分析高速电梯电气系统的改进

分析高速电梯电气系统的改进

方建峰  高峰 

杭州西奥电梯有限公司，浙江 杭州310000

摘要：在高速电梯中，电气的系统是非常重要的内容。电梯作为高层建筑居民出行的重要运输工具，随着高层建筑工程数量不断增多，电梯使用频率越来越高。作为一种大型电气设备，电梯会直接影响人员、货物运输的安全性和便捷性。但电梯在实际运行中也容易出现安全隐患，近年来频繁出现电梯安全事故案例。基于此，本文就高速电梯电气系统的改进措施进行研究，以供参考。

关键词：电源传输系统；电气保护协调系统；高速电梯

引言

在建筑高度不断刷新记录的当今时代，电梯作为高层、超高层建筑物“唯一”的垂直交通工具，提高电梯运行速度是其发展的必然趋势，不断增加的电梯运行速度势必会导致轿厢系统水平振动的加剧，对电梯乘坐的安全性、舒适性和运行的稳定性提出了不小的挑战。考虑工程实用性，建立合理的轿厢系统动力学模型，研究高控制精度、快响应速度和高稳定性的高速/超高速电梯抑振控制方法，寻找强鲁棒性和强稳定性的控制方案，对国产高速/超高速电梯行业的发展和进步有着重要的指导和推动作用。

1检测检验内容

电梯包含多个系统，如电气系统、防护系统、曳引系统、导向系统等，每个系统出现故障均会影响电梯的整体使用，这也增加了电梯检测检验难度。在电梯检测检验中，可能会出现多个风险源，因此在开展检测检验工作前应做好防护，明确各项检测检验流程标准，提升检测检验人员风险防范意识，降低安全隐患。主要检测检验内容具体如下。第一，电梯设备的检测检验材料、使用资料，检查这些材料是否满足国家有关部门提出的标准，判定电梯日常运行风险；第二，电梯运行性能是否满足标准，各类设备、零部件是否有故障或质量不达标情况；第三，对电梯电气系统以及安全防护系统进行功能检测，分析电梯运行各项指标是否达标。

2高速电梯电气系统存在的问题

①电源传输方面存在井道传输线路损耗问题，需要在电梯系统中接入零线，运用高压线传输的方式，并结合将开关电源转化为合适电压的方法，展开电气保护协调设计；②在进行安全保护过程中，需要通过对光感应开关或磁感应开关的应用，运用隔光板或隔磁设计方式，对I/O数量进行有效控制，以保证端站速度保护质量；③因为电梯额定速度相对较小，在错层时回端站校正位置并没有问题，但因为高速电梯存在低速回端站时间长及距离远等方面的状况，在桥厢内的乘客无法接受，所以从人性化角度及安全角度来看，需要通过设置旋转编码器的方式，对线束器轮轴进行位置校正，以保证电梯在紧急停止时能够自动展开盘车救援，可以对电梯位置进行精准记录，在急停恢复正常之后，也可以在低速状态下完成最近层平层位置的恢复；④带能量回馈变频器存在母线电压过高问题，这会对电机造成一定程度损害，需要进行抑制处理。可以通过在变频器输出侧端增加交流电抗器的方式，对电机和变频器之间的布线长度进行控制，从而形成有效抑制。

3高速电梯电气系统改进方式方法

3.1加强电梯电气防范控制

针对电梯检测检验中容易产生电气事故问题，在现场安全管理中必须加强电气防护管理工作。良好的电气防护可以有效降低触电、因电起火等问题。如果检测检验时阴雨天，则检测检验人员应携带绝缘工具和防护服，尽可能避免顶部作业。任何带电的设备、线路、零部件均不得用手直接触碰，先用电笔测电，之后佩戴绝缘手套操作。对于需要拆线检查的环节，应先确保驱动电源已经关闭，之后再记性检查，重点观察线路和绝缘体是否破损老化。

3.2轿厢系统改进快速终端滑模控制总体结构

针对具有内部载荷扰动的高速电梯水平振动控制系统，本节提出了一种基于RBF神经网络的改进快速终端滑模控制（NSM-RBF）。其控制过程实现如下所示：首先，利用RBF神经网络估计轿厢系统内部不确定项如轿厢质量和转动惯量，进而结合快速终端滑模控制得到自适应律，然后，提出基于正切函数的滑模趋近律，提高控制系统到达滑模面的速度，使其在有限时间收敛，以逼近期望信号ex，提高系统的动态性能。

3.3SDS保护设计

为避免电梯出现超出设定速度范围发生蹲底或冲顶的问题，需要在电梯端站位置设定速度范围，确保电梯能够根据设定速度曲线进行运作，使整体运行速度被控制在允许范围之内。如果发现电梯速度存在超出允许范围的情况，制动器设备会立即阻止电梯运行，通过强迫电梯制停的方式，避免出现安全事故问题。SDS 是到达端站时所产生的开关信号，控制系统会通过对此信号内容的接收，按照一定频率对电梯速度进行检测，确定电梯是否处于正常运行速度，并通过实时监测的方式，提高电梯运行的安全性。在电梯额定速度得到不断提升之后，电梯的制停距离也会随之出现增大趋势，SDS 开关设置极速也会随之增加。可以通过对机械接触式行程开关的应用，利用光电感应开关或磁感应开关进行控制。

3.4现场测试

为了验证高速电梯钢丝绳动态性能检测仪的检测精度，通过几十台电梯进行验证，设备通过不同电梯、不同位置检测钢丝绳张力、电梯钢丝绳振动频率及电梯钢丝绳振动幅度，通过检测出的实际数据与理论值对比，验证设计的检测仪精度。

3.5电梯断电后桥箱位置检测功能设计

果在进行盘车救援后，轿厢出现位移状况，也会因为控制系统无法对其位置进行准确检测而出现错层的问题。传统位置矫正存在耗时较长及电梯恢复效率较低等情况，电梯系统智能化水平相对有限，所以需要做好断电时轿厢位置的检测改进。经过大量实验研究和试验检测发现，可以通过设置绝对值式编码器（以下简称SAE）的方式对其位置进行确定。但因为SAE价格相对较高，所以可以通过增加后备电源的方式，由后备电源进行供电，通过利用增量式编码器的方法进行错层纠正。在电梯处于正常运行状态下，编码器脉冲数据准确度相对较高，但因为存在滚动轮和限速器轮滑动问题，会因为长时间运行而造成接触点偏移的状况，所以可能会出现脉冲数据误差问题，需要将电机轴上编码器数据作为检验参考，对脉冲数据进行校正，以便精准使用数据信息。当电梯未处于最底层位置时，电梯运行进入每一层隔光板位置都会进行位置校正。控制系统会按照当前数据信息及上一周期位置数据信息内容，完成位移差计算与校验等一系列处理。

结语

综上所述，电梯检测检验直接影响电梯实际运行安全，但电梯检测检验中存在诸多风险，检测检验人员必须对电梯检验风险有明确认知，注意加强个人安全防护，最大程度上降低电气事故、机械事故、坠落事故发生概率。完善电梯检测检验现场安全管理体系，加强作业人员和管理人员培训，冷静应对意外情况，确保电梯检测检验工作可以顺利进行。

参考文献

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