現代電梯控制技術及發展問題探究

韋祖高

(云南省電子信息高級技工學校，云南 昆明 663714)

1 電梯的組成以及結構性能

1.1 電梯組成

一般情況下，電梯的系統組成主要是機械系統、安全保護系統以及電氣系統3大部分。其中機械系統是作為電梯的骨架來運行，電氣系統主要是負責電梯的拖動以及控制，保障電梯能夠正常運行，而安全保護系統，能夠確保電梯的安全穩定運行，它能夠有機地將機、點系統結合到一起。電梯的組成除了這些以外，還有曳引系統，重量平衡系統，轎廂和門系統以及導向系統等都是電梯正常運行必不可少的。

1.2 結構性能

眾所周知，交流電動機都具有結構緊湊，維護比較方便的特點，目前單雙速交流電動機都是采用開環式的方式來對拖動系統進行控制，采用這種方式具有線路簡潔且造價比較低的特點，因此它目前被廣泛應用在了電梯上。但是這種方式也存在著一些缺點，它的舒適感比較差，由于這種原因，所以目前它主要也是被用在了載貨電梯上，運用這種系統來對電梯控制，電梯的速度一般都在1m/s以下。

交流電動機定子調壓調速系統目前已經在國外被廣泛應用在了電梯控制上，它主要用可控硅閉環來對電梯進行調速，在此基礎上再使用能耗或者渦流的制動方式，讓它控制的電梯能夠在中低速的范圍內大規模取代直流快速電梯和交流雙速電梯。相比較于之前的那種方式，這種方式的舒適度比較高并且平層的準確度也很高，更重要的是它的造價也比之前的直流電梯要低很多，它的結構比較簡單，維護起來比較方便，普遍被應用于運行速度在2m/s以下的電梯。

直流電動機具有很好的調速性能，它的速度可調范圍非常大，鑒于這種特點，它很早地就被用在了各種電梯上，它采用電動機和發動機相結合的方式來對電梯進行驅動，它控制的電梯運行速度一般都在4m/s左右。但是它也存在著眾多的缺點，它的體積結構非常大，并且運行的過程中耗電重，在后期的維護中工作量也比較大，建造的成本也比較高。鑒于它的這些特點，它一般會被應用到對速度和舒適度要求比較高的高層建筑物中。

在工業上可控硅直接控電拖動系統已經被很早的運用了，但是由于要運用到電梯上它就必須要解決舒適感的一些問題，所以它在電梯上特別是低速段的電梯上的運用比較晚，它幾乎是和微機一起被使用的。相比于之前的電動機和發動機相結合形式的直流電梯，它擁有著眾多的優點，它占地面積比較小，重量也比較輕，節能性好，因此世界上速度最快的電梯應用的就是這種系統。

2 現代電梯控制技術發展概述

2.1 運行邏輯控制系統

運行邏輯控制系統主要經歷了繼電器回路以及微機控制2個發展階段，現代科技的迅速發展為電梯的運行邏輯控制系統提供了更多的支持，電梯運行邏輯控制系統已經發展到了運用64位多微機來對電梯的運行進行控制，運行方式已經由簡單的單片機過度到了DSP。

2.2 電梯拖動系統

電梯拖動系統的技術發展一共經歷了4個階段。第一階段是交流雙速階段，這一階段電梯的控制主要是運用電機高低速切換的方式，這種技術對電機的規格有比較高的要求，電機極其復雜，維修起來也很不方便，而且耗電量也很高。第二階段是交流調壓調速階段，這一階段主要是運用電子電路產生的電梯運動速度曲線來對電梯進行控制。主要是通過可控硅的手段來對電機電壓進行調節，以此達到對電極的速度進行控制。這種技術對電機的規格也有著一些特殊的要求，電機的規格一般需要特殊定制并且這一規格的電機耗能比較高，這就導致了這種控制方式并不適用于高速電梯。第三階段是調速階段，直流調速技術的出現能夠很好地滿足高速電梯的運行需要，由于這種控制方式需要精度比較高的電梯控制，所以電機的體積一般都會很大，其結構也非常復雜，在維護方面難度更大。第四階段是調頻調壓調速的拖動階段，現階段，電梯使用最廣泛的一種技術就是調頻調壓調速，它通常又被分為矢量控制、直接轉矩控制以及恒壓頻控。

2.3 電梯曳引驅動系統

曳引機是曳引驅動系統中非常重要的組成部分，同時也是曳引驅動系統中重要的動力源。因此，曳引機的各類參數對電梯的載重、運行速度等有著非常重要的決定作用，同時它也能很大程度上影響到電梯的節能效果。曳引驅動系統的主要工作原理是利用曳引繩，曳引輪槽之間產生的摩擦力，并將曳引繩兩端的電梯箱以及對重裝置連接起來，通過曳引系統的一系列工作，能夠避免電梯在上升的過程中產生眾多的摩擦碰撞而產生安全隱患，能夠有效地提高電梯的安全穩定性。

2.4 電梯開關門系統

轎門、層門以及開關門組成了電梯的開關門系統，電梯的開關門系統在整個電梯設施中具有著非常重要的作用。近些年來，各地出現了眾多的電梯安全事件，這其中很大一部分事故是與電梯的開關門系統發生故障有關，正是因為它使眾多事故產生的原因，因此人們對于電梯開關門系統產生了越來越多的重視。隨著技術的不斷發展，我國電梯設備的水平也在不斷地提高，在交流永動機和永磁同步永動機、無連桿同步帶傳動的電梯開關門研究中，我國已經取得了比較顯著的結果，這對于我國現代電梯安全穩定運行具有非常重要的現實意義。

2.5 電梯引導系統

電梯引導系統又被稱為是電梯導向系統，它主要是對電梯轎廂以及對重裝置在運行過程中的軌跡進行限制。所以，電梯引導系統又分為了2個部分，一部分是對電梯轎廂進行引導，另一部分則是對重裝置進行引導，電梯引導系統一般是由導軌，導靴和導軌固定架組成，因此，這些部件的質量好壞將會對電梯導引系統能否正常運行起決定性作用。同時，它也能夠在一定程度上影響到電梯的運行速度以及各類參數。

3 電梯控制技術的發展要求及其存在的問題

3.1 發展要求

現代電梯的控制技術一般要滿足4個方面的要求，一是要具有舒適性，電梯作為一種運輸工具，它在運行的過程中必須要控制好電梯廂擺動的頻率以及擺動的幅度，讓人們在乘坐電梯時不會產生一系列的不舒適感。二是要具有穩定性和安全性，電梯能否平穩運行將會直接關系到電梯的安全，因此，電梯在投入使用前，穩定性和安全性應該是首先要確保的因素，所以電梯控制技術的發展也要以安全性和穩定性作為基礎，保證新技術在使用時不會使人們的安全受到威脅。三是要具有經濟性，任何企業的經營目的都是要將企業的利潤最大化，因而電梯控制技術在保證安全以及舒適的基礎上要適量地降低成本。四是要環保，在節能減排的理念下實現對資源的高效利用以及回收利用也是電梯控制技術一個很重要的發展方向。

3.2 現階段存在的問題

現代電梯控制技術主要存在著3個方面的問題。首先是電梯的節能問題。隨著電梯使用量的大幅增加，相應的能源消耗也在不斷加快，因此要實現對能源的高效利用是電梯控制技術發展方面一個很重要的問題。其次是電梯運行效率的問題。電梯作為一種運載工具，在確保安全的基礎上就要提高自身的運行效率，這同樣也是電梯控制技術發展方面一個重要的問題。最后是控制器的性價比問題。現代我國電梯的研發技術與國外相比還有很大的差距，并且還存在著核心設備成本高，研究周期長的問題，這就導致了我國電梯設備的整體性價比不高。

3.3 電梯控制技術發展方向

近些年來快速發展的同步和異步電動機以及能量回饋技術等都能夠很好地滿足節能的要求，特別是能量回饋技術，對于電梯這一類裝置可用于回饋的能量非常可觀。超級電容設備在公交車上的一些也為電梯行業在該方面探索出符合電梯運行的超級電容提供了一些依據。因此，從現階段來看，節能、污染低、安全穩定性高以及運行效率高都是未來電梯控制技術發展的方向。

4 結語

綜上所述，電梯作為一種垂直運輸工具在人們的日常生活中發揮著不可替代的作用，因此，電梯行業要在經濟快速發展的大背景下，依靠科技發展帶來的便利對電梯控制技術不斷改進和優化，促進電梯行業的健康穩定發展。