分析矩陣變頻技術在電梯中的應用

孫龍　孫莉

摘 要：電梯作為高層建筑的重要運輸工具，已經成為不可或缺的一項設備。電梯所使用的技術，直接關系到電梯能否正常運行，對內部人員也具有較大的影響。從客觀的角度來分析，變頻技術是電梯常用的技術之一，但變頻的技術類型較多，倘若沒有適時更新，將直接影響電梯的日后使用和維修。建議在今后的工作中，應用矩陣變頻技術，提高電梯的運行效率，增加安全性的同時，便于維護和整修。

關鍵詞：電梯；矩陣變頻；能量回饋

對于我國而言，電梯的應用數量非常龐大，目前市場上的產品多數都是采用基于矢量控制的變頻調壓調速系統，總體上的應用效果還是值得肯定的。但是，面臨人口的不斷增加，建筑高度的不斷提升，電梯所接受的挑戰也在增大。矩陣變頻技術作為全新的技術，在電梯中的應用能否取得理想的效果，還需要進一步研究。本文主要討論矩陣變頻技術在電梯中的應用。

1.電梯變頻控制裝置的現狀

電梯變頻控制已經成為普遍的控制方案，從結構上看，變頻裝置主要是分為間接變頻和直接變頻兩大類。目前絕大多數的變頻調速電梯，都在采用間接變頻裝置，也就是所謂的交-直-交變頻裝置。電梯在應用過程中，間接變頻裝置的優點較多：第一，該變頻裝置的元器件比較少，無論是在維修方面還是在更換元器件方面，都比較方便，花費時間少，維修效率高。第二，間接變頻裝置的元件利用效率比較高，同時調速范圍也很寬。現階段的電梯雖然劃分為客梯和貨梯兩種，但多數大廈的人員較多，客梯與貨梯都是共用的，因此需要根據不同的時間段來調節電梯的速度。間接變頻能夠滿足調速的要求，根據具體的應用目的來調節速度，加快運行，提高工作效率。第三，間接變頻的線路比較簡單，這就促使該變頻的問題比較少，處理問題也比較簡單，不會造成太過復雜的問題。相對而言，直接變頻裝置，也就是交-交變頻裝置，由于整體上的元器件比較多，線路也比較復雜，再加上該變頻的技術條件限制較多，因此使用的范圍比較窄。

2.矩陣變頻裝置的特點

相對于間接變頻和直接變頻而言，矩陣變頻技術是一種全新的變頻方法，能夠為電梯的運行提供更多的保障。矩陣變頻技術具有以下特點：第一，高功率因數、低諧波污染。矩陣變頻技術應用到電梯后，電梯的運行將會更加流暢，并且不會造成諧波污染的情況。工作人員在乘坐電梯的時候，手機仍然有充足的信號，可以與外界保持良好的通話，基本上不會產生較為嚴重的阻礙。第二，矩陣變頻裝置可四象限運行、無中間儲能環節。間接變頻裝置雖然取得了良好的應用效果，但并沒有辦法達到四象限運行，中間存在儲能環節，應用有待提升。第三，矩陣變頻裝置使用了三相電壓輸入來控制輸出電壓，這就不僅能吸收任何電流雜波，也能提供清潔的輸出電壓，這也是矩陣變頻裝置吸引人們的一個重要點。由此可見，矩陣變頻技術能夠在電梯的實際應用中，提供較多幫助，同時創造出較大的經濟效益和社會效益。

3.矩陣變頻技術在電梯中的應用

3.1矩陣變頻裝置在電梯中應用的提出

隨著人口的增加和建筑高度的提升，間接變頻裝置的應用越來越吃力，無法滿足大眾的實際需求，很多方面都表現出了較為突出的問題。矩陣變頻技術的研發成功，為電梯的進步和發展提供了完美的契機。從裝置本身來講，矩陣變頻裝置是由18個功率模塊按矩陣結構組成的。每兩個開關管組成一個雙向導通的單元，一共9組單元，將輸入的三相電源R、S、T與輸出驅動電動機的三相U、V、W構成一個3×3的矩陣。采用一定的開關控制策略可使線間平均輸出電壓為所需頻率下的正弦調制電壓，同時可使輸入為電流正弦波并與輸入電壓同相。由此可見，矩陣變頻技術在應用到電梯后，能夠滿足不同大小的電梯需求，并且在充分解決能量的時候，加強利用效率，避免浪費。

3.2矩陣變頻技術在電梯中的應用方案

根據矩陣變頻技術的特點和結構組成，發現該技術屬于一種比較新穎的技術，對電梯的積極意義較大。在今后的工作中，可根據電梯的大小和實際應用目的來決定如何應用。第一，倘若電梯空間比較小，并且主要承載的是運送人群的任務，那么就可以充分發揮矩陣變頻裝置的“一次換能”作用。例如，在住宅樓當中，利用電梯運貨的情況并不多，一次承載較多的住戶，同時快速抵達才是最重要的訴求。矩陣變頻裝置本身就是一次換能，運行效率很高，基本上不會造成擁堵的情況。第二，倘若電梯的空間較大，并且需要客梯、貨梯相互轉換的應用，則需要發揮出矩陣變頻技術的能量轉換作用。利用電梯運貨，必須保證電梯能夠承重較大的重量；利用電梯運人，則需要保證電梯能夠快速上升和下降。矩陣變頻技術可將電梯的勢能轉化為電能，而不是通過電阻浪費掉。當運貨的時候，需要電梯大功率的運作，經過測試，矩陣變頻技術在30kW的時候，耗電量為原來的40%，不僅解決了能源問題，還提高了電梯的運行效率。按照這種算法，每臺電梯一年可節約用電超過10000元，對高層建筑具有較大的經濟效益。

4.總結

本文對矩陣變頻技術在電梯中的應用展開分析，從現有的情況來看，矩陣變頻技術能夠對電梯的運行提供較多的保障，并且在出現故障后，可及時的停止運行，維修工作并不復雜。面對建筑高度的增加，電梯必須應用先進的技術來完成日常運輸工作。在前段時間中，我國發生了很多電梯事故，雖然沒有造成太大的人員傷亡，但這意味著間接變頻技術已經不再適用于電梯，而是應該選擇矩陣變頻技術來彌補。相信在今后的電梯運行中，矩陣變頻技術能夠提供更多的技術幫助，促進電梯平穩運行。

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