1.前言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及信息技術(shù)的普遍應(yīng)用，要求提高電梯的可靠性及安全性，便于人們?cè)诔俗娞輹r(shí)具有較大的舒適感。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電梯原本的繼電器控制功能隨之下降，無(wú)法滿足時(shí)代的發(fā)展需求。編程控制器是在原有控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成，是用于治理工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的電子裝置?；诰幹瓶刂破骶哂休^多優(yōu)點(diǎn)及其適應(yīng)于當(dāng)代電梯的發(fā)展需求，因此，電梯的控制方式將有原來(lái)的繼電器控制變?yōu)榫幊炭刂品绞?。與此同時(shí)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯原本的直流調(diào)速拖動(dòng)形式逐漸過(guò)渡到交流變頻調(diào)速的形式。變頻調(diào)速技術(shù)已成為當(dāng)代電梯行業(yè)的焦。

　　2.電梯調(diào)速技術(shù)的發(fā)展及其特點(diǎn)

　　電梯通常用變頻器進(jìn)行調(diào)速，通過(guò)調(diào)節(jié)定子的電源頻率以改變電動(dòng)機(jī)的速度。在調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)速度中，變頻器應(yīng)保持其內(nèi)部的壓頻比正常，以確保電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩正常。變頻器包括交交變頻器與交直交變頻器兩種，一般采用交直交變頻器進(jìn)行調(diào)速電梯。交直交變頻器是依據(jù)濾波的電容量與電感量決定直流環(huán)節(jié)電壓、電流的特點(diǎn)，其分為電流變頻器與電壓變頻器兩種，電壓變頻器常用于電梯改造中。變頻變壓電梯的調(diào)速系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是通過(guò)交流異步的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而成。三相交流電源的供電是運(yùn)用整流器形成全波整流，而其類似于直流式電源的電壓值則是通過(guò)電路濾波取得，最后通過(guò)逆變器進(jìn)行逆變形成可變電壓、可變頻率的三相交流電，以此推動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電。選用脈寬調(diào)制進(jìn)行控制，促進(jìn)電流輸出，減少噪音，降低電動(dòng)機(jī)的熱源損失，保障電梯正常運(yùn)行。

　　3.變頻調(diào)速電機(jī)的設(shè)計(jì)方法

　　3.1電機(jī)容量的設(shè)計(jì)

　　為有效調(diào)節(jié)電梯的最高、最低轉(zhuǎn)速，以及滿足電梯啟動(dòng)及過(guò)載的轉(zhuǎn)矩要求，應(yīng)選用和變頻器相協(xié)調(diào)的電機(jī)容量。根據(jù)輸出電流的額數(shù)，有效選擇相應(yīng)的變頻器容量。限制電梯系統(tǒng)的負(fù)載電流值低于輸出電流的額數(shù)，以免造成電梯運(yùn)行時(shí)發(fā)生逆變。對(duì)持續(xù)運(yùn)行的單臺(tái)電機(jī)，其輸出的電流額數(shù)應(yīng)比電機(jī)本身的額定電流高出1.1倍。若有多臺(tái)的電機(jī)一同使用一臺(tái)變頻器，應(yīng)限制其輸出的額定電流高于這幾臺(tái)電機(jī)的電流總額。在并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的多臺(tái)電機(jī)中，若有少數(shù)電機(jī)已在運(yùn)轉(zhuǎn)，但部分電機(jī)剛啟動(dòng)，將會(huì)造成中途啟動(dòng)的電機(jī)產(chǎn)生極大電流，對(duì)此，應(yīng)增加變頻器的容量，防止電梯中途發(fā)生故障。

　　3.2設(shè)計(jì)原理

　　電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電源的頻率成正比關(guān)系，若電源的頻率改變，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度也隨之改變。因此，可改變電源的頻率以有效調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度。將定子阻的抗壓降忽略不計(jì)，則其定子端的電壓同等于磁場(chǎng)強(qiáng)度。保持定子阻的電壓不變，提高電源的頻率，定子阻的磁場(chǎng)強(qiáng)度將會(huì)減少，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。反之，將使勵(lì)磁的電流升高，損耗嚴(yán)重。對(duì)此，依據(jù)被拖動(dòng)裝置的要求實(shí)施相應(yīng)的調(diào)速方法，以實(shí)現(xiàn)電梯變頻調(diào)速的最終目的。

　　4.變頻調(diào)速技術(shù)在電梯改造中的應(yīng)用實(shí)踐

　　4.1 SPWM系統(tǒng)的調(diào)速原理

　　SPWM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由電流檢測(cè)器、SPWM 變頻器、PWM 變換器、基極驅(qū)動(dòng)電路及數(shù)字控制器構(gòu)成。

　　選用基極驅(qū)動(dòng)電路來(lái)放大PWM 變換器發(fā)送的控制信號(hào)。采用電流檢測(cè)器檢測(cè)線路中的電流，將電動(dòng)機(jī)的電流變?yōu)? V或4 V的直流電壓，并將其傳送到 PWM變換器中，便于控制PWM變換器的電路信號(hào)值。數(shù)字控制器即為微處理器，比較速度的反饋信號(hào)和速度的給定信號(hào)，并以速度運(yùn)算器運(yùn)算對(duì)比后的信號(hào)，形成一項(xiàng)轉(zhuǎn)矩的指令，傳入到具有電流指令的運(yùn)算器。速度反饋及轉(zhuǎn)矩指令的信號(hào)經(jīng)電流指令的運(yùn)算器對(duì)比運(yùn)算后形成成電流指令，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后生成調(diào)頻指令，進(jìn)而輸送至PWM 變頻器。SPWM 變頻器主要由整流器與逆變器組成。其中逆變器主要由有個(gè)功率較大的晶體管模塊組成，任何一個(gè)模塊均裝有1個(gè)續(xù)流的二極管。因此，只需改變驅(qū)動(dòng)電路中傳送信號(hào)的頻率，即可改變變頻器的頻率。

　　4.2變頻調(diào)速系統(tǒng)

　　電梯主要采用16位或者32位微處理器的變頻調(diào)速器進(jìn)行控制，變頻調(diào)速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由控制與驅(qū)動(dòng)組成，編程控制器利用其外部的控制端，以達(dá)到起停、S曲線加減速、正反轉(zhuǎn)以及多段速度的控制目的。另外，在矢量控制的運(yùn)算中，應(yīng)選用電機(jī)本身的部分參數(shù)，使變頻器進(jìn)行自我測(cè)出，除此之外，這種變頻器還擁有過(guò)載、過(guò)流、過(guò)壓及欠壓、超速及失速以及電動(dòng)機(jī)過(guò)熱的功能。這種變頻器為電梯提供零速信號(hào)、停止信號(hào)、運(yùn)行準(zhǔn)備信號(hào)及速度到達(dá)信號(hào)等功能，利用編程控制器結(jié)合變頻器以及外部信號(hào)向外發(fā)出控制信號(hào)。通過(guò)分析以及邏輯運(yùn)算對(duì)變頻器及外部設(shè)備進(jìn)行控制，控制電梯調(diào)速，關(guān)鍵在于對(duì)其平層進(jìn)行加速或者減速[4]。在控制電梯調(diào)速的過(guò)程中，應(yīng)掌握電梯調(diào)速的啟動(dòng)、平層減速及再平層的控制。

　　4.3 PC控制系統(tǒng)的設(shè)備

　　將控制系統(tǒng)中能發(fā)射施令或者信號(hào)的開關(guān)、按鈕及傳感糟包括內(nèi)外呼按鈕、廳門聯(lián)鎖開關(guān)、脈沖編碼器信號(hào)及負(fù)荷檢測(cè)信號(hào)等作為PC控制系統(tǒng)的輸入設(shè)備。與此同時(shí)，在控制系統(tǒng)中安裝有無(wú)司機(jī)操作的檢修慢車開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)，以保持有無(wú)司機(jī)正常檢修及轉(zhuǎn)換狀態(tài)的目的。將控制系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，例如繼電器、接觸器、報(bào)警器、抱閘及開關(guān)門信號(hào)等作為PC的輸出設(shè)備，選用安全回路的信號(hào)控制主回路的通斷過(guò)程，使PC控制系統(tǒng)和變頻器間存在一定的通訊線路，達(dá)到PC系統(tǒng)中的CPU和變頻器的CPU具有相同的信號(hào)通訊，以此互相監(jiān)督及控制對(duì)方。

　　4.4電梯編程控制器的改造

　　采用編程控制器代替原本的繼電器控制，加以調(diào)節(jié)電梯的運(yùn)行速度，提高電梯的隔音效果，降低其的噪音。通過(guò)編程控制器中的軟觸點(diǎn)取代原有繼電器的硬觸氯。使電梯系統(tǒng)的邏輯回路正常運(yùn)行，提高其的安全性及可靠性，減少電梯發(fā)生故障的頻率。與此同時(shí)，選用變頻器取代原本的調(diào)速部分，使人們?cè)诔俗娞輹r(shí)覺得更加舒適、安全。在電梯改造中應(yīng)注意幾個(gè)要點(diǎn)：首先，補(bǔ)充安裝觸板或者光電保護(hù)的設(shè)備，將貨梯改成自我控制的形式。其次，補(bǔ)裝未具有測(cè)量重量功能的設(shè)備，保持原有的定載重量及額定速度。再次，采用軟件或線路確保轎頂行駛慢車時(shí)。禁止車輛在機(jī)房及轎內(nèi)行駛，以保證轎頂上的人員安全操作。最后，對(duì)未設(shè)有自動(dòng)關(guān)閉按鈕的平面層，應(yīng)在電梯的各個(gè)層面裝設(shè)安全可靠的層門自動(dòng)關(guān)閉設(shè)備等。

　　5.結(jié)論

　　總之，變頻變壓電梯通過(guò)其本身獨(dú)有的先進(jìn)技術(shù)以及良好性能，到達(dá)了快速、節(jié)能、舒適、低噪音、平層準(zhǔn)確及安全可靠等目的?；谧冾l變壓電梯擁有優(yōu)勢(shì)的調(diào)速性能以及明顯的節(jié)能效果，相信在不久的將來(lái)將調(diào)壓調(diào)速電梯取代。