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【摘 要】随着我国科学技术的发展变频器技术得到了广泛的应用，与普通驱动技术相比，频率逆变器性能更加优越，在曳引式电梯中异步电动机的变频控制系统得到了广泛的应用。本文介绍了变频器系统的工作原理，希望可以给读者带来启发。
【关键词】电梯；变频器
与普通驱动技术相比，变频器的性能更好，所以在电梯系统中变频器技术十分普遍。虽然变频器技术有很大的优势，对电网的影响较小，但仍存在一定的问题，乘客的舒适感是在曳引电梯的运行过程中需要考虑的问题，因此对变频器提出了更高的要求。从“机电系统”这一意义来看，这些技术的应用提供了更新的机遇。
1.电梯运行特性
在异步电动机频率控制操作中，需要把电网电压转换成变压变频三相系统，因此需要一个控制元件来完成这一功能。采用变频器控制系统，只要在力矩—速度范围内，都可以实现该功能。
1.1对控制系统的要求
在控制驱动装置中，“主动荷载”即为曳引式电梯。这类荷载的特点是不论速度多大，都需要电动和发电力矩，包括速度为零的情况。在电梯启动、抱闸打开时，需要有一个力矩可以瞬间形成，在电梯停止速度为零时需要一个控制力矩。在这一范围内要想实现电动机控制就需要保证磁通量是恒定的。要计算电动机外部的供电值，必须用复杂的矢量电动机模拟模型按照正确的变量方式进行计算，这样才能保证频率能根据负载的情况允许达到零值。对于“脉冲波形发生器”和“动力单元”这些信号虽然已经设定好了，但仍需要重新生成，尤其是通向频率范围比较小的情况下，并且对重新生成的变量的精度提出了更高的要求。因此要想防止因逆变整流器停机时间产生系统再生误差，可以利用“联机控制”输出值。控制系统性能的差异一般不是由控制原理造成，更多的是取决于各个型号的电机的质量。
1.2测速装置/“无传感器 ”
控制概念是否依然按原来需要一个分辨率较高的累加测速装置或者在没有测速反馈的情况下某电动机是否能正常工作是许多用户关心的问题。实际上这种“无传感器”系统只宜使用于频率为零时，且受到一定的限制。然而在经过开发后，这类产品的适用范围会扩大，在许多原来需要测速装置的场合都可以使用。通过利用测速装置来补充完善“无传感器”系统可以使其满足更高的要求，在使用的过程中只需结合具体要求，选取合适的测速装置即可。
1.3参数灵敏度
在使用过程中，需要保证电动机的数据处于正确的使用状态，研究振动对控制质量的影响意义重大。这些概念通过电动机的铭牌就可以获知，从而可以通过计算获知电动机的其他信息，因为在电动机工作的过程中会产生热量，导致这些量有一定的变化。
2.对电动机的要求
2.1力矩特性
在力矩这方面现代装置并没有特殊的要求，标准电动机的物理上有益的“硬”特性以及在老电梯改造中可能遇到的普通4/16极电梯电动机的“软”特性都可以适应。在老式电梯的改造工程中因为惯性轮的质量可以省略，导致对力矩的要求降低，所以老式电梯电动机最大力矩的下限值对电梯的改造并无影响。当系统对“软”特性提出要求时，增大了电动机的损耗，从而降低了选购的灵活性。
2.2标准电压/特殊电压
一些控制概念对输出电压有限制，要求输出电压不能达到电网电压的满值。通常这类变频器控制的电动机都装有特殊的电压设计，然而现代变频器所控制的电动机都是400伏特的标准设计。
2.3电网电流限定
变频器的电流限定不会限定输入电流值，因为可能会产生额外的电网电流损耗减少，实际上输入电流决定于实际功率的输出值，而变频器真正限制的是输出的电流。这样就可以保证不论调节量和荷载多大，电网电流最大的消耗量为一个确定的减少量。力矩/速度范围应与电梯实际力矩的范围相对应。当超出电流或力矩的要求时，控制系统可以自动适应运行的曲线，不会对舒适运行产生影响是充分发挥这一优点的前提。
3.电梯控制
3.1设定速度值
在电梯中使用变频器，最低标准是为了使运行时感觉舒适而设定的S形运行曲线。在结束运行时，速度为平层速度，直到停层开关，电梯在平层位置停靠。根据不同的系统，位置控制系统可以运用到停层开关到平层位置，也可以采用简单的方法，电梯轿厢减速通过机械制动装置来实现，一直到最后电梯停止。
3.2制动与起动
在短的使用时间内，要想保证运行时的舒适性，就要保证在制动器打开和闭合时对运行的性能没有任何影响。在使用脉冲测速装置时会自动探测制动器的打开时间，变频器则会设定对应的保持力矩。在此过程中保持力矩是自动计算的，所以起动时没有抖动感，并且不受荷载的影响。当使用测速反馈时，在变频器上用参数设定机械制动装置的打开时间，然后根据设定值指示器会自动延迟启动。在运行结束时至制动器完全闭合都会存在电气保持力矩，所以测速反馈功能并不会影响制动器的闭合时间。
3.3运行时间
在电梯的运行过程中不仅要考虑舒适感，同时还要保证运行时间是最优的。通常使用的“中间速度”并不是最佳的方案，所以在实际运行的过程中采取一定的措施逐渐向正常运行的曲线纠正，普通的运行曲线指示器具有一定的缺点，第一，必须手动优化运行曲线，以到达给定的标定制动距离；第二，如果要求在某固定时间必须到标定的位置，则会限制一部分。要想避免这些缺点，则需要采用新的方案：在速度控制曲线发生器上应用在线位置控制。一旦发出运行指令，就会以时间控制的方法，设定值增大至到制动标定的位置，与参数化的运行曲线数据对应。如果到达制动标定的位置，这时在线位置控制器开始工作。结合剩下的距离，将所有参数化运行的曲线参数考虑在内，时间优化运行的速度计算到平层的位置。到制动标定点的位置没有时间限制是很重要的一点。在任何时候到达制动标定位置，在线位置控制装置都会计算可达到的最大速度时的时间优化行程。一般简单的系统需要适当的延长平层距离或减小加速度。到现在为止，仍需要假设行程结束时，电梯通过平层开关的速度为平层速度，最终停靠在平层的位置。
4.小结
随着微电子技术的发展，将变频器技术应用到电梯系统中可以提高电梯的运行性能，通过在电梯系统中应用变频器以及智能功能的开发标志着曳引电梯技术达到一个新的高度。然而随着变频器技术的应用，对电梯的维修和维护提出了更高的要求，应培养相关的人才，做好变频器技术工作。
【参考文献】
[1]虞晖华.基于DSP和变频器的电梯门机控制系统[J].轻工机械，2013，31（4）：52-53.
[2]陈英杰，孙丽.电梯变频器的技术探讨[J].中国房地产业，2012，10（11）：85-86.
[3]于生渠.DSP和变频器技术在电梯门机控制系统中的应用[J].建材与装饰，2014，2（43）：156-158.
【关键词】电梯；变频器
与普通驱动技术相比，变频器的性能更好，所以在电梯系统中变频器技术十分普遍。虽然变频器技术有很大的优势，对电网的影响较小，但仍存在一定的问题，乘客的舒适感是在曳引电梯的运行过程中需要考虑的问题，因此对变频器提出了更高的要求。从“机电系统”这一意义来看，这些技术的应用提供了更新的机遇。
1.电梯运行特性
在异步电动机频率控制操作中，需要把电网电压转换成变压变频三相系统，因此需要一个控制元件来完成这一功能。采用变频器控制系统，只要在力矩—速度范围内，都可以实现该功能。
1.1对控制系统的要求
在控制驱动装置中，“主动荷载”即为曳引式电梯。这类荷载的特点是不论速度多大，都需要电动和发电力矩，包括速度为零的情况。在电梯启动、抱闸打开时，需要有一个力矩可以瞬间形成，在电梯停止速度为零时需要一个控制力矩。在这一范围内要想实现电动机控制就需要保证磁通量是恒定的。要计算电动机外部的供电值，必须用复杂的矢量电动机模拟模型按照正确的变量方式进行计算，这样才能保证频率能根据负载的情况允许达到零值。对于“脉冲波形发生器”和“动力单元”这些信号虽然已经设定好了，但仍需要重新生成，尤其是通向频率范围比较小的情况下，并且对重新生成的变量的精度提出了更高的要求。因此要想防止因逆变整流器停机时间产生系统再生误差，可以利用“联机控制”输出值。控制系统性能的差异一般不是由控制原理造成，更多的是取决于各个型号的电机的质量。
1.2测速装置/“无传感器 ”
控制概念是否依然按原来需要一个分辨率较高的累加测速装置或者在没有测速反馈的情况下某电动机是否能正常工作是许多用户关心的问题。实际上这种“无传感器”系统只宜使用于频率为零时，且受到一定的限制。然而在经过开发后，这类产品的适用范围会扩大，在许多原来需要测速装置的场合都可以使用。通过利用测速装置来补充完善“无传感器”系统可以使其满足更高的要求，在使用的过程中只需结合具体要求，选取合适的测速装置即可。
1.3参数灵敏度
在使用过程中，需要保证电动机的数据处于正确的使用状态，研究振动对控制质量的影响意义重大。这些概念通过电动机的铭牌就可以获知，从而可以通过计算获知电动机的其他信息，因为在电动机工作的过程中会产生热量，导致这些量有一定的变化。
2.对电动机的要求
2.1力矩特性
在力矩这方面现代装置并没有特殊的要求，标准电动机的物理上有益的“硬”特性以及在老电梯改造中可能遇到的普通4/16极电梯电动机的“软”特性都可以适应。在老式电梯的改造工程中因为惯性轮的质量可以省略，导致对力矩的要求降低，所以老式电梯电动机最大力矩的下限值对电梯的改造并无影响。当系统对“软”特性提出要求时，增大了电动机的损耗，从而降低了选购的灵活性。
2.2标准电压/特殊电压
一些控制概念对输出电压有限制，要求输出电压不能达到电网电压的满值。通常这类变频器控制的电动机都装有特殊的电压设计，然而现代变频器所控制的电动机都是400伏特的标准设计。
2.3电网电流限定
变频器的电流限定不会限定输入电流值，因为可能会产生额外的电网电流损耗减少，实际上输入电流决定于实际功率的输出值，而变频器真正限制的是输出的电流。这样就可以保证不论调节量和荷载多大，电网电流最大的消耗量为一个确定的减少量。力矩/速度范围应与电梯实际力矩的范围相对应。当超出电流或力矩的要求时，控制系统可以自动适应运行的曲线，不会对舒适运行产生影响是充分发挥这一优点的前提。
3.电梯控制
3.1设定速度值
在电梯中使用变频器，最低标准是为了使运行时感觉舒适而设定的S形运行曲线。在结束运行时，速度为平层速度，直到停层开关，电梯在平层位置停靠。根据不同的系统，位置控制系统可以运用到停层开关到平层位置，也可以采用简单的方法，电梯轿厢减速通过机械制动装置来实现，一直到最后电梯停止。
3.2制动与起动
在短的使用时间内，要想保证运行时的舒适性，就要保证在制动器打开和闭合时对运行的性能没有任何影响。在使用脉冲测速装置时会自动探测制动器的打开时间，变频器则会设定对应的保持力矩。在此过程中保持力矩是自动计算的，所以起动时没有抖动感，并且不受荷载的影响。当使用测速反馈时，在变频器上用参数设定机械制动装置的打开时间，然后根据设定值指示器会自动延迟启动。在运行结束时至制动器完全闭合都会存在电气保持力矩，所以测速反馈功能并不会影响制动器的闭合时间。
3.3运行时间
在电梯的运行过程中不仅要考虑舒适感，同时还要保证运行时间是最优的。通常使用的“中间速度”并不是最佳的方案，所以在实际运行的过程中采取一定的措施逐渐向正常运行的曲线纠正，普通的运行曲线指示器具有一定的缺点，第一，必须手动优化运行曲线，以到达给定的标定制动距离；第二，如果要求在某固定时间必须到标定的位置，则会限制一部分。要想避免这些缺点，则需要采用新的方案：在速度控制曲线发生器上应用在线位置控制。一旦发出运行指令，就会以时间控制的方法，设定值增大至到制动标定的位置，与参数化的运行曲线数据对应。如果到达制动标定的位置，这时在线位置控制器开始工作。结合剩下的距离，将所有参数化运行的曲线参数考虑在内，时间优化运行的速度计算到平层的位置。到制动标定点的位置没有时间限制是很重要的一点。在任何时候到达制动标定位置，在线位置控制装置都会计算可达到的最大速度时的时间优化行程。一般简单的系统需要适当的延长平层距离或减小加速度。到现在为止，仍需要假设行程结束时，电梯通过平层开关的速度为平层速度，最终停靠在平层的位置。
4.小结
随着微电子技术的发展，将变频器技术应用到电梯系统中可以提高电梯的运行性能，通过在电梯系统中应用变频器以及智能功能的开发标志着曳引电梯技术达到一个新的高度。然而随着变频器技术的应用，对电梯的维修和维护提出了更高的要求，应培养相关的人才，做好变频器技术工作。
【参考文献】
[1]虞晖华.基于DSP和变频器的电梯门机控制系统[J].轻工机械，2013，31（4）：52-53.
[2]陈英杰，孙丽.电梯变频器的技术探讨[J].中国房地产业，2012，10（11）：85-86.
[3]于生渠.DSP和变频器技术在电梯门机控制系统中的应用[J].建材与装饰，2014，2（43）：156-158.