陳中劍

摘 要：本文對交流雙速電梯改造為交流變頻調(diào)速電梯的原理進(jìn)行了介紹，并對改造后的電梯與一臺新裝交流變頻調(diào)速電梯進(jìn)行了電能測試，分析比較兩臺電梯的三相電流和能耗累積。分析結(jié)果表明，相較于新裝電梯改造電梯存在啟動電流大、啟動階段耗能快的問題。最后，分析問題出現(xiàn)的原因，并提出預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：電梯；交流雙速；交流變頻；電能測試1 改造方法

1.1交流雙速電梯拖動方式

交流雙速電梯調(diào)速原理，其電動機(jī)有兩個極對數(shù)不同的線圈繞組，分別為快車?yán)@組和慢車?yán)@組。電梯運(yùn)行過程中通過兩個繞組之間的切換來實現(xiàn)調(diào)速，屬于有級調(diào)速，只有啟動-快速-慢速-慣性停車幾個簡單步驟。該調(diào)速方式多采用開環(huán)方式控制，線路簡單、造價較低，因此廣泛應(yīng)用在年代較久的電梯上。但由于技術(shù)上的缺陷，交流雙速電梯存在乘坐舒適度差、平層精度低、運(yùn)行效率低、能耗大等問題，其一般只應(yīng)用于額定速度不大于1m/s的載貨電梯。

1.2 改造方法

交流雙速電梯改造為交流變頻調(diào)速電梯比較簡單，主要包括主機(jī)連線方式和控制系統(tǒng)兩個方面。主機(jī)連線的改造一般是將交流雙速電梯的電動機(jī)的慢車?yán)@組去掉，在快車?yán)@組上加裝變頻器，從而實現(xiàn)對電動機(jī)的變頻調(diào)速?？刂葡到y(tǒng)方面主要包括三個方面。

（1）交流變頻調(diào)速系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，需要檢測電動機(jī)的運(yùn)動來實現(xiàn)閉環(huán)控制。因此在電動機(jī)軸端需要加裝編碼器，將電動機(jī)的運(yùn)動信號反饋給PLC；

（2）原有的各安全信號（安全檢測信號，門鎖檢測信號，抱閘檢測信號，電機(jī)運(yùn)行檢測信號，超載檢測信號、極限檢測信號，限位檢測信號，換速檢測信號，平層檢測信號，司機(jī)檢測信號，消防檢測信號等等）接回變頻控制系統(tǒng)的各項指令點(diǎn)，然后在變頻控制系統(tǒng)里面設(shè)置各類別參數(shù)（信號的輸入類型，電梯的控制方式，電梯的運(yùn)行速度，額定載重，最大頻率，電機(jī)的各項參數(shù)，編碼器的型號及脈沖數(shù)，電梯的速度環(huán)與電流環(huán)的參數(shù)，電梯啟動→加速→恒速→減速→爬行的S曲線的速度比例，電梯平層時的微調(diào)功能開放，電梯各種功能層站的設(shè)定，電梯門機(jī)對應(yīng)各層的服務(wù)狀況等等）；

（3）參數(shù)設(shè)置完畢后就可進(jìn)行井道自學(xué)習(xí)，自學(xué)習(xí)完畢后電梯就可以正常運(yùn)行了。

2 測試過程和方法

檢驗中用到的儀器主要是鉗位功率計，其包括測試主機(jī)——接收測試數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，鉗式傳感器——測量電路中的電流，電壓線——測量電路中的電壓。量程范圍：交流電壓有效值至480V（相電壓）或960V（線電壓）；交流電流有效值至500A；頻率10Hz～70Hz?？蓽y量記錄數(shù)據(jù)：各相有功、無功和視在功率及合計值，頻率變化情況，瞬態(tài)波形，功率因數(shù)和正切因數(shù)，某段時間內(nèi)產(chǎn)生和消耗的電能總和；電壓、電流、功率的諧波至50次以及所有諧波的畸變率。測試過程主要包括以下幾個方面。

（1）設(shè)置。在儀器設(shè)置中，將測量方式設(shè)置為3P3W3M測量模式，采樣周期為1s，數(shù)據(jù)保存選擇保存到PC卡中。

（2）連線。將三根電壓線和三根電流線分別接到電梯主開關(guān)輸出端的三根相線上.

（3）測試。電梯轎廂處于空載，從任意端站開始，以正常速度運(yùn)行，在兩個端站之間來回運(yùn)行一次，記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)。

（4）分析。電腦讀取PC卡中的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

3 測試結(jié)果

改造客梯于1984年生產(chǎn)，型號為TKJ1000/1.0-JX，傳動方式為蝸輪蝸桿傳動，運(yùn)行層高為9層9站，額定載重量為1000kg。該電梯采用PLC控制，改造前其拖動方式采用交流雙速調(diào)速方式，通過在其更換控制柜，將其拖動方式改造為交流變頻調(diào)速。測試過程中，其運(yùn)行過程為頂層-底層-頂層。

新安裝的客梯于2015年生產(chǎn)，型號為唐TS1000/1.75-JXW，采用無齒輪傳動的永磁同步電動機(jī)，拖動方式為變頻變壓調(diào)速，運(yùn)行層高為9層9站，額定載重量為1000kg。其運(yùn)行過程為頂層-底層-頂層。

其中，運(yùn)行能耗累積是指電梯在整個空載運(yùn)行過程中消耗的有功功率。整個運(yùn)行過程包括下行啟動-平穩(wěn)運(yùn)行-下行制動-上行啟動-平穩(wěn)運(yùn)行-上行制動。

4 結(jié)果分析

4.1 三相電流測試結(jié)果分析

電梯運(yùn)行過程分為啟動、運(yùn)行以及制動三個階段。改造后的客梯，在輕載上行階段處于發(fā)電狀態(tài)，并不消耗電能，制動階段通過變頻調(diào)速，達(dá)到平穩(wěn)制動。但是，改造后的客梯在啟動階段，無論是空載上行和空載下行，由于其變頻器調(diào)整不到位，其啟動電流都非常大，并沒有達(dá)到變頻啟動的效果。

交流雙速電梯在啟動階段，由于電動機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間轉(zhuǎn)差率很大，啟動電流也非常大。而交流變頻調(diào)速電梯通過改變輸入電動機(jī)三相電的頻率，在啟動階段采用無極變速的方式，使電梯平穩(wěn)啟動，其啟動電流也是比較平穩(wěn)的達(dá)到正常運(yùn)行值，不會出現(xiàn)電流過大以及突變的現(xiàn)象。

本文中的改造電梯雖然通過變頻改造，但是其啟動階段并沒有達(dá)到變頻啟動的效果，導(dǎo)致啟動階段電流過大，電梯啟動不平穩(wěn)，嚴(yán)重影響了電梯的乘坐舒適度。

4.2 能耗累積測試結(jié)果

裝客梯的能耗積累曲線比較平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)能耗突然增大的情況。而改造客梯，在上行啟動和下行啟動階段，啟動電流過大，能耗累積出現(xiàn)劇增的現(xiàn)象。

根據(jù)浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)DB33/771-2009《電梯能源效率評價技術(shù)規(guī)范》的定義，電梯能效評價指標(biāo) 指電梯按照規(guī)定的運(yùn)行模式完成每噸千米運(yùn)輸量的平均耗電量。其計算公式為：

其中，E為電梯在規(guī)定工作周期內(nèi)，從電網(wǎng)輸入的電能。W為電梯在規(guī)定的工作周期內(nèi)，轎廂運(yùn)送有效載荷完成的工作量，即每次運(yùn)送的有效載荷重量與被移動的垂直距離的乘積的綜合。

兩臺電梯的層數(shù)都是9層，提升高度大致一樣，額定載重量都是1000kg。在空載狀態(tài)下，兩臺電梯端站之間往返一次消耗的電能，改造客梯和新裝客梯差別不大。但是，由于該改造客梯在酒店這種電梯使用頻率非常高的場合，其啟動非常頻繁，因此其耗能也會非常大。

5 結(jié)語

交流雙速電梯改造為交流變頻變壓調(diào)速電梯具有很多的優(yōu)點(diǎn).但是在改造過程中，由于對變頻器調(diào)試不到位，導(dǎo)致曳引機(jī)在啟動過程中，啟動電流和啟動加速度過大，啟動不平穩(wěn)，影響了乘坐舒適度和能效性能。鑒于此，電梯安裝和改造單位在進(jìn)行交流雙速電梯改造時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)曳引機(jī)的規(guī)格型號，選擇合適的變頻器。并且認(rèn)真對變頻器進(jìn)行調(diào)試，使改造后的電梯在啟制動的平穩(wěn)性、節(jié)能方面以及乘坐舒適度方面達(dá)到很好的狀態(tài)。