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【摘 要】目前,我国经济的逐渐发展和城市化进程的不断加快,人们生活质量提高的同时对于高层建筑有着极大的需求量,以至于现代化电梯不断推陈出新。电梯作为人们日常生活中重要的一种交通工具,对于如何保证电梯有着更优越的舒适感始终是人们关注的焦点之一。因此本文对电梯舒适感的影响因素和改善策略进行探讨分析。
【关键词】电梯使用;舒适感;影响因素
引言
随着中国经济的发展,城市建设中高层建筑如雨后春笋拔地而起,使电梯得到了更加广泛的应用。电梯已经成为人们日常生活中频繁使用的工具。人们在确保电梯使用安全的前提下,电梯的舒适感也成为人们关注的问题。虽然人们乘坐电梯的时间短,振动较小,正常情况下不会影响乘客的安全及健康,但是如果电梯运行中的振动频率在人们的敏感频带时,乘坐者会有严重的不适感,产生恐惧心理。所以舒适的电梯要求运行中安静、平稳,这也是电梯检测的标准。
一、电梯舒适感的相关评价标准
电梯作为人们生活和工作中的一种重要的交通工具,更加注重乘坐电梯的一种舒适感,这种舒适感不仅仅有着放松调节人们身体的作用,同时对于人们的身心愉悦感受有着一定的影响作用,进而对人们的生活工作有着极其有利的促进作用。
一般而言,电梯舒适感的相关评价标准,首先源于电梯在启动加速的过程中,就要保证电梯有着一定的平稳性,乘坐电梯的人没有感觉到明显的振动感,而电梯在高速运行的过程中,电梯同时也要有着一定的平稳性进而使得人们没有感觉到电梯的任何抖动和摇晃。电梯减速停止运行的过程中,同样也是有着一定的平稳性。总而言之,电梯舒适感的评价标准,一方面就要保证电梯有着一定的平稳性,另一方面则要保证电梯运行和启动停止过程中没有一定的抖动和振动。
二、电梯舒适感的影响因素
1、机械系统
从机械系统方面来看,能够影响到电梯运行过程中舒适感的因素包括:导靴的间隙是否合理和润滑、导轨是否垂直、表面平整度和连接处是否衔接平稳、钢丝绳张力是否均匀、绳头夹板位置是否合适、轿厢安装是否紧固等。
(1)如果导靴安装过紧,电梯起动时会有台阶感,电梯停车时会有制动感。解决办法是尽量减小滑动导靴靴衬与导轨之间的间隙或者一定范围内增加滚动导靴弹簧的压力,从而减小水平方向的振动。并且定期检查靴衬和滚轮的磨损量,必要时更换。相反如果安装过松,电梯运行中会有晃动感。
(2)如果导轨的垂直度和两导轨的平行度误差过大,电梯在运行过程中会有抖动感。如果导轨连接处接头及台阶尺寸处理不好,电梯运行在这个位置时会有台阶感。解决办法是尽量减小轿厢导轨接头间隙和台阶的大小,越小越好。
(3)如果钢丝绳受力不均匀,受力大一侧的曳引轮绳槽摩擦力大,轮槽磨损大而造成抖动,轿厢也会随之抖动。解决办法是一方面调整钢丝绳的张力,使之趋于平衡。
(4)如果轿厢某个部件没有紧固好,当电梯高速运行时,该部件会产生相对位移,引起电梯的抖动,要做好防机械共振装置的检查。
(5)如果平衡系数过大或过小时,此时电梯启动或停止瞬间会出现上下抖动。解决办法是调整平衡系数,定期校验称重系统,使之能准确反映轿厢重量。
(6)抱闸装置也不是不能忽略的。如果抱闸的间隙过紧,电梯起动、运行和停车时都会有振动和抖动感,如果抱闸间隙过松,会导致电梯不按照预定位置停车甚至引发严重的安全事故。
(7)电梯在选择曳引机时,应该选择质量过硬的大型企业的产品。因为曳引机的机械运动部分是最常见的振动发生根源。
机械系统各个零部件的质量和各部分之间的协调工作是决定电梯舒适感的主要因素,而电气调速系统是在机械系统的基础上,对电梯运行中的舒适感做进一步改善工作。所以机械系统经检查没问题以后,才可对电气调速系统进行调整。
2、电气调速系统
在电梯调速系统中,由于变频器是按给定的起动、制动曲线来控制电动机的运行,因此给定的起动、制动曲线形状、变频器控制的电机反馈速度对曲线的跟踪程度及主控电脑板发给变频器控制信号的时序逻辑都将直接影响电梯运行的舒适感。所以选用性能优良的变频器对提高舒适感也很重要。对于电梯运行加减速过程中的舒适感,要通过给定的起动、制动曲线也就是电梯行业中俗称的s曲线调整来解决。
通过S曲线进行加速或减速时,能够减小机械的起动、制动时的冲击。电梯在起动和制动的过程中,速度的变化决定了电梯运行的稳定性,如果速度设置合理,不仅可以让电梯运行起来平稳、舒适感强,同时还会提高电梯的运行效率。
如果速度参数设置不当,加速上升或减速下降、加速下降或减速上升都会造成乘客的不适,影响电梯的舒适感。变频器能在加速、减速开始时,加速、减速结束时分别设定S曲线时间。加速时间是指输出频率从0%增加到100%所用的时间。减速时间是指输出频率从100%开始减速到0%所用的时间。以上表现为运行切换(正转/反转)时的S曲线特性(见图1)。
在安川G7型变频器中,C2-01为加速开始S字,C2-02为加速结束S字,C2-03为减速开始S字,C2-04为减速结束S字。设定S曲线特性时间后,加减速时间将按照下面的公式得出:加速时间=选择的加速时间+(加速开始时的S字特性时间+加速结束时的S字特性时间)/2;减速时间=选择的减速时间+(减速开始时的S字特性时间+减速结束时的S字特性时间)/2。
最佳的控制时序应该是变频器收到起动命令后,先是准备阶段也叫零速阶段,延时使电机驱动抱闸继电器使抱闸装置松开,再经过延时后,给出S运行曲线,整个运行过程的速度曲线可分为:起动圆角、直线加速段、加速圆角、恒速运行阶段、减速圆角、直线减速段、平层圆角、停车。在平層过程中,给出停车指令,断开抱闸。按照这个控制时序,可以使电梯在启动、运行、停车时有很好的舒适感。 S曲线的调整还与电梯所在的使用环境有关,对于医疗场所、游览观光电梯等对舒适感要求较高的,应适当减小相应参数,对于需要高效率的场合,可适当增大相应参数。在运行过程中,电梯要对运行曲线进行跟踪调整。
变频器必须对电机反馈速度严格跟踪,通过给定运行曲线的变化才能达到预期的舒适感。由于变频器按照用户输入的电动机参数建立数学模型,并按此模型控制电动机的起、制动运行,因此必须首先进行电机参数自学习。
速度环的比例增益和积分增益的参数也将影响曲线的跟踪程度。通常增大比例增益会改善系统运行时的动态响应,响应性将增大,提高了跟踪的快速性。但比例增益过大会引起系统的高频震动,电机噪声增大。上述是操作速度控制的比例增益时的响应(见图2)。
加大积分会提高系统的抗扰动能力和跟踪能力、提高平层精度,但积分时间长,则响应性能将降低,相对外地的反作用力也将变弱。积分时间过短,将会发生振动。上述是操作速度控制的积分时间变化的响应(见图3)。
通常先调节比例增益,在保证系统不振荡的前提下尽量增大该值,然后调节积分增益,使系统既有快速响应特性。
在电梯运行过程中,编码器会将实际的数据反馈给变频器,以便能够更好地跟踪和调整运行曲线。由此可见,编码器在电梯闭环运行中是不可缺少的,对改善电梯运行中舒适感有很大的作用。编码器是一个对速度、距离进行反馈的装置,它与主板、变频器、电机构成了一个闭环控制系统,在构成速度闭环的同时,也可构成位置闭环控制。电梯投入使用前,需要进行主板的自学习,将平层信号的位置、换速信号得位置、制动停车信号的位置、各个保护开关的位置等所对应的脉冲数一一存入相应的内存单元中。在电梯运行的过程中,通过编码器检测、并进行软件实时计算分析,从而进行楼层计数、平层信号、发出换速信号。所以编码器的脉冲数决定了系统的控制精度,如果成本允许可挑选脉冲数较高点的编码器,因为每转脉冲数越高,变频器越能实现快速检测,可以对运行曲线进行更精确的检测,以提高电梯的运行舒适感。影响电梯运行舒适感的因素可以概括为机械和电气两方面,基于电梯机械结构的特点,良好的安装质量和选择质量稳定的硬件设备是电梯安全、平稳运行的前提,电气参数的调整会对电梯舒适感做进一步改善。
三、改善电梯舒适感的相关改善措施
一方面针对电梯机械系统对电梯舒适感的影响而言,其具体的改善措施首先就要对导靴的安装进行全面的检查,将滑动导靴靴衬和导轨之间的弹性间隙调整,如是滚动导靴弹簧的压力调整至要求范围,进而将电梯小水平方向的振动减少,对靴衬或滚轮的磨损量进行定期的检查,将电梯运行过程的晃动感逐渐消失。其次就要将轿厢导轨接头的间隙以及台阶的大小调整,保证钢丝绳的受力相对均匀。选择质量相对较好的曳引机,及时的科学化的调整电梯调速系统,及时的检查机械共振装置的检查,对平衡系数进行调整,对称重补偿系统进行定期的验证。另一方面针对电梯电气调速系统对电梯舒适感的影响而言,其相关的完善措施一方面就要保证电梯运行过程有着一定的平稳性和舒适性,合理的电梯运行阶段各个楼层切换时间的合理性,对电机反馈速度进行全面的跟踪,适当的降低速度环的比例,进而将系统的高频震动减少,并降低电机的噪音。在对系统抗扰能力以及跟踪能力进行提高的过程中,就要将计算精度逐渐提高,保证电梯机械系统有着相对较快的响应特性。电梯在实际的运行过程中,其编译码主要是实现对数据反馈的过程,并对电梯的运行过程进行合理性的跟踪和调整,在对电梯运行舒适感进行改善的过程中,就要借助于编译码对其相应的软件进行不断的检测,进而保证系统有着相对优越的控制精度,实现对电梯运行的精准检测,进而将电梯运行的舒适感全面提高。电梯舒适感提高的过程中,就要做好电梯变频器相关参数的调整,并对变频器的性能和运行的曲线进行合理性的规划调整,并保證电梯运行过程中有着相对稳定性的供电设备,将强电电线和相关的弱电电线的相关线槽逐渐分隔,并将电源线上的干扰加以阻止,对电梯运行的舒适感加以保障。
结束语
综上所述,电梯为人们的日常生活带来了极大的便利,而最好电梯舒适感的完善,就要对电梯运行过程和起动停止过程的平稳性进行保障,降低电梯运行过程中的震动和抖动,从根本保证电梯运行的过程中有着最大程度上的优越感。
参考文献:
[1]孙治国.浅谈影响电梯舒适感的电气因素及改善措施[J].品牌与标准化,2014,(6).
[2]谢辉.浅论电梯电气控制发展[J].中国科技纵横,2014,(12).
[3]关忠.有关影响电梯起动舒适感因素的分析[J].建材与装饰,2013,(31).
【关键词】电梯使用;舒适感;影响因素
引言
随着中国经济的发展,城市建设中高层建筑如雨后春笋拔地而起,使电梯得到了更加广泛的应用。电梯已经成为人们日常生活中频繁使用的工具。人们在确保电梯使用安全的前提下,电梯的舒适感也成为人们关注的问题。虽然人们乘坐电梯的时间短,振动较小,正常情况下不会影响乘客的安全及健康,但是如果电梯运行中的振动频率在人们的敏感频带时,乘坐者会有严重的不适感,产生恐惧心理。所以舒适的电梯要求运行中安静、平稳,这也是电梯检测的标准。
一、电梯舒适感的相关评价标准
电梯作为人们生活和工作中的一种重要的交通工具,更加注重乘坐电梯的一种舒适感,这种舒适感不仅仅有着放松调节人们身体的作用,同时对于人们的身心愉悦感受有着一定的影响作用,进而对人们的生活工作有着极其有利的促进作用。
一般而言,电梯舒适感的相关评价标准,首先源于电梯在启动加速的过程中,就要保证电梯有着一定的平稳性,乘坐电梯的人没有感觉到明显的振动感,而电梯在高速运行的过程中,电梯同时也要有着一定的平稳性进而使得人们没有感觉到电梯的任何抖动和摇晃。电梯减速停止运行的过程中,同样也是有着一定的平稳性。总而言之,电梯舒适感的评价标准,一方面就要保证电梯有着一定的平稳性,另一方面则要保证电梯运行和启动停止过程中没有一定的抖动和振动。
二、电梯舒适感的影响因素
1、机械系统
从机械系统方面来看,能够影响到电梯运行过程中舒适感的因素包括:导靴的间隙是否合理和润滑、导轨是否垂直、表面平整度和连接处是否衔接平稳、钢丝绳张力是否均匀、绳头夹板位置是否合适、轿厢安装是否紧固等。
(1)如果导靴安装过紧,电梯起动时会有台阶感,电梯停车时会有制动感。解决办法是尽量减小滑动导靴靴衬与导轨之间的间隙或者一定范围内增加滚动导靴弹簧的压力,从而减小水平方向的振动。并且定期检查靴衬和滚轮的磨损量,必要时更换。相反如果安装过松,电梯运行中会有晃动感。
(2)如果导轨的垂直度和两导轨的平行度误差过大,电梯在运行过程中会有抖动感。如果导轨连接处接头及台阶尺寸处理不好,电梯运行在这个位置时会有台阶感。解决办法是尽量减小轿厢导轨接头间隙和台阶的大小,越小越好。
(3)如果钢丝绳受力不均匀,受力大一侧的曳引轮绳槽摩擦力大,轮槽磨损大而造成抖动,轿厢也会随之抖动。解决办法是一方面调整钢丝绳的张力,使之趋于平衡。
(4)如果轿厢某个部件没有紧固好,当电梯高速运行时,该部件会产生相对位移,引起电梯的抖动,要做好防机械共振装置的检查。
(5)如果平衡系数过大或过小时,此时电梯启动或停止瞬间会出现上下抖动。解决办法是调整平衡系数,定期校验称重系统,使之能准确反映轿厢重量。
(6)抱闸装置也不是不能忽略的。如果抱闸的间隙过紧,电梯起动、运行和停车时都会有振动和抖动感,如果抱闸间隙过松,会导致电梯不按照预定位置停车甚至引发严重的安全事故。
(7)电梯在选择曳引机时,应该选择质量过硬的大型企业的产品。因为曳引机的机械运动部分是最常见的振动发生根源。
机械系统各个零部件的质量和各部分之间的协调工作是决定电梯舒适感的主要因素,而电气调速系统是在机械系统的基础上,对电梯运行中的舒适感做进一步改善工作。所以机械系统经检查没问题以后,才可对电气调速系统进行调整。
2、电气调速系统
在电梯调速系统中,由于变频器是按给定的起动、制动曲线来控制电动机的运行,因此给定的起动、制动曲线形状、变频器控制的电机反馈速度对曲线的跟踪程度及主控电脑板发给变频器控制信号的时序逻辑都将直接影响电梯运行的舒适感。所以选用性能优良的变频器对提高舒适感也很重要。对于电梯运行加减速过程中的舒适感,要通过给定的起动、制动曲线也就是电梯行业中俗称的s曲线调整来解决。
通过S曲线进行加速或减速时,能够减小机械的起动、制动时的冲击。电梯在起动和制动的过程中,速度的变化决定了电梯运行的稳定性,如果速度设置合理,不仅可以让电梯运行起来平稳、舒适感强,同时还会提高电梯的运行效率。
如果速度参数设置不当,加速上升或减速下降、加速下降或减速上升都会造成乘客的不适,影响电梯的舒适感。变频器能在加速、减速开始时,加速、减速结束时分别设定S曲线时间。加速时间是指输出频率从0%增加到100%所用的时间。减速时间是指输出频率从100%开始减速到0%所用的时间。以上表现为运行切换(正转/反转)时的S曲线特性(见图1)。
在安川G7型变频器中,C2-01为加速开始S字,C2-02为加速结束S字,C2-03为减速开始S字,C2-04为减速结束S字。设定S曲线特性时间后,加减速时间将按照下面的公式得出:加速时间=选择的加速时间+(加速开始时的S字特性时间+加速结束时的S字特性时间)/2;减速时间=选择的减速时间+(减速开始时的S字特性时间+减速结束时的S字特性时间)/2。
最佳的控制时序应该是变频器收到起动命令后,先是准备阶段也叫零速阶段,延时使电机驱动抱闸继电器使抱闸装置松开,再经过延时后,给出S运行曲线,整个运行过程的速度曲线可分为:起动圆角、直线加速段、加速圆角、恒速运行阶段、减速圆角、直线减速段、平层圆角、停车。在平層过程中,给出停车指令,断开抱闸。按照这个控制时序,可以使电梯在启动、运行、停车时有很好的舒适感。 S曲线的调整还与电梯所在的使用环境有关,对于医疗场所、游览观光电梯等对舒适感要求较高的,应适当减小相应参数,对于需要高效率的场合,可适当增大相应参数。在运行过程中,电梯要对运行曲线进行跟踪调整。
变频器必须对电机反馈速度严格跟踪,通过给定运行曲线的变化才能达到预期的舒适感。由于变频器按照用户输入的电动机参数建立数学模型,并按此模型控制电动机的起、制动运行,因此必须首先进行电机参数自学习。
速度环的比例增益和积分增益的参数也将影响曲线的跟踪程度。通常增大比例增益会改善系统运行时的动态响应,响应性将增大,提高了跟踪的快速性。但比例增益过大会引起系统的高频震动,电机噪声增大。上述是操作速度控制的比例增益时的响应(见图2)。
加大积分会提高系统的抗扰动能力和跟踪能力、提高平层精度,但积分时间长,则响应性能将降低,相对外地的反作用力也将变弱。积分时间过短,将会发生振动。上述是操作速度控制的积分时间变化的响应(见图3)。
通常先调节比例增益,在保证系统不振荡的前提下尽量增大该值,然后调节积分增益,使系统既有快速响应特性。
在电梯运行过程中,编码器会将实际的数据反馈给变频器,以便能够更好地跟踪和调整运行曲线。由此可见,编码器在电梯闭环运行中是不可缺少的,对改善电梯运行中舒适感有很大的作用。编码器是一个对速度、距离进行反馈的装置,它与主板、变频器、电机构成了一个闭环控制系统,在构成速度闭环的同时,也可构成位置闭环控制。电梯投入使用前,需要进行主板的自学习,将平层信号的位置、换速信号得位置、制动停车信号的位置、各个保护开关的位置等所对应的脉冲数一一存入相应的内存单元中。在电梯运行的过程中,通过编码器检测、并进行软件实时计算分析,从而进行楼层计数、平层信号、发出换速信号。所以编码器的脉冲数决定了系统的控制精度,如果成本允许可挑选脉冲数较高点的编码器,因为每转脉冲数越高,变频器越能实现快速检测,可以对运行曲线进行更精确的检测,以提高电梯的运行舒适感。影响电梯运行舒适感的因素可以概括为机械和电气两方面,基于电梯机械结构的特点,良好的安装质量和选择质量稳定的硬件设备是电梯安全、平稳运行的前提,电气参数的调整会对电梯舒适感做进一步改善。
三、改善电梯舒适感的相关改善措施
一方面针对电梯机械系统对电梯舒适感的影响而言,其具体的改善措施首先就要对导靴的安装进行全面的检查,将滑动导靴靴衬和导轨之间的弹性间隙调整,如是滚动导靴弹簧的压力调整至要求范围,进而将电梯小水平方向的振动减少,对靴衬或滚轮的磨损量进行定期的检查,将电梯运行过程的晃动感逐渐消失。其次就要将轿厢导轨接头的间隙以及台阶的大小调整,保证钢丝绳的受力相对均匀。选择质量相对较好的曳引机,及时的科学化的调整电梯调速系统,及时的检查机械共振装置的检查,对平衡系数进行调整,对称重补偿系统进行定期的验证。另一方面针对电梯电气调速系统对电梯舒适感的影响而言,其相关的完善措施一方面就要保证电梯运行过程有着一定的平稳性和舒适性,合理的电梯运行阶段各个楼层切换时间的合理性,对电机反馈速度进行全面的跟踪,适当的降低速度环的比例,进而将系统的高频震动减少,并降低电机的噪音。在对系统抗扰能力以及跟踪能力进行提高的过程中,就要将计算精度逐渐提高,保证电梯机械系统有着相对较快的响应特性。电梯在实际的运行过程中,其编译码主要是实现对数据反馈的过程,并对电梯的运行过程进行合理性的跟踪和调整,在对电梯运行舒适感进行改善的过程中,就要借助于编译码对其相应的软件进行不断的检测,进而保证系统有着相对优越的控制精度,实现对电梯运行的精准检测,进而将电梯运行的舒适感全面提高。电梯舒适感提高的过程中,就要做好电梯变频器相关参数的调整,并对变频器的性能和运行的曲线进行合理性的规划调整,并保證电梯运行过程中有着相对稳定性的供电设备,将强电电线和相关的弱电电线的相关线槽逐渐分隔,并将电源线上的干扰加以阻止,对电梯运行的舒适感加以保障。
结束语
综上所述,电梯为人们的日常生活带来了极大的便利,而最好电梯舒适感的完善,就要对电梯运行过程和起动停止过程的平稳性进行保障,降低电梯运行过程中的震动和抖动,从根本保证电梯运行的过程中有着最大程度上的优越感。
参考文献:
[1]孙治国.浅谈影响电梯舒适感的电气因素及改善措施[J].品牌与标准化,2014,(6).
[2]谢辉.浅论电梯电气控制发展[J].中国科技纵横,2014,(12).
[3]关忠.有关影响电梯起动舒适感因素的分析[J].建材与装饰,2013,(31).