现代电梯控制技术论文

电梯控制技术

现代电梯控制技术的发展

及存在的问题分析

院（系）名称机械工程学院

专业名称电气工程及其自动化学生姓名王坤

学生学号1301052050

指导教师王忠利

2016 年11 月15 日

前言

随着科学技术的不断进步，电梯工业生产水平得到了不断提高，产品结构也有很大的改进。在电梯控制系统的可靠性、稳定性得到很大改善以外，设备的体积大大缩小，功能不断完善，性能不断提高，维护更加方便。尤其是从80年代交流变压变频控制技术出现以来，电梯的发展速度十分惊人，应用也相当普及。

电梯控制技术是指电梯的传动系统及操纵系统的电气自动控制,随着科学技术的不断发展，电梯控制技术也经历了从简单到复杂，从单一到集群的变化,控制方式也有了非常大的进步，目前主要的控制方式有继电器控制、微机控制、可编程逻辑控制器控制等。

一、电梯交流调速方法的发展

交流电梯调速方法经历了由简单到复杂、由低级到高级的发展历程。90年代，变压变频调速电梯（VVVF电梯）开始占据了世界电梯的市场。VVVF电梯通过调节电机定子绕组供电电压的幅值和频率来实现转速的调节。由于变压变频调速的良好特点，目前新制造的电梯都实现了调压调频调速控制。VVVF电梯以其独特的先进技术和性能，实现了节能、快速、舒适、平层准确、低噪音、安全等目标。由于其优越的调速性能、显著的节能效果，在很多应用场合已取代交流调压调速电梯而成为现在电梯市场的主流。

电梯交流调速技术是交流双速电梯发展的重要技术之一。并且通过电梯实际运行的数据分析来看，使用电梯交流调速技术的电梯具有运行成本低、结构简单、维修快捷等特点，但是由于本身电梯质量普遍较低，存在舒适度较差、无法进行准确的平化调速等问题。近年来，我国电梯行业不断发展，电梯交流调速技术也在不断进步，当前电梯行业中具有先进技术，并且乘坐舒适、平层准确、环保节能特点的VVVF电梯已经投入使用。这种电梯不但提高了电梯的运行调速性能，并且在实际运营的过程中，可以达到环保节能的效果，并且为乘坐者提供了优质的称作环境，提高了乘坐舒适度。现如今，交流调速技术已经成为电梯行业发展的主要技术，为电梯的制造与控制提供了科学的技术保障。

二、曳引技术的发展

1. 永磁同步曳引机

永磁同步曳引机技术同样是曳引技术的重要组成部分，通过永磁材料励磁磁场，将曳引机中的定子进行绕组。在电梯实际运行，永磁同步曳引机的工作过程中不会出现励磁消耗。由于永磁同步曳引机内部安装了检测器可以检测出转子永磁磁体磁极的位置，从而保持电枢电流可以得到有效的控制，提高磁极的控制效果。当前我国电梯控制及时当中，无齿轮永磁同步曳引机的使用是最为广泛的，无齿轮永磁同步曳引机的结构形式有径向磁场结构与轴向磁场结构，由于曳引机的结构形式在不同场合的使用过程中磁场的分布也不相同，并且在径向磁场结构中的定子与转子位置也不相同，可分为外转子结构与内转子结构。当前我国电梯行业的发展迅速，并且控制技术也随着电梯制造共同发展，在电梯市场中占据了主导地位，对电梯产业的发展与进步起到了引导的作用，确保电梯行业可以稳定高效的发展。

永磁同步曳引机的原理及结构。永磁同步曳引机的定子绕组采用永磁材料产生励磁磁场，它不需要励磁电流，转子中无励磁损耗。永磁同步曳引机装有转子永磁体磁极位置检测器，用来检测磁极位置，以此对电枢电流进行控制，达到伺服控制。现在应用较多的是无齿轮永磁同步曳引机，其结构形式可以分为径向磁场结构和轴向磁场结构。径向磁场结构按定子和转子的相对位置不同，又可分为内转子结构和外转子结构。轴向磁场结构又称盘式结构，不同结构形式的曳引机应用的场合不同，其磁场分布形式也不同。内转子式永磁同步曳引机的永磁体嵌装在转子铁中，外转子永磁同步电动机的永磁体贴装在转子的内表面。内转子结构承载能力强，适于大载重量、高速电梯，一般多用于高层住宅和办公楼。外转子结构轴向尺寸相对较小，可用于小机房或无机房电梯应用场合，但其载重量受到限制。盘式结构曳引机轴向尺寸更小，可直接安装于电梯井道中，最适于无机房电梯使用。

永磁同步曳引机的发展趋势。随着我国建筑行业的快速发展，与之配套的电梯生产制造业也一路猛进。近年来，电梯行业许多厂家纷纷开展无齿轮永磁同步曳引机的开发研制工作。我国不但是全球最大的电梯市场，而且形成了全球最强的电梯生产能力。中国的电梯虽然生产能力第一，甚至出口也第一。电梯产业的前景和走势也随着社会的需求悄然发生着改变。市场对新一代的电梯的需求越来

越旺盛。国内外电梯企业顺应市场需要，加大研发投入，都准备在未来新概念电梯产业发展中占得先机。近年来，电梯行业许多厂家纷纷开展的开发研制工作，沈阳博林特电梯公司通过自己的技术研制出我国具有自己知识产权无齿轮永磁同步曳引机，并在世界市场上得到广泛应用。虽然目前在中国电梯市场上采用无齿轮同步曳引机技术的电梯只占很少部分（约10%），但其发展势头非常迅猛。伴随着电梯市场的竞争和技术竞争，必将进一步促进无齿轮永磁同步曳引机技术及其应用的发展。

2. 直线电机技术

曳引技术的发展最重要的组成部分是直线发电机技术，同时，直线电动机的驱动方式也需要直线电机技术来完成，运行的过程将电能转化为机械能，并且不需要其他的转换设备或者传动设备。经过大量的实验与数据分析得出，直线电动机在运行过程中具有启动时推动力大、快速定位相应动态等特点。并且在实际运营过程中，电梯传动的刚度较高，使行程的长度不受影响，在定位过程中精确定位数值。使直线电机设备成为当前电梯发展过程中重要的组成部分之一。在电梯实际运营的过程中，由于脱离了离心力的作用，所以直线电机的直线升降技术不会受到影响，虽然在启动后短时间内无法达到高速，但是直线电机具有很大的加速空间，并且在高速运行的状态也可以瞬间准确停止，当直线电机技术灵活运用到电梯运行中时，不但可以提高电梯的运行效率，并且对电梯的控制性能的提升具有相当重要的作用。

直线驱动就是直线电动机直接驱动。直线电动机直接驱动系统是近15年发展起来的一种新型进给传动方式。直线电动机是一种将电能直接转换成直线运动机械能、而不需要任何中间转换机构的传动装置，具有启动推力大、传动刚度高、动态响应快、定位精度高、行程长度不受限制等优点。特别是由于直线电动机无离心力作用，故直线移动速度可以不受限制；而且其加速度非常大，能实现启动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。因此，直线电机特别适合应用与高速电梯的驱动系统。在2008中国国际电梯展览会上，东芝电梯公司展出了采用直线电机技术的mags us 非接触式导靴系统，使电梯在与导轨不发生接触的状态下运行。随着现代高层建筑的不断涌现，对高层及超高层建筑物，通过悬吊钢丝绳牵引轿箱越来越限制电梯的提升高度和效率，所以采用直线电动机直接驱动