張 杰 方國慶

（金華市特種設(shè)備檢測中心，浙江 金華321000）

0 引言

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，變頻技術(shù)越來越成熟。原來的電梯繼電器無法滿足人們對電梯使用性能和可靠性越來越高的要求，而變頻技術(shù)在電梯中的應(yīng)用能很好地解決電梯運(yùn)行過程中對速度變換的要求，并且采用變頻器更加安全可靠，維修使用更簡單，因此變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，成為目前電梯行業(yè)研究的焦點(diǎn)之一。

1 變頻技術(shù)

變頻技術(shù)實(shí)際是變頻變壓技術(shù)，其在改變電源頻率的同時改變電源的電壓?；谧冾l技術(shù)的成熟廣泛使用的產(chǎn)品就是變頻器，變頻器的作用是把原有固定頻率的交流電轉(zhuǎn)變成連續(xù)可調(diào)的交流電，也被稱為VVVF。變頻過程如圖1所示。

圖" 變頻過程

變頻器以改變電機(jī)頻率和電壓來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，最為常見的變頻技術(shù)有直接變頻（交—交變頻技術(shù)）和間接變頻（交—直—交變頻技術(shù)）。

（1）直接變頻技術(shù)：是指把交流電變成頻率相對較低的交流電，其大量使用在功率較大的交流調(diào)速電路中。該技術(shù)由于最高輸出頻率大約是電網(wǎng)頻率的1／3，節(jié)能效果差，目前，這種傳統(tǒng)的變頻技術(shù)在變頻領(lǐng)域已逐漸被淘汰。

（2）間接變頻技術(shù)：就是把電網(wǎng)中的交流電先整流成直流電，再把直流電變頻為符合要求的交流電，變頻的方式又分方波變頻和諧振變頻。間接變頻電路主要由整流器、濾波環(huán)節(jié)及逆變器組成，變頻器在工作過程中先把三相交流電通過橋式整流成直流電，經(jīng)過微處理器的調(diào)控處理后，再將直流電逆變?yōu)殡妷汉皖l率都可調(diào)的三相交流電，然后采用正弦脈寬調(diào)制方法將電流輸出到需要調(diào)速的電機(jī)中。

變頻調(diào)速技術(shù)相對于傳統(tǒng)繼電器技術(shù)具有非常好的節(jié)能和調(diào)速性能，應(yīng)用到電梯控制中，能很好地完成電梯的速度調(diào)控。

2 雙速電梯與變頻電梯比較

（1）雙速電梯的變速系統(tǒng)采用變極調(diào)速方式，即用雙繞組三相異步電機(jī)來調(diào)速。這種電梯的運(yùn)動過程主要包括啟動→快速→慢速→慣性停車4個階段。電梯在運(yùn)行過程中，電流的轉(zhuǎn)變比較大，速度轉(zhuǎn)換非?？欤@就是乘客在乘坐電梯時，有時會感覺到震動、受驚嚇、眩暈的原因。這種電梯技術(shù)簡單、價格低，原來的很多電梯都采用這種技術(shù)，目前已被逐步取代。但由于其成本低、性能高，大部分曳引式貨梯還采用這種雙速變極調(diào)速方法。

（2）變頻調(diào)速電梯具有更可靠、更快速、更精確的特點(diǎn)，在電梯運(yùn)行過程中能很好地滿足速度變換要求。該種電梯舒適度高、運(yùn)行速度快。變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)基于變頻調(diào)速原理，電梯專用的變頻調(diào)速控制器主要以16位和32位的微處理器為核心，實(shí)現(xiàn)控制和驅(qū)動功能，變頻器能實(shí)現(xiàn)端子正反轉(zhuǎn)、多段速度控制、啟停等多種操作。通過有關(guān)技術(shù)參數(shù)設(shè)定能夠?qū)崿F(xiàn)矢量控制，在電梯運(yùn)轉(zhuǎn)過程中調(diào)速控制主要包括減速平層、再平層和啟動加速：1）減速平層控制：能在減速后將運(yùn)行速度經(jīng)爬行轉(zhuǎn)為零速，以保證電梯舒適性；2）再平層控制：即電梯停止后沒有準(zhǔn)確停在平常位置而進(jìn)行的再平層校正，是一種微調(diào)；3）啟動控制：是一個指令順序命令，能夠保證電梯安全，不產(chǎn)生沖頂跟溜梯現(xiàn)象。

通過對比可知，變頻調(diào)速電梯具有更優(yōu)異的控制系統(tǒng)，調(diào)速性能和節(jié)能潛力更佳，能夠通過PLC和變頻器在電梯控制系統(tǒng)的應(yīng)用，完成計算機(jī)精確調(diào)節(jié)控制，有利于提高電梯運(yùn)行效率，使電梯獲得更好的運(yùn)行性能。

3 變頻技術(shù)應(yīng)用于雙速電梯改造

雙速電梯的舒適度、安全性都要低于變頻調(diào)速電梯，如果直接將雙速電梯直接替換為變頻調(diào)速的新電梯，成本會非常高。而通過對雙速電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)改造，也可實(shí)現(xiàn)電梯的變頻變壓調(diào)速，還能降低成本。變頻變壓電梯控制原理如圖2所示。

圖- 變頻變壓電梯控制原理

雙速電梯改造主要包括電梯控制系統(tǒng)改造和主機(jī)拖動系統(tǒng)改造兩個部分，改造步驟如下：第一步，將舊編碼器更換為變頻技術(shù)編碼器，新編碼器要安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上（具體而言就是安裝在電機(jī)中心軸上）；第二步，重新設(shè)置安全信號，安全信號主要包含制動器信號、超載信號、運(yùn)行狀態(tài)信號、換速信號、門鎖信號、開關(guān)門信號及安全回路信號等，要把原來的所有安全信號全部輸入到新的控制系統(tǒng)的對應(yīng)指令點(diǎn)上去，所有信號輸入設(shè)置完成后，要對變頻系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)重新進(jìn)行設(shè)置并校正；最后一步，變頻調(diào)速系統(tǒng)對故障進(jìn)行自檢，這個過程完成后，雙速電梯就改造完成，可以正常運(yùn)行了。變頻系統(tǒng)在自檢時能夠發(fā)現(xiàn)電梯運(yùn)行過程中的故障，對其進(jìn)行有效識別，并進(jìn)行報告，這樣維修人員就能快速有效地發(fā)現(xiàn)問題，并及時對存在的故障點(diǎn)進(jìn)行修理。

經(jīng)過改造，傳統(tǒng)的雙速電梯變?yōu)榱烁酉冗M(jìn)的變頻調(diào)速電梯，從而有效地提高了電梯的運(yùn)行效率，減少了運(yùn)行過程中的不平穩(wěn)現(xiàn)象，提高了電梯的舒適度。該改造過程并不復(fù)雜，并且性價比非常高，還能有效節(jié)能，減少振動，延長電梯使用壽命。

4 結(jié)語

電梯是人們上下樓的交通工具，其運(yùn)行時的舒適感非常重要，電梯啟動、減速和平層的運(yùn)行過程都要平穩(wěn)，而傳統(tǒng)雙速電梯舒適性差，相比來說變頻調(diào)速電梯運(yùn)行更科學(xué)合理，基于變頻變速技術(shù)對電梯進(jìn)行改造，能有效改善電梯的使用效果。變頻調(diào)速電梯能耗下降明顯，據(jù)統(tǒng)計可節(jié)能20%以上，因而具有更好的環(huán)保效益和社會、經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，對原來的雙速電梯進(jìn)行變頻技術(shù)改造非常必要且可行，它是電梯發(fā)展和應(yīng)用的一種趨勢。

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