探讨变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用

摘 要：随着我国科技水平不断提升，电梯已经在我国高层建筑中非常普及，成为非常重要的出行工具，无论是在居民楼中还是在商场中，电梯的应用都为人们的工作以及生活带来了很大的便利。整体来看，电梯舒适度也在不断提升，变频调速技术在电梯中的应用可以在很大程度上提升电梯舒适度，从而提升了乘客的满意程度。基于此，本文也尝试对变频调速技术在电梯舒适度改造中应用的情况进行了分析，并且提出了相应的建议。

关键词：变频调速技术;电梯舒适度改造;应用

在对电梯进行改造的时候，电梯舒适度是非常重要的指标之一，同时，此项工作在实际展开的过程中往往也具有较高的复杂性，会涉及多个环节，并且会应用到多种技术手段。其中，变频调速技术是最为重要的技术之一，其在我国多个领域有广泛的应用，尤其在电梯舒适度改造中发挥出了理想的效果，主要优势体现在提升了电梯运行的可靠性。

一、变频调速技术的优势分析

随着我国城市化建设不断推进，高层建筑数量越来越多，电梯设备也已经成为我国高层建筑中不可缺少的组成部分，其对我国建筑行业的整体发展起到了很大的推动作用。从现阶段我国电梯应用的实际情况来看，不仅在安全性以及速度上提出了更高的要求，同时也重点强调了电梯乘坐的舒适性[1]。从客观角度来看，变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用具有较高的可行性，在实际应用的过程中也发挥出了较为理想的效果，其优势主要体现在以下几个方面：首先，变频调速技术在实际应用的过程中并不复杂，技术可操作性较强，并且具有智能化的特点，可以针对电梯的实际运行状况做出各种响应，从而使得电梯的舒适度得到有效提升，并且保证了电梯设备可以长时间保持在较高的运行水平上，降低了电梯设备运行过程中出现问题的可能性;其次，在对电梯舒适度进行改造的过程中，应用变频调速技术可以实现对电梯现阶段舒适程度的多方面分析，因此其可行性较高。

二、影响电梯运行舒适程度的因素分析

对于高层建筑的电梯设备来说，其主要是指应用动力驱动，并且利用刚性导轨来运行的箱体或者梯级。对于这两种电梯来说，其在我国高层建筑中都有广泛应用。箱体电梯一般被应用在居民楼或者商场中，而对于梯级电梯来说，通常只是被应用在商场中。对于箱体电梯而言，其与梯级电梯相比较，主要优势体现在不仅可以载人，并且更加方便对货物进行运输。而对于梯级电梯而言，其在载人方面也有自身的优势，主要体现在视野开阔，出现载人安全事故的可能性较小，方便乘客采取相应措施[2]。无论是箱体电梯还是梯级电梯而言，在实际运行的过程中往往其运行稳定性都会受到一些外界因素的影响，主要表现在电梯在运行过程中会有程度不等的振动以及噪声，有的还会产生较为明显的冲击感，这也使得电梯运行的稳定性很难得到保证，在人机工程学中，上述因素恰恰是对电梯舒适度进行评价时的重要指标。电梯在运行过程中肩负着重要职责，要保证乘客的出行安全，因此，在对其运行安全性以及舒适度进行控制的时候，应该注意对影响电梯运行稳定性的各项因素进行深入分析，从而在源头上解决不利因素对电梯运行的影响，使得电梯运行过程中的舒适性得到提升，同时也使得电梯运行综合品质得到了保证。

三、电梯各个系统简析

对于电梯设备来说，其会涉及多个系统，主要包括导向系统、轿厢、门系统、电力拖动系统、电气控制系统以及安全保护系统。其中，导向系统主要是由导轨以及导靴构成，如果这两个结构出现制造误差，很容易导致电梯噪声以及轿厢振动的情况出现，因此，要对这一系统进行精细化加工，在实际展开加工操作的过程中，应该注意迎合现阶段乘客对电梯舒适度的要求，通过这种方式来保证结构制造的精准性;轿厢系统也会直接影响到乘客乘坐电梯时的舒适程度，其主要是在隔音方面产生一定影响;门系统是距离乘客最近的系统，其运行情况会直接关系到乘客的安全，同时也直接决定着开、闭门操作的过程中是否会产生噪音;电力拖动系统以及电气控制系统可以近似看作是大脑的中枢神经，其会直接影响到电梯的运行方向以及启动速度，在对其进行实际应用的时候，其主要作用是对电梯的运行方向以及启动速度进行控制，其控制水平也会直接影响到电梯的舒适性[3];相比之下，安全防护系统对乘客乘坐电梯舒适程度的影响较小，几乎可以忽略不计。

四、变频调速系统在电梯舒适度改造中的应用

（一）变频调速系统的运用

现阶段，我国电梯系统的运行水平正在不断提升，这与我国科技水平的快速提升有直接关系，在这样的行业背景之下，人们对电梯的舒适程度有了更高的期盼以及要求。对于电梯设备本身而言，其主要目的就是为用户提供更加舒适的生活体验以及工作体验，从而保证商务电梯以及小区电梯的整体运行稳定性以及舒适性，这样才能使建筑物的综合品质得到保证[4]。目前，变频调速技术在我国高层电梯中的应用越来越广泛，在很大程度上保证了电梯运行的安全性。我们可以从变频调速系统的应用这一角度进行入手，对今后电梯舒适度改造工作进行深入落实。首先，变频调速系统在实际运行的過程中，可以选择部分运行或者是完全运用的方法。随着对电梯设备的研究不断深入，电梯设备自身的技术水平也有了很大的提升，尤其是在舒适程度上提升更加显著。

（1）变频调速控制原理。根据电机学理论，交流电动机的转速公式n=60f（1s）/p。其中n为电动机转速，f为定子的电源频率，s为转差率，p为电动机极数。因此，可以通过改变定在的电源频率来进行调速，但f不能超过点击的最大频率。电梯作为恒转矩负载调速时为保持最大转矩不变，根据转矩公式M=CmФIcosφ，式中Cm为电机常数，I为转子电流，Ф为电机气隙磁通，cosφ为转子功率因数。必须保持Ф恒定，又根据电压公式U=4.44fWkФ，式中U为定子电压，f为定子电压频率，W为定子绕组匝数，k为电机常数，必须保持U/f为常数，即变频器必须兼备变压变频两种功能简称为VVVF（Vary Voltage Vary Frequency）型变频器，这就是VVVF型电梯的基本控制原理。电梯上采用的是交—直—交变频器，先将交流电经整流器整流成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，再经过逆变器把直流电变成频率和电压都可变的交流电。

（2）在改善电梯运行曲线方面的运用。电梯在运行过程中可能会受到外界环境条件以及自身条件的影响，从而出现运行曲线变化幅度较大的现象，为了保证电梯运行的平滑稳定，应该注意对其运行曲线进行有效控制。这就需要应用到专用的变频器，通过电压、速度以及电流的相互协调来实现对信息的及时反馈，在提升了电梯运行速度的同时也使其运行稳定性得到了保证。具体来说，要应用交直交变频器，通过交流异步模式来实现对电动机的驱动，这也使得电梯的运行曲线得到了有效改善。变频器的S曲线最适合于电梯运行，它使电梯启动、变速、制动时无冲击，在加、减速运行中乘客的舒适感非常好。

（3）在抑制电梯运行振动以及噪音方面的运用。变频调速技术的运用可以在很大程度上解决电梯运行过程中的噪音以及振动等问题，可以为人们带来更加舒适的乘坐体验，并且变频调速的方式也体现出了较强的经济性。通常情况下，导致电梯运行过程中出现噪音以及振动现象的主要原因体现在以下几个方面：首先，导轨偏差较大，导致碰撞现象出现;其次，导轨润滑不良;再次，导靴轴承磨损严重;最后，钢丝绳张力调整不良。将变频调速技术运用到电梯改造中之后，应用多微机串行的方式来对逻辑系统进行控制，可以对电梯运行过程中的各项参数进行监测，进而实现对外部信息的及时处理，掌握了电梯外部设备的情况，提升了电梯运行舒适程度。

（二）电梯编程控制器改造

最近几年，可编程控制器在高层电梯系统中的应用越来越广泛，有效降低了电梯噪音，提升了电梯舒适程度，与此同时，可编程控制器的应用也降低了电梯事故的发生率，使得电梯设备运行更加趋向于平稳。目前来看，对电梯编程控制器进行改造已经成为大势所趋，高性能的编程控制器可以使得乘客乘坐电梯的舒适性以及安全性得到保障，需要有高水平的变频调速技术作为基础，并且注意对力矩特性进行切换。

（1）信号控制体系。对于电梯设备来说，其信号控制主要是由相应的软件来实现的，在对运作模式进行改造的时候，应该注意对其安全保护信号以及内指令信号外召唤信号进行确立，通过这种方式来实现对电梯运作模式的优化，从而实现对电梯开门关门的有效控制。硬件设计是编程控制器中非常重要的组成部分，在进行编程控制器设计的时候，应该注意对编码方法进行确定，根据所输入的内容来确定最终的数据输出类型，通过这种方式来实现对关键信号的确定。在进行外接近直流继电器输出的时候，应该保证两端的续流二极管可以提升触点使用期限。在进行梯形图程序设计的时候，应该注意对设计型号的控制体系软件进行深入分析，对相关信号控制体系以及控制功能进行分析，从而确定信号体系当前的工作状态，在工作过程中，应该注意根据工作顺序画出相应的功能图，然后以此作为依据来进行梯形图程序软件的设计。例如，在编程控制器正常运行的过程中，电梯处在邻近层，这时候必定会转化为中速或者是慢速运行，这一转化过程较为迅速，主要是依照速度曲线来发生改变，从而保证了轿厢内部乘客的安全，也使得乘客电梯乘坐的舒适程度得到了提升。

（2）拖动控制体系。对于电梯编程控制器来说，电梯拖动体系的品质会直接关系到乘客乘坐电梯时的舒适感，同时也会直接影响到平层的精度。对于可编程控制器而言，正反信号以及速度信号会直接影响到变频器的运行情况，因此，要根据事先设定好的运作曲线来实现对机转方向进行控制，电梯在实际运用过程中，其运作曲线往往是动态性的，根据相应的调查研究，可以发现，如果电梯从零速开始加速，一直到稳定匀速运行的状态，其整个过程变化较为迅速。在运行过程中，邻近层的运作往往会直接影响到中速运作曲线的变化以及选择，从而需要减速制动。

五、结语

综上所述，随着我国城市化建设水平不断提升，高层建筑数量业越来越多，电梯设备的应用越来越普及，变频调速技术在电梯设备中的应用发挥出了较为理想的效果。变频变压电梯是由先进技术作为支持，使得电梯设备性能得到明显提升，电梯在运行过程中，舒适程度、节能效果以及平层准确性都有了较为理想的提升，同时也提升了电梯设备的整体运行安全性。与传统的电梯设备相比较，变频变压电梯在调速性能上有了很大的改变，这也使其节能效果更加理想，随着我国科技水平的不断提升，此种电梯设备的应用范围势必会进一步扩大，从而为人们的日常出行带来方便。

参考文献：

[1]赵洪波.探讨变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用[J].中国科技纵横，2020，22（2）：8081.

[2]李杰.探讨变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用[J].中国设备工程，2019，23（1）：7071.

[3]吴尚志.探讨变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用[J].化工管理，2018，20（26）：198.

[4]柴政.探討变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用[J].化工管理，2017，20（36）：103.

作者简介：吴慈军（1973— ），男，大专，工程师，杭州奥立达金华分公司总经理，研究方向：电梯结构及控制系统。