電梯電氣驅動技術的研究

陳強蔣盛張翼

（江蘇特種設備安全監督檢驗研究院 蘇州分院 ，江蘇 蘇州215000）

0 前言

隨著我國經濟的不斷發展，電梯在我國的使用越來越廣泛，據不完全統計，2013年我國的電梯數量已經接近300萬臺。電梯在人們的生活中，扮演著越來越重要的位置。尤其是近年來城市化的進程不斷的加快，高層建筑不斷的增加，電梯的使用率和利用率都在上漲。電梯電氣驅動技術是電梯運行的重要保障，驅動系統的好壞直接影響電梯的使用效果。作為能耗較大的電梯來說，對電梯的電氣驅動技術進行研究，一直是我們不斷研究的課題。

1 電梯電氣驅動技術的發展概述

電梯的運行過程中，電氣驅動系統是整個電梯的運行控制系統，不論是電梯的啟動、加速、減速、穩速等運動，還是電梯運行的平穩度和舒適度都受到電氣驅動系統的直接控制。在老式的電梯驅動系統中，主要的驅動方式有以下幾種：

1.1 交流雙速驅動系統

這種驅動系統主要是利用三相交流感應電動機定子，采用兩個不同極對數的繞組方式。這種交流雙速驅動系統的主要特點是線路簡單，但是相對來說耗能較大，乘坐的舒適度較差。

1.2 交流調壓調速系統

這種驅動系統是由晶閘管的交流調壓器供電，在調速方面的性能比較好，但是在調控的過程中，對轉差功率的消耗較大，相對來說，調速方法的效率比較低。

1.3 變頻變壓調速系統

變頻變壓調速系統是一種相對來說，與前兩種比調速水平更加穩定、高效的調速系統。相比來說驅動控制的設備體積更下，質量更輕。

2 電梯電氣驅動技術的發展與創新

2.1 交流電梯的適用范圍將會增大

在電梯的運行中，由于交流單速和雙速電機都不能實現速的連續調節，因此在使用過程中，達不到良好的舒適度和樓層精確度，所以只是在相對樓層較低的電梯系統中使用。從電機的統一理論看，任何的電機都是由電機轉換裝置來實現電梯能量的轉換，在直流電機和交流電機中不管是機械變流還是電子變流，對其達到的功能結果的要求是一樣的。通常情況下，電子變流要比機械變流更加穩定，更加接近理想開關的性能。因此，在今后的發展中，電子變流裝置將會逐步的取代機械變流裝置，這是電梯電氣驅動系統的必然發展趨勢。當我們采用直流電機系統進行運轉時，都是需要進行機械變流的，這可以說是直流電機的一個重要缺點，也是直流電機最終會被交流電機取代的一個重要原因。在使用的過程中，為了更好的實現調速的目的，電氣通常要進行幾個的變流才可以實現，每一次的變流都可能要采取機械或者電氣的方式來進行，這就更加顯示出了交流電梯的優越性。

2.2 同步電氣在電梯中的應用更加廣泛

同步電氣在電梯中的應用越來越廣泛，尤其是在采用了永久性磁鐵的同步電機變頻調節系統后，將會得到更加廣泛的應用。永磁性材料價格便宜、性能穩定，在同步電機的應用中，主要是看磁鐵的剩磁強度，現在我們已經研制并使用了釹鐵硼稀土永磁材料，與過去的材料相比，它的性能更加穩定、價格更低，這也為永磁同步電機的廣泛應用提供了保證。

同步電氣控制的方便性更是比異步電氣優越的多，它的磁場的幅值恒定無需進行控制，磁場的位置還可以根據轉子位置檢測得到精確的數據。通常情況下，當電機的氣隙磁場分布為正弦波的時候，稱為同步電機；當電氣的氣隙磁場分布為矩形波的時候，稱為直流電機。正是因為磁場的幅值和位置穩定，所以說直流電機的調速更加方便。永磁同步電機的功率系數更高，同時能源的利用率也更加的好。

3 電梯電氣驅動技術的發展前景和趨勢

3.1 電梯電氣驅動技術更加高效節能

現在的電梯電氣驅動技術，通常采用多極低速直接驅動的永磁同步曳引機，無需龐大的機械傳動效率僅為70%左右的蝸輪、蝸桿減速齒輪箱；與感應電動機相比，無需從電網汲取無功電流，因而功率因數高；因沒有激磁繞組沒有激磁損耗，故發熱小，因而無需風扇、無風摩耗，效率高；采用磁場定向矢量變換控制，具有和直流電動機一樣優良的轉矩控制特性，起制動電流明顯低于感應電動機，所需電動機功率和變頻器容量都得到減小。

3.2 電梯運行平穩、噪聲低

隨著經濟的發展，人們對生活舒適度的要求越來越高，電梯作為現代人生活中一項經常使用的工具，它的舒適度是影響電梯使用的一個重要標準。舒適度的好壞，其實主要體現在電梯的運行平穩度和噪聲大小這兩個方面。現在的電梯電氣驅動技術下，由低速直接驅動，沒有風扇和渦輪、蝸桿等噪聲，聲音分貝一般在5～10分貝，大大降低了噪音污染。

3.3 電梯更加節省建筑空間

隨著電梯電氣驅動技術的不斷發展，沒有了過去的龐大減速齒輪箱，采用更高性能的釹鐵硼永磁材料，電機的體積更小，質量更輕，整個電梯更加的節省建筑空間。

3.4 電梯的安全系數更高、使用壽命更長

在現代電梯的使用上，由于電梯電氣驅動技術的不斷發展，電梯的使用壽命在不斷的增加，相比以前，安全性能也更加的可靠。在整個運行和維護的過程中，由于性能的穩定性，維護的費用也得到了很大程度的降低。

4 總結

隨著電梯的應用越來越廣泛，對電梯電氣驅動技術的研究也受到人們的重視。本文對電梯電氣驅動技術進行了研究，提出了很多有意義的想法和意見，為我國電梯電氣驅動技術的發展提供了一些有利借鑒。筆者相信，在不久的將來，我國的電梯電氣驅動技術一定會取得更大的進步。

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