变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用

2018-01-30林举华

中国设备工程 2018年11期

林举华

（广西壮族自治区特种设备检验研究院贺州分院，广西贺州 542899）

电梯作为人们日常生活中常用的一种特种设备，其性能、质量直接决定着人们交通出行的安全性。对此，在电梯的设计、制造以及应用中必须要对其进行系统分析，强化性能，提升整体的舒适度。而电梯舒适度作为电梯质量重要评价指标，在设计过程中必须要综合各种因素合理设计，这样才可以提高人们的满意度。

1 影响电梯舒适程度的原因

1.1 噪音以及振动的影响

电梯是一种机电化系统，具有悬挂类型结构，这种结构使电梯在运行过程中容易产生噪音和振动问题。这些问题的产生主要受机械和电气两个方面因素的影响。机械方面主要是电梯的主副导轨、下悬挂装置、轿厢结构、对重装置等设计容易使电梯出现质量问题；而电气方面则是电动机、控制系统在运行中匹配性不佳的问题导致电梯噪音等质量问题。

在电梯运行中产生的噪音与振动会直接传递到轿厢中，因电梯轿厢的构成与振动、噪音的频率相对较为接近，易诱发电梯出现共振现象，这在一定程度上加剧噪音和振动问题。当电梯快速运行时这种共振现象表现更为明显，如果人们在这种情况下乘坐电梯，较为严重的噪音和振动问题极易使人们出现心慌、恐惧的心理，这直接降低了电梯的舒适度。

1.2 钢丝绳松紧状况直接影响电梯舒适度

在电梯运行中其钢丝绳松紧状态也会直接导致电梯出现受力不均匀的问题。电梯钢丝绳作用力分布不均匀会在一定程度上加快电梯曳引轮的消耗，导致电梯在运行过程中出现构造运行异常的问题，从而给电梯的稳定运行带来了影响，直接的降低了电梯的舒适度。

1.3 人机交互直接影响电梯舒适度

人机交互是指电梯乘坐过程中人员与电梯直接接触的部分。在电梯的启动以及制动的过程中时间相对较为短暂，在这个短暂的时间中，人们的心理会出现一定的变化，主要是因为当电梯加速上升过程中会使人们出现一种失重状态，在下降的过程出现超重的状态。因此，电梯在变速的过程中，人体会出现下沉以及受重压的感觉；在减速变化的过程人们则会有一种上浮的感觉，这些不同感觉的变化会给人们的心理产生直接的影响，降低电梯乘坐的舒适度。随着电梯技术手段的完善与改进，这种状况在逐渐的降低。在现阶段，对电梯舒适度影响最大的因素是控制系统，电梯的控制系统主要是对电梯的速度进行系统控制，也就是说要想优化电梯速度，提升电梯乘坐过程中的舒适度，必须要加强对电梯调速系统的控制与管理。

2 变频调速系统概述

在实践中，对电梯电机调速进行优化的方式较为繁多，其中最为常用的就是变极调速以及变转差率调速两种方式，这两种方式从整体上说工作效率相对较低，在实践中会造成大量损耗，无法精准的控制其速度，甚至会给电机带来一定的影响与冲击，严重的会导致电梯出现变速冲击轿厢的状况。而与这两种方式相对比来说，变频调速的方式效果较为显著，在电梯舒适度改造中应用有着较为良好的效果。

变频调速就是一种基于定子电源频率变化而影响电机的一种调速方式。可以通过变频器进行变频调速控制，其主要的构成就是整流器、滤波器以及相关电路与控制器。这种变频器在应用中可以对低次频波进行系统的抵制，保障负载电机可以在电波稳定的状况之下持续的工作，同时在运行过程中产生的转矩脉冲也相对较小。

在实践中，变频调速在电梯运行中可以有效的保障其转差率的固定与稳定，这样就可以有效的提升工作效率与质量，进而提升调速的既定范围，合理的进行速度的控制。变频调速具有一定的经济节能特征，在电梯中的应用可以有效的解决噪音以及振动等问题，这样就会给人们更为舒适的体验。

因为变频调速技术具有较为显著的调速性能以及节能作用，应用较为广泛，因此人们对变频调速技术进行了深入的研究。现阶段国内外均已经研发出电梯专用的变频器，其主要就是基于调频调速为主流进行电梯拖动调速控制，同时综合PLC的控制功能，可以有效的提升其控制质量与效果。在电梯的控制系统中，应用PLC的主要作用就是加强对逻辑的控制，再通过变频器加强对电梯拖动机构的系统调速与监控，此种方式也可以在电梯改造中应用。

应用较为广泛的电梯控制手段就是变频变压调速系统，此系统主要就是利用电压、速度以及电流之间的信息信号反馈方式，通过计算机对整个电梯系统进行精准的调节与控制，可以有效的增强电梯运行的速度，加强对电梯电压、电流以及速度等信息的精准控制，提升电梯的运行性能，可以保障电梯运行过程中曲线的平滑稳定，加强对整个电梯制动速度的合理控制，实现变化率控制的最优化，进而增强人们乘坐电梯的舒适感。

3 变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用

3.1 变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用现状

在常规状况之下，通过变频器对电梯进行调节就是综合定子电源频率的调整的方式，加强对电梯电动机速度的控制与优化。在对电动机速度进行调整的过程中，必须要保障变频器的稳定运行，进而保障电梯在运行过程中电动机转矩的正常运行。

在实践中常用的变频器主要就是交交变频器以及交直交变频器两种类型，在进行电梯调速过程中应用的就是交直交变频器。此种变频器可以分为电流变频器以及电压变频器两种类型。在电梯改造中应用较多的就是电压变频器，而变频变压器在本质上来说就是一种通过交流异步模式的电动机驱动开展各项操作处理的。

3.2 变频调整技术在控制电梯舒适度的应用

（1）电梯井的信号控制。利用变频调速技术加强对电梯舒适度的改造与控制，主要就是通过拖动调速部分以及逻辑控制两个系统开展。其中电梯专用的变频器主要作用就是加强对拖动机械的速度控制，将PLC作为整个控制系统的重要处理器，强化对电梯的逻辑控制。因为PLC系统操作简单、编程容易，具有较高的可靠性，在电梯控制领域中应用效果较为显著。而通过变频调速技术对电梯井道中信号进行控制，可以利用变频器的距离控制的方式加强对电梯井的管理，在控制中可以保留整个电梯平层中的感应信号，加强对极限开关信号以及减速信号的控制，这样就可以有效的提升控制质量与效果。

（2）电梯运行系统的控制。在电梯运行中，要将电梯安全信号逐次的与逻辑控制PLC输入点进行链接，通过对电梯制动器的信号、电梯门锁、电梯超载信号、电梯换速、电梯安全同路、电梯开关门以及电梯运行状态等信号进行系统的编码处理，进行PLC输入点的系统分配，加强对变频速度系统参数的合理控制，再让电梯进行系统学习运转，这样就可以保障整个电梯的稳定运行。如果在操作中，电梯的井道出现了故障问题，变频系统则可以综合实际状况对其产生的故障状况以及信息进行系统的识别与报告处理，系统会自动记录最近20次的故障信息，这样可以为维修作业提供支持。

电梯的逻辑控制系统主要核心部件就是PLC，其主要作用就是加强对电梯的运行进行逻辑分析以及精准判断，因为PLC的指令以及功能较为完善，可以实现对整个电梯的系统控制。在电梯的逻辑控制系统中其主要分为运行方向同路、运行方式控制与选择、电梯开关门控制以及选层同路等相关内容。同时，PLC系统也具有故障检测以及功能显示的作用，可以将电梯运行过程中一些常见的故障问题通过代码的方式进行编辑处理，并且在PLC内部中对其进行存储，再利用数码管的方式对故障类型与相关内容进行显示，这样就可以为故障排除以及电梯维护提供保障。

在生活中较为常见的电梯主要就是通过十六位以及三十二位的微处理器系统进行控制的，其中变频调速器主要可以分为控制以及驱动两个内容，编程控制器主要应用的就是外部控制部分的方式对电梯的各项操作进行系统控制，在对电梯的矢量控制进行计算机的过程中，必须要综合电机参数对其进行系统的监测处理。同时，应用变频调速技术可以加强对过载、过流以及欠压过压、超速失速等系统控制，可以为电梯运行过程中提供零速信号提示等，对于电梯的停止信号、准备启动信号、达到速度信号也可以进行系统的通知，应用变频调速技术可以将编程控制器以及变频技术进行充分的融合，加强对外部信息的处理与发射，进而加强对电梯运行速度的控制，实现对电梯外部设备状况的掌握，进而加强对电梯运行速度的控制。