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1 概述
电气作为电梯的软件系统,是电梯的灵魂,包含电力拖动系统和电气控制系统。一般电梯由变频器拖动电动机运行,再通过电动机侧安装的旋转编码器进行信息反馈,从而来控制电梯,使之安全平稳地运行。因此,电梯的电气对电梯舒适感的影响很大,直接关系到电梯心脉的跳动,电气影响电梯舒适感的因素主要有变频器、电磁干扰和供电、制动器打开和释放时间等方面的因素。本文就影响电梯舒适感的电气因素进行分析并提出相应的改善措施。
2 影响电梯舒适感的变频器方面的因素及改善措施
由电机学原理可以得到,如果可以连续改变频率f,则可以获得很好的机械特性,这就促进了交流可变电压可变频率(VVVF)控制技术的迅速发展,此技术运用于电梯,可节能5%~10%,同时,在乘坐电梯舒适感上有很好的改进作用。目前,VVVF调速系统大多采用的脉冲宽度调制控制器PWM,主要从载波频率、PID参数、电动机参数等方面进行适当调整。要先写入电动机基本参数,然后由变频器自动对电动机等效电路的参数进行测定,并储存在数据区内,以便进行矢量控制运算时调用,如果此环节出现问题,电梯就会出现明显的台阶感。
异步电机矢量控制是完全基于电机参数的矢量控制,因此电机参数必须能够进行自动学习。否则,取得不了优越的性能。因此,首先必须选用能够进行电机参数自学习的变频器。其次,变频器必须具有零速150%以上的转矩输出,可以保证良好的启动和停车舒适感。另外,需要非常好的过载能力,110%的额定负载,必须连续运行,特别对于高层电梯,需要满载运行超过30s以上的,更要考虑这一点。选定好变频器后,要得到比较好的舒适感,关键还要调试好变频器的性能及运行曲线。
3 影响电梯舒适感的磁场干扰和供电的因素及改善措施
电梯的供电设备是电梯的能量来源地,供电的稳定性对电梯系统的影响是不可估量的。供电电压由于自身或电网间用电设备的影响,会出现谐波电流,导致电压畸变、漏电流过大、电动机中性点过热、三相电压不平衡等问题。另外,雷电引起的电压波动和闪烁,外界的大功率无线高频信号的干扰等,也会引起电梯运行的不平稳、抖动和共振等问题。再有,电梯内部各部分的电流等产生的电磁波也相互影响,对电梯运行的平稳构成一定的危害。
为了解决此问题,我们首先要保证供电设备的稳定,尽量使用单一线路供电,保证不受外界大型设备启停对电压造成的振动。同时,我们也可以在电动机的供电主路和控制回中采用滤波措施、防电压浪涌措施等方法。另外,针对漏电问题,我们可以在电梯安装的时候就使用优质的电线、电缆保证使用寿命,并定期检修;另一方面我们在电梯调试的时候就保证控制柜、曳引机、轿厢以及信号线缆等合理可靠接地。电梯控制系统中,接地是一个影响可靠性的关键问题。由于我国供电的不规范,大多数场合是三相四线制,而非三相五线制,接地问题变得更加突出。在安装调试时首先必须保证控制柜、曳引机及轿箱可靠接地或零,然后是编码器接地。针对电流间的电磁波相互干扰问题,我们可以这样解决:(1)尽可能的使强电电线与弱电电线的线槽分开走线;(2)在直流继电器上安装二极管,可消除磁电流;(3)在变频器输入侧接入滤波器,不仅可以阻止设备本身产生的电磁干扰进入电源线,同时还可以阻止电源线上的干扰进入设备。
4 影响电梯舒适感的制动器打开与释放时间的因素及改善措施
现在大多数曳引式电梯都是采用常闭式的机电工作制动器,制动器的打开与释放相对变频器的输出有一个先后顺序关系,制动器的打开应该是在变频器的输出后延迟一段时间,制动器的释放应当在变频器停止制动前一段时间,两者之间的有个间隔的时间参数,参数过大或过小,会使电梯的启动或制动过程产生“倒流”或者严重的台阶感,从而影响乘坐电梯的舒适感。
解决上述问题,首先要保证制动弹簧的松紧有度,制动材料的磨损较少。另外,在设置上制动器的打开和释放时间要与预转矩的加设时间、零伺服功能的维持时间相配合,这样可避免启动或制动时的“溜车”现象。
电气作为电梯的软件系统,是电梯的灵魂,包含电力拖动系统和电气控制系统。一般电梯由变频器拖动电动机运行,再通过电动机侧安装的旋转编码器进行信息反馈,从而来控制电梯,使之安全平稳地运行。因此,电梯的电气对电梯舒适感的影响很大,直接关系到电梯心脉的跳动,电气影响电梯舒适感的因素主要有变频器、电磁干扰和供电、制动器打开和释放时间等方面的因素。本文就影响电梯舒适感的电气因素进行分析并提出相应的改善措施。
2 影响电梯舒适感的变频器方面的因素及改善措施
由电机学原理可以得到,如果可以连续改变频率f,则可以获得很好的机械特性,这就促进了交流可变电压可变频率(VVVF)控制技术的迅速发展,此技术运用于电梯,可节能5%~10%,同时,在乘坐电梯舒适感上有很好的改进作用。目前,VVVF调速系统大多采用的脉冲宽度调制控制器PWM,主要从载波频率、PID参数、电动机参数等方面进行适当调整。要先写入电动机基本参数,然后由变频器自动对电动机等效电路的参数进行测定,并储存在数据区内,以便进行矢量控制运算时调用,如果此环节出现问题,电梯就会出现明显的台阶感。
异步电机矢量控制是完全基于电机参数的矢量控制,因此电机参数必须能够进行自动学习。否则,取得不了优越的性能。因此,首先必须选用能够进行电机参数自学习的变频器。其次,变频器必须具有零速150%以上的转矩输出,可以保证良好的启动和停车舒适感。另外,需要非常好的过载能力,110%的额定负载,必须连续运行,特别对于高层电梯,需要满载运行超过30s以上的,更要考虑这一点。选定好变频器后,要得到比较好的舒适感,关键还要调试好变频器的性能及运行曲线。
3 影响电梯舒适感的磁场干扰和供电的因素及改善措施
电梯的供电设备是电梯的能量来源地,供电的稳定性对电梯系统的影响是不可估量的。供电电压由于自身或电网间用电设备的影响,会出现谐波电流,导致电压畸变、漏电流过大、电动机中性点过热、三相电压不平衡等问题。另外,雷电引起的电压波动和闪烁,外界的大功率无线高频信号的干扰等,也会引起电梯运行的不平稳、抖动和共振等问题。再有,电梯内部各部分的电流等产生的电磁波也相互影响,对电梯运行的平稳构成一定的危害。
为了解决此问题,我们首先要保证供电设备的稳定,尽量使用单一线路供电,保证不受外界大型设备启停对电压造成的振动。同时,我们也可以在电动机的供电主路和控制回中采用滤波措施、防电压浪涌措施等方法。另外,针对漏电问题,我们可以在电梯安装的时候就使用优质的电线、电缆保证使用寿命,并定期检修;另一方面我们在电梯调试的时候就保证控制柜、曳引机、轿厢以及信号线缆等合理可靠接地。电梯控制系统中,接地是一个影响可靠性的关键问题。由于我国供电的不规范,大多数场合是三相四线制,而非三相五线制,接地问题变得更加突出。在安装调试时首先必须保证控制柜、曳引机及轿箱可靠接地或零,然后是编码器接地。针对电流间的电磁波相互干扰问题,我们可以这样解决:(1)尽可能的使强电电线与弱电电线的线槽分开走线;(2)在直流继电器上安装二极管,可消除磁电流;(3)在变频器输入侧接入滤波器,不仅可以阻止设备本身产生的电磁干扰进入电源线,同时还可以阻止电源线上的干扰进入设备。
4 影响电梯舒适感的制动器打开与释放时间的因素及改善措施
现在大多数曳引式电梯都是采用常闭式的机电工作制动器,制动器的打开与释放相对变频器的输出有一个先后顺序关系,制动器的打开应该是在变频器的输出后延迟一段时间,制动器的释放应当在变频器停止制动前一段时间,两者之间的有个间隔的时间参数,参数过大或过小,会使电梯的启动或制动过程产生“倒流”或者严重的台阶感,从而影响乘坐电梯的舒适感。
解决上述问题,首先要保证制动弹簧的松紧有度,制动材料的磨损较少。另外,在设置上制动器的打开和释放时间要与预转矩的加设时间、零伺服功能的维持时间相配合,这样可避免启动或制动时的“溜车”现象。