蘇玉霞 牧仁

摘要：文章以安川VGL型變頻器為例，基于變頻器的工作原理，從技術(shù)層面對(duì)電梯變頻調(diào)速的升級(jí)改造進(jìn)行深入探討，旨在提高電梯運(yùn)行效率的同時(shí)，為用戶提供更安全、更便捷的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：變頻變壓調(diào)速 電梯技術(shù)改造 問(wèn)題

變頻變壓電梯控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱VVVF），是上世紀(jì)八十年代全球廣為應(yīng)用的電梯控制技術(shù)。交流電通過(guò)VVVF可以整定為直流電，再經(jīng)逆變器整定為與各電壓等級(jí)或頻率相符的交流電，進(jìn)而改變交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)按照接收的指令，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制交流電動(dòng)機(jī)的電流、電壓和轉(zhuǎn)速，通過(guò)精確操控來(lái)確保電梯穩(wěn)定運(yùn)行。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)所用的大多數(shù)電梯多為交流雙速或可控硅調(diào)壓調(diào)速控制，而且大都裝設(shè)于八十年代。這類電梯主要通過(guò)繼電器和選層器來(lái)完成變速邏輯。當(dāng)電梯的使用時(shí)間達(dá)到一定年限后，完成變速邏輯的兩個(gè)部件會(huì)因過(guò)度磨損而導(dǎo)致接觸不良，插接口氧化。同時(shí)，人為使用不當(dāng)也會(huì)加劇磨損程度，久而久之，電梯設(shè)備嚴(yán)重老化，運(yùn)行效率逐漸降低，耗電量卻逐漸增加，而且常常出現(xiàn)礅底、沖頂、困人和亂層等故障，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人員傷亡。

這類電梯的控制系統(tǒng)雖然存在缺陷，但機(jī)械部分狀態(tài)良好，若按要求加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)，完全可以降低故障發(fā)生率。我們?cè)谌粘ｋ娞菅矙z時(shí)發(fā)現(xiàn)，用變頻調(diào)速器及可編程控制器（PLC）替代原有控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電梯的升級(jí)改造，這樣便可在控制能耗的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電梯的高速運(yùn)行，較以往的電梯設(shè)備來(lái)說(shuō)，不僅能壓縮運(yùn)行成本，而且電梯的安全性能大大提高。

1 變頻器工作原理

目前，國(guó)內(nèi)電梯設(shè)備所采用變頻均為安川VS676-

VGL系列電梯專用變頻器，這是國(guó)內(nèi)眾多電梯安裝公司對(duì)市場(chǎng)中的變頻器經(jīng)綜合比選后的結(jié)果。安川VS676-VGL系列電梯專用變頻器的主回路采用最大調(diào)制頻率12.80kHz的IGBT開關(guān)元件?？刂苹芈酚纱磐ㄩ]環(huán)、轉(zhuǎn)速閉環(huán)和磁場(chǎng)定向矢量控制。為使矢量控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能與直流調(diào)速系統(tǒng)相當(dāng)，必須依靠磁通調(diào)節(jié)器和磁通觀測(cè)器來(lái)控制動(dòng)態(tài)中轉(zhuǎn)子磁通的恒定狀態(tài)。控制系統(tǒng)主要對(duì)實(shí)際轉(zhuǎn)子磁通實(shí)施閉環(huán)控制。通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換把定子電流分解為轉(zhuǎn)距電流分量Iq與勵(lì)磁電流分量Id，分別實(shí)施控制。通過(guò)矢量控制器可進(jìn)行3/2相變換及坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換，同時(shí)能對(duì)電動(dòng)機(jī)的磁通量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，正弦波PWM逆變器在磁通量運(yùn)算結(jié)果的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生三相定子電流。變頻器調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍能達(dá)到1：1000，接近零速的條件下可產(chǎn)生150%的額定轉(zhuǎn)距?；谧冾l器容量配備相應(yīng)制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻，可以在四個(gè)象限內(nèi)準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)速，以達(dá)到電梯調(diào)速的要求。

2 電梯技術(shù)改造方案的實(shí)施

以可編程控制器（PLC）替代舊電梯的邏輯控制回路，從而確保邏輯回路穩(wěn)定運(yùn)行，降低故障率。

2.1 PLC控制系統(tǒng)的I/0配置 將系統(tǒng)發(fā)出指令或信號(hào)的傳感器、開關(guān)、按鈕作為編程控制器的輸入，并在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置手動(dòng)操作與自動(dòng)操作的轉(zhuǎn)換開關(guān)，也便于檢修。PLC輸出可通過(guò)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成。系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括報(bào)警器、繼電器、接觸器、轎內(nèi)和廳外層樓指示、變頻調(diào)速器的速度指令端子、風(fēng)扇、抱閘、開關(guān)門信號(hào)等。系統(tǒng)的安全回路通過(guò)信號(hào)控制主回路的開閉。變頻器的CPU通過(guò)通訊線路與PLC的CPU進(jìn)行信號(hào)交互，二者協(xié)調(diào)配合，共同監(jiān)測(cè)電梯設(shè)備故障。

2.2 變頻調(diào)速系統(tǒng) 電梯專用變頻調(diào)速器所用的處理器多為十六位或三十二位的微處理器，內(nèi)部可分為控制與驅(qū)動(dòng)兩大部分。變頻器的正反轉(zhuǎn)、速度控制、啟停都通過(guò)其外部控制端子來(lái)實(shí)現(xiàn)。變頻器自動(dòng)檢測(cè)電機(jī)的技術(shù)參數(shù)來(lái)完成矢量控制運(yùn)算。在電梯調(diào)速控制過(guò)程中，啟動(dòng)加速與減速平層的控制是控制要點(diǎn)。

2.2.1 啟動(dòng)加速控制：①將預(yù)勵(lì)磁命令發(fā)送至變頻器，

給電動(dòng)機(jī)建立磁場(chǎng)；②一級(jí)延時(shí)后發(fā)送指令打開抱閘；③經(jīng)二級(jí)延時(shí)抱閘打開后發(fā)送速度指令。

2.2.2 減速平層控制：電梯減速按照距離直接停車平層，也就是說(shuō)各層站的減速距離必須是相同的。減速至平層時(shí)無(wú)爬行過(guò)程，運(yùn)行速度以零速為基準(zhǔn)減速。為確保電梯平穩(wěn)停車，必須在電梯接近零速的情況下再通過(guò)變頻器發(fā)送合抱閘指令，經(jīng)一級(jí)延時(shí)后發(fā)送停止勵(lì)磁指令。如果電梯停車后沒有到達(dá)平層，可實(shí)施再平層控制。

2.2.3 再平層控制：在電梯門打開、電梯在平層區(qū)內(nèi)低速運(yùn)行（一般是運(yùn)行速度的1%）時(shí)可實(shí)施再平層控制。安川VGL型變頻器的低頻轉(zhuǎn)距扭力很好，經(jīng)實(shí)際監(jiān)測(cè)后發(fā)現(xiàn)，電梯內(nèi)即使有110%的額定載重也可以正常實(shí)施再平層控制。該變頻器控制系統(tǒng)應(yīng)用了脈沖編碼定位控制技術(shù)，因而僅僅轎頂留設(shè)了一套可進(jìn)行再平層控制的平層感應(yīng)裝置，省去了井道內(nèi)的減速感應(yīng)器。

3 改造中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

①要將貨梯改為全自動(dòng)集選控制模式，除了要安裝側(cè)重裝置以外，還需加設(shè)光電保護(hù)或安全觸板；②維持原額定載重量，額定速度以及鋼絲繩原曳引比方式不變；③應(yīng)用線路或軟件保證轎頂行慢車時(shí)，為避免轎頂操作人員發(fā)生人身傷亡事故，此時(shí)嚴(yán)禁機(jī)房與轎內(nèi)行車；④為電梯配設(shè)層門自動(dòng)關(guān)閉裝置；⑤以繩、鏈聯(lián)接的層門門扇，應(yīng)該在被動(dòng)門扇上加裝電氣安全裝置；⑥對(duì)限速器、安全鉗的聯(lián)動(dòng)性能進(jìn)行檢測(cè)，老化或質(zhì)量低劣的限速器要及時(shí)換新；⑦制動(dòng)器必須進(jìn)行全面分解，切忌油垢沾染閘帶，定期清理并潤(rùn)滑電磁鐵可動(dòng)鐵芯和銅套的間隙，確保其隨時(shí)保持良好的工作狀態(tài)。

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