

使液壓系統的油液溫度升高的主要原因有這幾個方面：電動機所散發的熱量、馬達由于效率的損失而造成的熱量等。應該根據電梯的實際使用情況（包括運行頻率和載重），對液壓系統展開相關的冷卻工作。

2.5振動以及噪音的測試以及分析

電梯的振動和噪音是衡量電梯是否具備舒適性的指標之一。電梯的振動與電梯的運行速度、電梯啟動和制動時的加速度都有著密切的聯系，并且與電梯內的裝飾也關系密切。因此，主要從電梯加速度、噪聲展開實驗測試，分析結果為：振動加速度主要與導靴和導軌間的潤滑度有關；噪聲主要是因為液壓泵所造成的。

3　結語

節能型電液控制是液壓電梯發展的必然趨勢，本文主要對系統的設計要求以及工作原理，如配重技術、機械升降機結構的設計、液壓系統的設計、電力系統的設計、控制系統做出了具體的分析探討，從而對液壓電梯閉式回路節能型電液控制系統進行了全面的實驗研究，包括相關變量的測試、補油措施的實施、溢流壓力的設置等。

［1］林建杰，徐兵，楊華勇.液壓電梯裝機功率研究［J］.機床與液壓，2005，（07）：112-113.

［2］徐兵，林建杰，楊華勇.液壓電梯中的能量回收技術［J］.液壓與氣動，2004，（05）：100-101.

［3］林建杰，徐兵，楊華勇.蓄能器作為壓力油源的液壓電梯節能系統研究［J］.中國機械工程，2003，（11）：86-87.

Study on energy-saving electro-hydraulic control system of closed circuit hydraulic elevator

LI Nan
（Special Equipment Inspection Centerof Jilin，Jilin 132021，China）

With the development of world economy，liftas a new type of transporthasbeen created，which is irreplaceable in people's lives，and the usageand the numberofelevatorshavealsobecomeone of the symbolsofnationalmodernization. Currently used elevators aremainly divided into two types:hydraulic elevators and traction elevators.Hydraulic elevator operates throu gh hydraulic transmission，while traction elevator is driven by a traction motor with completely different working principle.The design and principle of energy-saving electro-hydraulic control system of closed circuit hydraulic elevatorwere analyzed in this paper.

Hydraulic elevator；Closed circuit；Energy-saving；Electro-hydraulic controlsystem

TU976.3

A

1674-8646（2016）18-0030-02

2016-08-01

李楠（1989-），男，吉林樺甸人，助理工程師，學士，從事機械工程研究。