变频调速技术在液压电梯速度控制中的应用

变频调速技术在液压电梯速度控制中的应用

史衍军

华升富士达电梯有限公司哈尔滨分公司

【摘 要】开展液压电梯速度控制工作期间，要求工作人员要合理运用变频调速技术，以便充分发挥液压传动控制和电气控制的优势，相较于传统的阀控液压电梯而言，应用变频调速技术不仅能够有效提升液压电梯的控制性能，还能提升电梯运行的安全性。本文就变频调速技术在液压电梯速度控制中的运用进行分析，以降低液压电梯运行过程中消耗的能源。

【关键词】变频调速技术；液压电梯；速度

变频调速技术的运用不仅能够有效提升液压电梯运行的安全性，还能降低其运行过程中出现故障问题的概率，能够有效提高人们出行的安全性，有效控制电梯轿厢的速度，减少电梯出现升温问题的概率，提高液压电梯运行的舒适度。

1变频调速技术概述

作为现代电力传动技术的重要发展方向，变频调速技术本身为变频调速系统的核心，变频器的性能与调速性能有着直接关系，就变频调速技术的基本原理进行分析，可知，工作电源与电机转速之间呈正比例关系，要想改变电机转速，需要先改变电动机工作电源的频率。另外，变频器运行期间采用的技术为微电脑控制技术、交－直－交电源变换技术、电力电子技术，其本身为综合性的电气产品，采用的控制方式为V/F、直接转矩控制（DTC）等，人们日常生活中经常会运用变频调速技术，不仅能够有效降低液压电梯的运行成本，还能提升电梯的整体性能。

20世纪60年代以前，直流调速一直以控制能力强、可靠性高、噪声低、控制电路简单等一系列优良的性能在传动领域中占据着主导地位。但是，由于换向器的存在，使直流电动机的维护工作量加大，单机容量、最高转速以及使用环境等都受到限制。另外，随着电力电子技术、控制技术以及微型计算机和大规模集成电路的飞速发展，交流调速取代直流调速，计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。因此，人们便转向应用结构简单、运行可靠、便于维护、价格低廉的交流电动机。然而，要实现对交流电动机高性能的调速远比直流电动机调速困难得多。另外，随着新型自关断电力电子器件、智能功率集成电路的问世，现代控制理论的发展和计算机技术的应用，新的控制策略不断涌现，使得交流调速技术得到迅猛发展，并已在冶金、机械、电气、纺织、食品等行业得到普遍应用，交流调速以其显著的节电效果，优良的调速性能以及广泛的适用性逐步取代直流调速的地位，已经成为电气传动领域发展的主流方向。

2变频调速技术特点

2.1节能

根据国家电机能效提升计划，从电机自身情况看，我国电机效率平均水平低于国外3-5个百分点，要提高电机效率就必须提高节能手段。

2.2提高网侧功率因数

无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重。使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，功率因数很高，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

2.3软启软停功能

电机一般为直接启动或Y/D启动，启动电流等于4～7倍额定电流，这不但要求电网容量高，而且启动时会对设备和电网造成严重的冲击，影响使用寿命。使用变频装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备的使用寿命。

3变频调速技术在液压电梯速度控制中的应用原理

变频调速液压电梯主要由三相交流异步电动机、变频器、液控单向阀、螺旋杆、防爆阀、手动泵等组成，其中控制器应用过程中会运用计算机，液压电梯反馈时采用的形式为轿厢直接速度反馈形式，电梯上行过程中，计算机会自动输出上行的信号，控制信号经由D/A直接传输至变频器的内部，经由二极管整流、PWM控制逆变器、电容滤波之后，会产生一定电压和频率的交流电，其能够有效驱动异步电梯运行，从而带动液压泵输出液压油推动电梯上行，其间光电编辑码会不断检测轿厢的速度，并将检测到的数据信息传输至计算机内部，以便为后续大闭环控制工作开展提供准确的数据依据。同时液压电梯下降期间，可以充分利用自身的优势做功，这个过程中不需要外界给予能量，其间液压缸与液压泵的作用相同，液压泵能够作为马达使用。同时液压电梯下行期间，计算机要给出控制信号，并打开控制单向阀，单向阀开启需要按照一定流程，无法将单向阀全部打开，如果单向阀全部打开，那么电梯会产生下沉状况。另外，就单向阀周围的实际状况进行分析，可知两端位置存在压力传感器，其的作用主要为控制电梯下降过程中的压力，明确电动机发电状态下会产生一定的能量，可以装配制动组件和制动电阻将电能消耗掉，运用变频调速再生电能回馈制动装置将能量回馈电网。

4分析变频调速液压电梯的控制特点

对比变频调速液压电梯与传统阀控液压电梯，可知变频调速液压电梯本身更具优势，以下就其的具体优势进行分析。

4.1电梯升温得到了有效减少

详细了解阀控液压电梯，可知其本身没有能量和配重回收装置。但是，实际电梯运行期间会消耗掉轿厢自动和载重的全部势能，这些势能会全部转化成为热能，根据相关数据统计，阀控液压电梯本身消耗的能源一般主要为交流双速电梯的两倍，在所有交流电动电梯中属于消耗最大的一种电梯类型，由于其的这种特点，不仅在一定程度上降低了电梯的经济性，还会导致电梯的油液出现温度升高状况，尤其是夏季这种现象尤为严重，电梯频繁使用状况下，油温会处于持续上升状态，直至油温上升至液压轿厢无法承受的情况，此时电梯会出现停机现象，不仅会给用户正常出行造成较大不利影响，还会降低电梯本身的舒适度和控制性能，由此可知，升温问题对液压电梯正常运行造成的影响较大。

与液压电梯相比，变频调速液压电梯采用的技术为变频调速技术，这一技术改变了液压电梯的变转速容积调速方案，就变频调速液压电梯的能耗和传统阀控液压电梯的能耗，可知变频调速液压电梯运行时损耗的能量更小，不仅能够有效节约电梯运行时消耗的能源，还能降低电梯运行期间油液提升的温度，根据相关数据统计，变频调速液压电梯上升过程中能够有效节省15%的能量，相较于出传统阀控液压电梯而言更具优势。除此之外，针对电梯下行运行过程中产生的势能，变频调速液压电梯系统能够通过能量回馈电网的形式改善运行条件，这个过程中热量并不会传输给油箱，有效地缩短了电梯油箱温升问题出现的概率。

4.2电梯运行的舒适性和运行精度提高

变频调速液压电梯的实际运行曲线与理想速度曲线具有更好的相似性，电梯启动加速、匀速运行、减速运行到最后的平层，均好于阀控，变频调速液压电梯控制器初始输出值小于阀控，而电梯运行过程中控制器输出的电压最大值与最小值之差远大于阀控，表明变频调速液压电梯控制的死区小、线性控制范围大。

5总结

作为新兴技术，变频调速技术能够有效提高液压电梯的电气控制水平，不仅能够有效缩短电梯的运行时间，还能提升电梯本身的控制性能，降低电梯运行过程中消耗的能源，增强电梯本身运行的精准度，更好地满足人们对出行舒适度、安全性等的要求。

参考文献

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