韋祖高
(云南省電子信息高級技工學(xué)校,云南 昆明 663714)
一般情況下,電梯的系統(tǒng)組成主要是機(jī)械系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)3大部分。其中機(jī)械系統(tǒng)是作為電梯的骨架來運(yùn)行,電氣系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)電梯的拖動以及控制,保障電梯能夠正常運(yùn)行,而安全保護(hù)系統(tǒng),能夠確保電梯的安全穩(wěn)定運(yùn)行,它能夠有機(jī)地將機(jī)、點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)合到一起。電梯的組成除了這些以外,還有曳引系統(tǒng),重量平衡系統(tǒng),轎廂和門系統(tǒng)以及導(dǎo)向系統(tǒng)等都是電梯正常運(yùn)行必不可少的。
眾所周知,交流電動機(jī)都具有結(jié)構(gòu)緊湊,維護(hù)比較方便的特點(diǎn),目前單雙速交流電動機(jī)都是采用開環(huán)式的方式來對拖動系統(tǒng)進(jìn)行控制,采用這種方式具有線路簡潔且造價比較低的特點(diǎn),因此它目前被廣泛應(yīng)用在了電梯上。但是這種方式也存在著一些缺點(diǎn),它的舒適感比較差,由于這種原因,所以目前它主要也是被用在了載貨電梯上,運(yùn)用這種系統(tǒng)來對電梯控制,電梯的速度一般都在1m/s以下。
交流電動機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)目前已經(jīng)在國外被廣泛應(yīng)用在了電梯控制上,它主要用可控硅閉環(huán)來對電梯進(jìn)行調(diào)速,在此基礎(chǔ)上再使用能耗或者渦流的制動方式,讓它控制的電梯能夠在中低速的范圍內(nèi)大規(guī)模取代直流快速電梯和交流雙速電梯。相比較于之前的那種方式,這種方式的舒適度比較高并且平層的準(zhǔn)確度也很高,更重要的是它的造價也比之前的直流電梯要低很多,它的結(jié)構(gòu)比較簡單,維護(hù)起來比較方便,普遍被應(yīng)用于運(yùn)行速度在2m/s以下的電梯。
直流電動機(jī)具有很好的調(diào)速性能,它的速度可調(diào)范圍非常大,鑒于這種特點(diǎn),它很早地就被用在了各種電梯上,它采用電動機(jī)和發(fā)動機(jī)相結(jié)合的方式來對電梯進(jìn)行驅(qū)動,它控制的電梯運(yùn)行速度一般都在4m/s左右。但是它也存在著眾多的缺點(diǎn),它的體積結(jié)構(gòu)非常大,并且運(yùn)行的過程中耗電重,在后期的維護(hù)中工作量也比較大,建造的成本也比較高。鑒于它的這些特點(diǎn),它一般會被應(yīng)用到對速度和舒適度要求比較高的高層建筑物中。
在工業(yè)上可控硅直接控電拖動系統(tǒng)已經(jīng)被很早的運(yùn)用了,但是由于要運(yùn)用到電梯上它就必須要解決舒適感的一些問題,所以它在電梯上特別是低速段的電梯上的運(yùn)用比較晚,它幾乎是和微機(jī)一起被使用的。相比于之前的電動機(jī)和發(fā)動機(jī)相結(jié)合形式的直流電梯,它擁有著眾多的優(yōu)點(diǎn),它占地面積比較小,重量也比較輕,節(jié)能性好,因此世界上速度最快的電梯應(yīng)用的就是這種系統(tǒng)。
運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)主要經(jīng)歷了繼電器回路以及微機(jī)控制2個發(fā)展階段,現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展為電梯的運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)提供了更多的支持,電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了運(yùn)用64位多微機(jī)來對電梯的運(yùn)行進(jìn)行控制,運(yùn)行方式已經(jīng)由簡單的單片機(jī)過度到了DSP。
電梯拖動系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展一共經(jīng)歷了4個階段。第一階段是交流雙速階段,這一階段電梯的控制主要是運(yùn)用電機(jī)高低速切換的方式,這種技術(shù)對電機(jī)的規(guī)格有比較高的要求,電機(jī)極其復(fù)雜,維修起來也很不方便,而且耗電量也很高。第二階段是交流調(diào)壓調(diào)速階段,這一階段主要是運(yùn)用電子電路產(chǎn)生的電梯運(yùn)動速度曲線來對電梯進(jìn)行控制。主要是通過可控硅的手段來對電機(jī)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié),以此達(dá)到對電極的速度進(jìn)行控制。這種技術(shù)對電機(jī)的規(guī)格也有著一些特殊的要求,電機(jī)的規(guī)格一般需要特殊定制并且這一規(guī)格的電機(jī)耗能比較高,這就導(dǎo)致了這種控制方式并不適用于高速電梯。第三階段是調(diào)速階段,直流調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)能夠很好地滿足高速電梯的運(yùn)行需要,由于這種控制方式需要精度比較高的電梯控制,所以電機(jī)的體積一般都會很大,其結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜,在維護(hù)方面難度更大。第四階段是調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速的拖動階段,現(xiàn)階段,電梯使用最廣泛的一種技術(shù)就是調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速,它通常又被分為矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制以及恒壓頻控。
曳引機(jī)是曳引驅(qū)動系統(tǒng)中非常重要的組成部分,同時也是曳引驅(qū)動系統(tǒng)中重要的動力源。因此,曳引機(jī)的各類參數(shù)對電梯的載重、運(yùn)行速度等有著非常重要的決定作用,同時它也能很大程度上影響到電梯的節(jié)能效果。曳引驅(qū)動系統(tǒng)的主要工作原理是利用曳引繩,曳引輪槽之間產(chǎn)生的摩擦力,并將曳引繩兩端的電梯箱以及對重裝置連接起來,通過曳引系統(tǒng)的一系列工作,能夠避免電梯在上升的過程中產(chǎn)生眾多的摩擦碰撞而產(chǎn)生安全隱患,能夠有效地提高電梯的安全穩(wěn)定性。
轎門、層門以及開關(guān)門組成了電梯的開關(guān)門系統(tǒng),電梯的開關(guān)門系統(tǒng)在整個電梯設(shè)施中具有著非常重要的作用。近些年來,各地出現(xiàn)了眾多的電梯安全事件,這其中很大一部分事故是與電梯的開關(guān)門系統(tǒng)發(fā)生故障有關(guān),正是因為它使眾多事故產(chǎn)生的原因,因此人們對于電梯開關(guān)門系統(tǒng)產(chǎn)生了越來越多的重視。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,我國電梯設(shè)備的水平也在不斷地提高,在交流永動機(jī)和永磁同步永動機(jī)、無連桿同步帶傳動的電梯開關(guān)門研究中,我國已經(jīng)取得了比較顯著的結(jié)果,這對于我國現(xiàn)代電梯安全穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
電梯引導(dǎo)系統(tǒng)又被稱為是電梯導(dǎo)向系統(tǒng),它主要是對電梯轎廂以及對重裝置在運(yùn)行過程中的軌跡進(jìn)行限制。所以,電梯引導(dǎo)系統(tǒng)又分為了2個部分,一部分是對電梯轎廂進(jìn)行引導(dǎo),另一部分則是對重裝置進(jìn)行引導(dǎo),電梯引導(dǎo)系統(tǒng)一般是由導(dǎo)軌,導(dǎo)靴和導(dǎo)軌固定架組成,因此,這些部件的質(zhì)量好壞將會對電梯導(dǎo)引系統(tǒng)能否正常運(yùn)行起決定性作用。同時,它也能夠在一定程度上影響到電梯的運(yùn)行速度以及各類參數(shù)。
現(xiàn)代電梯的控制技術(shù)一般要滿足4個方面的要求,一是要具有舒適性,電梯作為一種運(yùn)輸工具,它在運(yùn)行的過程中必須要控制好電梯廂擺動的頻率以及擺動的幅度,讓人們在乘坐電梯時不會產(chǎn)生一系列的不舒適感。二是要具有穩(wěn)定性和安全性,電梯能否平穩(wěn)運(yùn)行將會直接關(guān)系到電梯的安全,因此,電梯在投入使用前,穩(wěn)定性和安全性應(yīng)該是首先要確保的因素,所以電梯控制技術(shù)的發(fā)展也要以安全性和穩(wěn)定性作為基礎(chǔ),保證新技術(shù)在使用時不會使人們的安全受到威脅。三是要具有經(jīng)濟(jì)性,任何企業(yè)的經(jīng)營目的都是要將企業(yè)的利潤最大化,因而電梯控制技術(shù)在保證安全以及舒適的基礎(chǔ)上要適量地降低成本。四是要環(huán)保,在節(jié)能減排的理念下實(shí)現(xiàn)對資源的高效利用以及回收利用也是電梯控制技術(shù)一個很重要的發(fā)展方向。
現(xiàn)代電梯控制技術(shù)主要存在著3個方面的問題。首先是電梯的節(jié)能問題。隨著電梯使用量的大幅增加,相應(yīng)的能源消耗也在不斷加快,因此要實(shí)現(xiàn)對能源的高效利用是電梯控制技術(shù)發(fā)展方面一個很重要的問題。其次是電梯運(yùn)行效率的問題。電梯作為一種運(yùn)載工具,在確保安全的基礎(chǔ)上就要提高自身的運(yùn)行效率,這同樣也是電梯控制技術(shù)發(fā)展方面一個重要的問題。最后是控制器的性價比問題?,F(xiàn)代我國電梯的研發(fā)技術(shù)與國外相比還有很大的差距,并且還存在著核心設(shè)備成本高,研究周期長的問題,這就導(dǎo)致了我國電梯設(shè)備的整體性價比不高。
近些年來快速發(fā)展的同步和異步電動機(jī)以及能量回饋技術(shù)等都能夠很好地滿足節(jié)能的要求,特別是能量回饋技術(shù),對于電梯這一類裝置可用于回饋的能量非??捎^。超級電容設(shè)備在公交車上的一些也為電梯行業(yè)在該方面探索出符合電梯運(yùn)行的超級電容提供了一些依據(jù)。因此,從現(xiàn)階段來看,節(jié)能、污染低、安全穩(wěn)定性高以及運(yùn)行效率高都是未來電梯控制技術(shù)發(fā)展的方向。
綜上所述,電梯作為一種垂直運(yùn)輸工具在人們的日常生活中發(fā)揮著不可替代的作用,因此,電梯行業(yè)要在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大背景下,依靠科技發(fā)展帶來的便利對電梯控制技術(shù)不斷改進(jìn)和優(yōu)化,促進(jìn)電梯行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。