一台交流双速电梯改造存在的问题

陈中剑

摘 要：本文对交流双速电梯改造为交流变频调速电梯的原理进行了介绍，并对改造后的电梯与一台新装交流变频调速电梯进行了电能测试，分析比较两台电梯的三相电流和能耗累积。分析结果表明，相较于新装电梯改造电梯存在启动电流大、启动阶段耗能快的问题。最后，分析问题出现的原因，并提出预防措施。

关键词：电梯；交流双速；交流变频；电能测试1 改造方法

1.1交流双速电梯拖动方式

交流双速电梯调速原理，其电动机有两个极对数不同的线圈绕组，分别为快车绕组和慢车绕组。电梯运行过程中通过两个绕组之间的切换来实现调速，属于有级调速，只有启动-快速-慢速-惯性停车几个简单步骤。该调速方式多采用开环方式控制，线路简单、造价较低，因此广泛应用在年代较久的电梯上。但由于技术上的缺陷，交流双速电梯存在乘坐舒适度差、平层精度低、运行效率低、能耗大等问题，其一般只应用于额定速度不大于1m/s的载货电梯。

1.2 改造方法

交流双速电梯改造为交流变频调速电梯比较简单，主要包括主机连线方式和控制系统两个方面。主机连线的改造一般是将交流双速电梯的电动机的慢车绕组去掉，在快车绕组上加装变频器，从而实现对电动机的变频调速。控制系统方面主要包括三个方面。

（1）交流变频调速系统是一个闭环控制系统，需要检测电动机的运动来实现闭环控制。因此在电动机轴端需要加装编码器，将电动机的运动信号反馈给PLC；

（2）原有的各安全信号（安全检测信号，门锁检测信号，抱闸检测信号，电机运行检测信号，超载检测信号、极限检测信号，限位检测信号，换速检测信号，平层检测信号，司机检测信号，消防检测信号等等）接回变频控制系统的各项指令点，然后在变频控制系统里面设置各类别参数（信号的输入类型，电梯的控制方式，电梯的运行速度，额定载重，最大频率，电机的各项参数，编码器的型号及脉冲数，电梯的速度环与电流环的参数，电梯启动→加速→恒速→减速→爬行的S曲线的速度比例，电梯平层时的微调功能开放，电梯各种功能层站的设定，电梯门机对应各层的服务状况等等）；

（3）参数设置完毕后就可进行井道自学习，自学习完毕后电梯就可以正常运行了。

2 测试过程和方法

检验中用到的仪器主要是钳位功率计，其包括测试主机——接收测试数据并进行处理，钳式传感器——测量电路中的电流，电压线——测量电路中的电压。量程范围：交流电压有效值至480V（相电压）或960V（线电压）；交流电流有效值至500A；频率10Hz～70Hz。可测量记录数据：各相有功、无功和视在功率及合计值，频率变化情况，瞬态波形，功率因数和正切因数，某段时间内产生和消耗的电能总和；电压、电流、功率的谐波至50次以及所有谐波的畸变率。测试过程主要包括以下几个方面。

（1）设置。在仪器设置中，将测量方式设置为3P3W3M测量模式，采样周期为1s，数据保存选择保存到PC卡中。

（2）連线。将三根电压线和三根电流线分别接到电梯主开关输出端的三根相线上.

（3）测试。电梯轿厢处于空载，从任意端站开始，以正常速度运行，在两个端站之间来回运行一次，记录运行数据。

（4）分析。电脑读取PC卡中的数据，对数据进行处理和分析。

3 测试结果

改造客梯于1984年生产，型号为TKJ1000/1.0-JX，传动方式为蜗轮蜗杆传动，运行层高为9层9站，额定载重量为1000kg。该电梯采用PLC控制，改造前其拖动方式采用交流双速调速方式，通过在其更换控制柜，将其拖动方式改造为交流变频调速。测试过程中，其运行过程为顶层-底层-顶层。

新安装的客梯于2015年生产，型号为唐TS1000/1.75-JXW，采用无齿轮传动的永磁同步电动机，拖动方式为变频变压调速，运行层高为9层9站，额定载重量为1000kg。其运行过程为顶层-底层-顶层。

其中，运行能耗累积是指电梯在整个空载运行过程中消耗的有功功率。整个运行过程包括下行启动-平稳运行-下行制动-上行启动-平稳运行-上行制动。

4 结果分析

4.1 三相电流测试结果分析

电梯运行过程分为启动、运行以及制动三个阶段。改造后的客梯，在轻载上行阶段处于发电状态，并不消耗电能，制动阶段通过变频调速，达到平稳制动。但是，改造后的客梯在启动阶段，无论是空载上行和空载下行，由于其变频器调整不到位，其启动电流都非常大，并没有达到变频启动的效果。

交流双速电梯在启动阶段，由于电动机定子和转子之间转差率很大，启动电流也非常大。而交流变频调速电梯通过改变输入电动机三相电的频率，在启动阶段采用无极变速的方式，使电梯平稳启动，其启动电流也是比较平稳的达到正常运行值，不会出现电流过大以及突变的现象。

本文中的改造电梯虽然通过变频改造，但是其启动阶段并没有达到变频启动的效果，导致启动阶段电流过大，电梯启动不平稳，严重影响了电梯的乘坐舒适度。

4.2 能耗累积测试结果

装客梯的能耗积累曲线比较平稳，没有出现能耗突然增大的情况。而改造客梯，在上行启动和下行启动阶段，启动电流过大，能耗累积出现剧增的现象。

根据浙江省地方标准DB33/771-2009《电梯能源效率评价技术规范》的定义，电梯能效评价指标 指电梯按照规定的运行模式完成每吨千米运输量的平均耗电量。其计算公式为：

其中，E为电梯在规定工作周期内，从电网输入的电能。W为电梯在规定的工作周期内，轿厢运送有效载荷完成的工作量，即每次运送的有效载荷重量与被移动的垂直距离的乘积的综合。

两台电梯的层数都是9层，提升高度大致一样，额定载重量都是1000kg。在空载状态下，两台电梯端站之间往返一次消耗的电能，改造客梯和新装客梯差别不大。但是，由于该改造客梯在酒店这种电梯使用频率非常高的场合，其启动非常频繁，因此其耗能也会非常大。

5 结语

交流双速电梯改造为交流变频变压调速电梯具有很多的优点.但是在改造过程中，由于对变频器调试不到位，导致曳引机在启动过程中，启动电流和启动加速度过大，启动不平稳，影响了乘坐舒适度和能效性能。鉴于此，电梯安装和改造单位在进行交流双速电梯改造时，应当根据曳引机的规格型号，选择合适的变频器。并且认真对变频器进行调试，使改造后的电梯在启制动的平稳性、节能方面以及乘坐舒适度方面达到很好的状态。