一臺交流雙速電梯改造存在的問題

陳中劍

摘 要：本文對交流雙速電梯改造為交流變頻調速電梯的原理進行了介紹，并對改造后的電梯與一臺新裝交流變頻調速電梯進行了電能測試，分析比較兩臺電梯的三相電流和能耗累積。分析結果表明，相較于新裝電梯改造電梯存在啟動電流大、啟動階段耗能快的問題。最后，分析問題出現的原因，并提出預防措施。

關鍵詞：電梯；交流雙速；交流變頻；電能測試1 改造方法

1.1交流雙速電梯拖動方式

交流雙速電梯調速原理，其電動機有兩個極對數不同的線圈繞組，分別為快車繞組和慢車繞組。電梯運行過程中通過兩個繞組之間的切換來實現調速，屬于有級調速，只有啟動-快速-慢速-慣性停車幾個簡單步驟。該調速方式多采用開環方式控制，線路簡單、造價較低，因此廣泛應用在年代較久的電梯上。但由于技術上的缺陷，交流雙速電梯存在乘坐舒適度差、平層精度低、運行效率低、能耗大等問題，其一般只應用于額定速度不大于1m/s的載貨電梯。

1.2 改造方法

交流雙速電梯改造為交流變頻調速電梯比較簡單，主要包括主機連線方式和控制系統兩個方面。主機連線的改造一般是將交流雙速電梯的電動機的慢車繞組去掉，在快車繞組上加裝變頻器，從而實現對電動機的變頻調速。控制系統方面主要包括三個方面。

（1）交流變頻調速系統是一個閉環控制系統，需要檢測電動機的運動來實現閉環控制。因此在電動機軸端需要加裝編碼器，將電動機的運動信號反饋給PLC；

（2）原有的各安全信號（安全檢測信號，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）接回變頻控制系統的各項指令點，然后在變頻控制系統里面設置各類別參數（信號的輸入類型，電梯的控制方式，電梯的運行速度，額定載重，最大頻率，電機的各項參數，編碼器的型號及脈沖數，電梯的速度環與電流環的參數，電梯啟動→加速→恒速→減速→爬行的S曲線的速度比例，電梯平層時的微調功能開放，電梯各種功能層站的設定，電梯門機對應各層的服務狀況等等）；

（3）參數設置完畢后就可進行井道自學習，自學習完畢后電梯就可以正常運行了。

2 測試過程和方法

檢驗中用到的儀器主要是鉗位功率計，其包括測試主機——接收測試數據并進行處理，鉗式傳感器——測量電路中的電流，電壓線——測量電路中的電壓。量程范圍：交流電壓有效值至480V（相電壓）或960V（線電壓）；交流電流有效值至500A；頻率10Hz～70Hz。可測量記錄數據：各相有功、無功和視在功率及合計值，頻率變化情況，瞬態波形，功率因數和正切因數，某段時間內產生和消耗的電能總和；電壓、電流、功率的諧波至50次以及所有諧波的畸變率。測試過程主要包括以下幾個方面。

（1）設置。在儀器設置中，將測量方式設置為3P3W3M測量模式，采樣周期為1s，數據保存選擇保存到PC卡中。

（2）連線。將三根電壓線和三根電流線分別接到電梯主開關輸出端的三根相線上.

（3）測試。電梯轎廂處于空載，從任意端站開始，以正常速度運行，在兩個端站之間來回運行一次，記錄運行數據。

（4）分析。電腦讀取PC卡中的數據，對數據進行處理和分析。

3 測試結果

改造客梯于1984年生產，型號為TKJ1000/1.0-JX，傳動方式為蝸輪蝸桿傳動，運行層高為9層9站，額定載重量為1000kg。該電梯采用PLC控制，改造前其拖動方式采用交流雙速調速方式，通過在其更換控制柜，將其拖動方式改造為交流變頻調速。測試過程中，其運行過程為頂層-底層-頂層。

新安裝的客梯于2015年生產，型號為唐TS1000/1.75-JXW，采用無齒輪傳動的永磁同步電動機，拖動方式為變頻變壓調速，運行層高為9層9站，額定載重量為1000kg。其運行過程為頂層-底層-頂層。

其中，運行能耗累積是指電梯在整個空載運行過程中消耗的有功功率。整個運行過程包括下行啟動-平穩運行-下行制動-上行啟動-平穩運行-上行制動。

4 結果分析

4.1 三相電流測試結果分析

電梯運行過程分為啟動、運行以及制動三個階段。改造后的客梯，在輕載上行階段處于發電狀態，并不消耗電能，制動階段通過變頻調速，達到平穩制動。但是，改造后的客梯在啟動階段，無論是空載上行和空載下行，由于其變頻器調整不到位，其啟動電流都非常大，并沒有達到變頻啟動的效果。

交流雙速電梯在啟動階段，由于電動機定子和轉子之間轉差率很大，啟動電流也非常大。而交流變頻調速電梯通過改變輸入電動機三相電的頻率，在啟動階段采用無極變速的方式，使電梯平穩啟動，其啟動電流也是比較平穩的達到正常運行值，不會出現電流過大以及突變的現象。

本文中的改造電梯雖然通過變頻改造，但是其啟動階段并沒有達到變頻啟動的效果，導致啟動階段電流過大，電梯啟動不平穩，嚴重影響了電梯的乘坐舒適度。

4.2 能耗累積測試結果

裝客梯的能耗積累曲線比較平穩，沒有出現能耗突然增大的情況。而改造客梯，在上行啟動和下行啟動階段，啟動電流過大，能耗累積出現劇增的現象。

根據浙江省地方標準DB33/771-2009《電梯能源效率評價技術規范》的定義，電梯能效評價指標 指電梯按照規定的運行模式完成每噸千米運輸量的平均耗電量。其計算公式為：

其中，E為電梯在規定工作周期內，從電網輸入的電能。W為電梯在規定的工作周期內，轎廂運送有效載荷完成的工作量，即每次運送的有效載荷重量與被移動的垂直距離的乘積的綜合。

兩臺電梯的層數都是9層，提升高度大致一樣，額定載重量都是1000kg。在空載狀態下，兩臺電梯端站之間往返一次消耗的電能，改造客梯和新裝客梯差別不大。但是，由于該改造客梯在酒店這種電梯使用頻率非常高的場合，其啟動非常頻繁，因此其耗能也會非常大。

5 結語

交流雙速電梯改造為交流變頻變壓調速電梯具有很多的優點.但是在改造過程中，由于對變頻器調試不到位，導致曳引機在啟動過程中，啟動電流和啟動加速度過大，啟動不平穩，影響了乘坐舒適度和能效性能。鑒于此，電梯安裝和改造單位在進行交流雙速電梯改造時，應當根據曳引機的規格型號，選擇合適的變頻器。并且認真對變頻器進行調試，使改造后的電梯在啟制動的平穩性、節能方面以及乘坐舒適度方面達到很好的狀態。