探讨变频调速技术在电梯能效改造中的应用

赖辉

【摘要】本文主要结合VGL类型变频器进行分析，探究变频器主要设计与工作原理，基于技术角度完成对电梯变频调速的技术升级与改造分析。目的就是从根本上实现电梯运行效率的提升以及在此基础上形成安全运行条件。

【关键词】变频调速技术；电梯能效；改造

VVVF即为变频电梯控制技术，也就是从上个世纪产生的一种电梯应用技术。通过VVVF系统能够实现电梯通过交流电与直流电转换，再通过逆变器整定不同等级条件电压与交流电。最终能够实现交流电动机的转速提升。变频电梯根据系统产生指令能够完成对电梯的精确稳定运行。加强电梯效能提升有助于降低能耗，因此具有重要意义。本文针对变频调速技术的实际应用进行分析。

一、变频调速技术电梯效能改造概述

当前，我国国内的电梯生产行业所采用的技术往往是交流双速或者是可控硅调速技术。这些技术多产生于上世纪八十年代。这个类型技术的电梯需要配置继电器或者是选层器才能够完成变速逻辑。但是，通过这种技术运行的电梯会在运行一段时间之后，出现变速器严重磨损情况，或者出现变速器线路接触问题，进而插接口也会发生氧化。同时，人为因素也会造成磨损的进一步加剧。时间过长电梯相关设备发生较为严重的老化就会进一步引起电梯运行效率的下降。

与此同时，还有可能进一步增加电梯耗电，还会引起冲顶或者是困人等故障情况，严重的甚至会出现人员伤亡。

这个類型的电梯控制系统相对存在缺陷，但是机械运行部件相对比较完好，通过有步骤的维护能够有效降低故障率。为此，在进行日常维护与检测时采用变频调速器以及可编程控制器将原本的电梯系统进行升级，进而实现电梯能耗的高效运行。

二、变频器运行原理

我国电梯设备变频往往采用的是VGL系列的专用电梯变频器。这也是当前我国国内电梯系统安装市场上应用最为广泛的一种技术。其主回路技术采用的是最大调制频率开关元件。电梯控制回路则采用的是磁通闭环以及转速闭环控制。这些技术能够为矢量控制系统形成动态性以及直流调速提供重要的技术支持。为此，也需要借助于调节器以及磁通观测器完成恒定状态的控制。

通过进行坐标转换能够将定子电流通过分解完成电流分量与励磁电流分量的转矩。并在此基础上进行矢量控制其的相变转换。电梯变频器调速系统产生的调速精度能够达到1：1000，当接近零速时系统能够产生额定转矩（150%）。

由于变频器容量条件需要配置制动单元与系统制动电阻，通过这种方式实现四象限范围的控制转速，最终实现电梯调控。

三、电梯技术改造对策

将PLC控制器替换传统电梯控制回路设备，能够有效哦提升逻辑回路的稳定性，并进一步降低电梯的故障率。

（一）I/O配置PLC控制系统

对PLC控制系统进行重新编制，对原本能够发出指令的传感装置等进行编程信号输入，通过系统内部编制以及手动操作完成转换开关。这样更加便于实现电梯检修。PLC系统在进行输出的过程中能够借助于执行机构完成相关工作，系统执行机构当中包括多项内容：报警器、指示以及变频调速器等的指令端。系统当中的这些安全回路能够基于主回路实现关闭或者是开启。这个过程中，变频器CPU则能够借助于上述中的PLC系统完成信号上的交互，并进一步检测出电梯设备当中产生的故障。

（二）变频调速系统

电梯当中使用的变频调速器当中使用的处理器往往是包括了十六位或者是三十二位类型的微型处理器。其内部通常情况下可以被分为控制以及驱动两个方面。变频器从正反转以及速度控制等方面都需要借助于外部控制端才能够完成。变频器自动检测点技术数据是用来进行矢量计算研究的，电梯速度控制发生时，相关矢量数据都是控制要点组成部分。电梯能效改造技术当中另外一项十分重要的内容就是启动加速控制，从内容上看包括三个方面：首先，是对预励磁命令的发送，通过启动加速器能够将指令发送到变频器当中，并为电动机形成磁场；其次，发生以及延迟之后能够向抱闸发送指令，开启抱闸；最后，发生二级延迟之后，能够对抱闸发送速度指令。变频调速系统当中还包括另外一种控制就是监督平层的技术控制：电梯在完成减速命令的时候，需要根据距离直接停车平层。换句话说，就是在各个层站减速运行中，产生的距离影响是相同的。减速到平层情况下就已经无爬行的过程，运行速度为零速时基准减速。因此，减速平层控制技术为了保障电梯平稳与安全需要在电梯接近零速的时候借助于变频器发出抱闸指令，避过停止励磁指令。这个过程中一旦出现了电梯停车却未达到平层则可以再次实施平层控制。

变频调速中的再平层技术控制则主要是指在电梯门开启或者是电梯在平层区域内以较低速度运行的时候，可以进行再平层技术控制。通常情况下，进入到这种状态的时候电梯运行速度都只能够达到1%，为此具备了实施再平层控制技术条件。VGL系统变频器具有相对较好的低频转矩扭力，通过进行实际技术鉴定发现，在电梯当中采用110%额定载重同样能够完成正常的再平层技术控制。这项系统当中主要应用的是脉冲编码定位控制技术，为此轿顶一般会留有完整的再平层技术控制装置，这样就节省了在井道内部安装相对应的感应装置的环节，有助于电梯能效改造效率提升。

结语

综上所述，本文针对当前我国变频变压调速技术应用问题进行了详细论述，对其工作原理特征以及优势进行了阐释，并形成了优化对策。尤其对改造措施进行了分析，但是这个过程中仍然存在一些问题，本文也进行简要分析：首先，想要进行货梯改造，一方面需要安装称重装置，另一方面还需要增设光电保护器或者是安全触板。其次，想要能够维持原额定载量以及钢丝原曳引比方式稳定。再次，为了能够确保轿顶慢车，需要对线路以及软件进行升级与优化，这样能够有效防止出现人员伤亡。另外还需要对层门门扇进行电气安全设备的安装。最后，为了增强安全性，需要对限速器以及安全钳等影响安全性的设备进行检测。

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