基于变频技术的双速电梯改造研究

张杰方国庆

（金华市特种设备检测中心，浙江金华321000）

摘要：随着我国城市化建设的不断深入发展，高层建筑不断拔地而起，电梯作为高层建筑的交通工具，其保有量越来越大。随着生活质量不断提高，人们对电梯安全性、舒适性要求也越来越高。采用变频技术的双速电梯，在运行过程中能够对速度进行精确的调节控制，不但提高了运行效率，还大大改善了舒适性。鉴于此，对变频技术在双速电梯改造中的应用情况进行简要分析。

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关键词 ：变频技术；双速电梯；改造

0引言

随着我国科学技术的不断发展进步，变频技术越来越成熟。原来的电梯继电器无法满足人们对电梯使用性能和可靠性越来越高的要求，而变频技术在电梯中的应用能很好地解决电梯运行过程中对速度变换的要求，并且采用变频器更加安全可靠，维修使用更简单，因此变频调速技术应用越来越广泛，成为目前电梯行业研究的焦点之一。

1变频技术

变频技术实际是变频变压技术，其在改变电源频率的同时改变电源的电压。基于变频技术的成熟广泛使用的产品就是变频器，变频器的作用是把原有固定频率的交流电转变成连续可调的交流电，也被称为VVVF。变频过程如图1所示。

变频器以改变电机频率和电压来调节电机转速，最为常见的变频技术有直接变频（交—交变频技术）和间接变频（交—直—交变频技术）。

（1）直接变频技术：是指把交流电变成频率相对较低的交流电，其大量使用在功率较大的交流调速电路中。该技术由于最高输出频率大约是电网频率的1/3，节能效果差，目前，这种传统的变频技术在变频领域已逐渐被淘汰。

（2）间接变频技术：就是把电网中的交流电先整流成直流电，再把直流电变频为符合要求的交流电，变频的方式又分方波变频和谐振变频。间接变频电路主要由整流器、滤波环节及逆变器组成，变频器在工作过程中先把三相交流电通过桥式整流成直流电，经过微处理器的调控处理后，再将直流电逆变为电压和频率都可调的三相交流电，然后采用正弦脉宽调制方法将电流输出到需要调速的电机中。

变频调速技术相对于传统继电器技术具有非常好的节能和调速性能，应用到电梯控制中，能很好地完成电梯的速度调控。

2双速电梯与变频电梯比较

（1）双速电梯的变速系统采用变极调速方式，即用双绕组三相异步电机来调速。这种电梯的运动过程主要包括启动→快速→慢速→惯性停车4个阶段。电梯在运行过程中，电流的转变比较大，速度转换非常快，这就是乘客在乘坐电梯时，有时会感觉到震动、受惊吓、眩晕的原因。这种电梯技术简单、价格低，原来的很多电梯都采用这种技术，目前已被逐步取代。但由于其成本低、性能高，大部分曳引式货梯还采用这种双速变极调速方法。

（2）变频调速电梯具有更可靠、更快速、更精确的特点，在电梯运行过程中能很好地满足速度变换要求。该种电梯舒适度高、运行速度快。变频调速电梯控制系统基于变频调速原理，电梯专用的变频调速控制器主要以16位和32位的微处理器为核心，实现控制和驱动功能，变频器能实现端子正反转、多段速度控制、启停等多种操作。通过有关技术参数设定能够实现矢量控制，在电梯运转过程中调速控制主要包括减速平层、再平层和启动加速：1）减速平层控制：能在减速后将运行速度经爬行转为零速，以保证电梯舒适性；2）再平层控制：即电梯停止后没有准确停在平常位置而进行的再平层校正，是一种微调；3）启动控制：是一个指令顺序命令，能够保证电梯安全，不产生冲顶跟溜梯现象。

通过对比可知，变频调速电梯具有更优异的控制系统，调速性能和节能潜力更佳，能够通过PLC和变频器在电梯控制系统的应用，完成计算机精确调节控制，有利于提高电梯运行效率，使电梯获得更好的运行性能。

3变频技术应用于双速电梯改造

双速电梯的舒适度、安全性都要低于变频调速电梯，如果直接将双速电梯直接替换为变频调速的新电梯，成本会非常高。而通过对双速电梯控制系统进行相应改造，也可实现电梯的变频变压调速，还能降低成本。变频变压电梯控制原理如图2所示。

双速电梯改造主要包括电梯控制系统改造和主机拖动系统改造两个部分，改造步骤如下：第一步，将旧编码器更换为变频技术编码器，新编码器要安装在电机转轴上（具体而言就是安装在电机中心轴上）；第二步，重新设置安全信号，安全信号主要包含制动器信号、超载信号、运行状态信号、换速信号、门锁信号、开关门信号及安全回路信号等，要把原来的所有安全信号全部输入到新的控制系统的对应指令点上去，所有信号输入设置完成后，要对变频系统的各项参数重新进行设置并校正；最后一步，变频调速系统对故障进行自检，这个过程完成后，双速电梯就改造完成，可以正常运行了。变频系统在自检时能够发现电梯运行过程中的故障，对其进行有效识别，并进行报告，这样维修人员就能快速有效地发现问题，并及时对存在的故障点进行修理。

经过改造，传统的双速电梯变为了更加先进的变频调速电梯，从而有效地提高了电梯的运行效率，减少了运行过程中的不平稳现象，提高了电梯的舒适度。该改造过程并不复杂，并且性价比非常高，还能有效节能，减少振动，延长电梯使用寿命。

4结语

电梯是人们上下楼的交通工具，其运行时的舒适感非常重要，电梯启动、减速和平层的运行过程都要平稳，而传统双速电梯舒适性差，相比来说变频调速电梯运行更科学合理，基于变频变速技术对电梯进行改造，能有效改善电梯的使用效果。变频调速电梯能耗下降明显，据统计可节能20%以上，因而具有更好的环保效益和社会、经济效益。综上所述，对原来的双速电梯进行变频技术改造非常必要且可行，它是电梯发展和应用的一种趋势。

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参考文献］

［1］李志伟.浅议变频调速技术的应用［J］.科技致富向导，2010（15）.

［2］雷勇利，胡飞.变频技术在双速电梯改造中的应用［J］.科技与企业，2013（14）.

［3］张善儿，姜新正.交流变频调速技术在电梯运行中的应用［J］.建材技术与应用，2010（9）.

［4］程贞钰.变频技术在双速电梯改造中的应用［J］.中国高新技术企业，2014（10）.

收稿日期：2015?07?01

作者简介：张杰（1986—），男，浙江金华人，助理工程师，研究方向：电梯检验。