淺析電梯門控系統中變頻器的應用

陳麗娟 胡振華

摘 要：電梯門控系統是指用于完成電梯的門機在轎廂運行到指定樓層的平層位置后，對門機進行開門控制，并在乘客進出轎廂后，對門機進行關門控制的操控系統。目前國內常用的門控系統有伺服控制器門控系統、變頻器聯合PLC控制的門控系統、變頻器門控系統這幾種。而變頻器門控系統隨著技術的發展進步，已在我國現階段的電梯技術中有著較為突出的地位，受到了各制造廠商的重視。

關鍵詞：電梯門控系統；變頻器；系統程序設計

電梯門控系統是指用于完成電梯的門機在轎廂運行到指定樓層的平層位置后，對門機進行開門控制，并在乘客進出轎廂后，對門機進行關門控制的操控系統。目前國內常用的門控系統有伺服控制器門控系統、變頻器聯合PLC控制的門控系統、變頻器門控系統這幾種。而變頻器門控系統隨著技術的發展進步，已在我國現階段的電梯技術中有著較為突出的地位，受到了各制造廠商的重視。門機系統性能的優劣直接關系著整個電梯系統的正常運行，其設計、開發及制造也是電梯廠商進行設計與制造過程中的關鍵環節。接下來，文章就從變頻器對電動機的控制和電梯門控系統中變頻器的具體應用這兩個方面分別對其進行介紹。

1 變頻器對電動機的控制

1.1 變頻器的控制原理

變頻器控制的電動機多為在工業生產中用途較廣的感應式交流電動機，而感應交流電動機的轉數是可以由電動機的極數和頻率決定的。電動機的極數在生產的過程中，其極數值不是連續值，不適合以此來對電動機的轉數進行調整，因此，變頻器需要經過整流（交變直）、濾波、再次整流（直變交）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理等單元，才可實現其控制功能。

1.2 變頻器的對電動機控制原理

以轎廂門的開、關為例，當轎廂門需要進行開、關門動作時，其開、關門信號在經過濾波器濾波后會被傳輸到光耦的輸入側，形成一個低電平信號，低電平信號傳入控制CPU中并生成相應的控制字符，控制字符輸入到功率模塊CPU中并傳回回饋信號，如果回饋信號配對成功，則由功率模塊輸出310V以內的電壓及50Hz以內的功率以對電動機進行驅動[1]。在電動機運動的過程中，編碼器可產生脈沖反饋信號，用于反饋電動機的運動位置，以達到對電動機運行位置的精密控制。

在電梯門的開啟或關閉的過程中，變頻器會在整個啟動到停止的過程中，以下圖曲線進行變速運動。在提速階段，變頻器輸出頻率先慢后快，直至達到峰速后，以平穩頻率A Hz運行，在減速過程中，需先減速到頻率B Hz的速度，在保持一小段時間后，逐步停止，進一步達到精確的減速停車，如圖1。

1.3 變頻器的性能

在變頻器對電動機進行控制的系統之中，交流220V直接輸入變頻器中，變頻器運轉時，隨著電機的提速，其頻率和電壓相應提高，反之，變頻器可以通過改變頻率來控制電動機的轉速。在其工作過程中其主要指標有變頻增益、失真與干擾、噪聲系數、選擇性、輸入阻抗、愉出阻抗、工作穩定性等，在進行變頻器電梯門控系統控制的過程中，需要注意對其相應指標的衡量及抗干擾措施。

2 電梯門控系統中變頻器的具體應用

2.1 變頻器門機的硬件構成及動作原理

不同類型的變頻器門機其硬件構成略有不同，但其硬件構成大致相似，主要由變頻器、電動機、門機掛板、轎門板、導軌和門刀等組成。

在這些硬件組成中，變頻器主要用來對電動機進行控制。當電動機轉動時，它會帶動與其轉子連接的帶輪轉動，這回的帶輪起到電梯雙門的同步作用，當電梯正轉時，電梯門為開（關），反轉時，電梯門為關（開）[2]。為了保證門機的開、關到位，往往在帶輪處設置具有多處磁極的磁環及兩個霍爾元件，在磁環的轉動過程中，磁極與霍爾元件相接觸時，可以產生脈沖信號，信號反饋給變頻器，變頻器通過反饋信號的位置來對門機的位置進行識別，并進一步控制電動機來操控電梯門的開關程度，使其開關到位。

2.2 變頻器電梯門控系統的程序設計

在電梯的正常使用過程中，電梯呼叫的樓層和時間是隨機的，因此，可以采用模塊化的編程方法來組建其控制系統。在編程的過程中，可以將變頻器電梯門控系統的程序分為開關門、樓層信號、內選信號、外叫信號、定上定下指示、轎廂停層、轎廂啟動和停止、轎廂運行這7個模塊。其中，開關門模塊用于控制轎廂的開、關門動作；樓層信號模塊用于顯示轎廂所在樓層；內選信號用于對叫梯信號進行優選；外叫信號用于發生并傳遞叫梯信號；定上定下指示模塊用于顯示轎廂是處于上行階段還是下行階段；轎廂啟動和停止模塊用于控制轎廂運動的啟動和停止；轎廂運行模塊用于控制轎廂的運動速度。

當電梯轎廂位于某一樓層的時候，會生成顯示該樓層的樓層信號，使轎廂所處位置在樓層顯示器中顯示出來。當轎廂離開時，樓層顯示器收到的樓層信號被接下來的樓層信號所代替。如電梯的樓層數存放在MW20中，強迫開關的形式參數為“#SXQPKG”，下行強迫開關的形式參數為“#XXQPKG”。對其運算進行設置，上行開關、下行開關到達20樓時，使MW20的值為20；到達1樓時，MW20的值為1；當在中間層時，轎廂每上升1層，MW20的數值隨之加1；轎廂每下行1層，MW20的數值隨之減1[3]。以此規則來對各層的電梯信號進行顯示。

通過以上對變頻器對電動機的控制和電梯門控系統中變頻器的具體應用等問題的介紹，簡要說明了變頻器對電動機進行控制的原理、過程以及變頻器在電梯門控制系統中的應用方式，希望可以對研究者起到參考作用。

參考文獻

[1]趙書霞，李穎卓.變頻器在電梯改造中的應用[J].吉林化工學院學報，2000.

[2]高峻峰，閆洪波.新型喂線機自動控制系統的研究與開發[J].機械工程師，2009.

[3]趙維，冼釗龍，等.監控組件軟件的研究與應用[J].工業控制計算機，2006.