电梯的速度优化控制研究

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1、4电梯的速度优化控制研究电梯的速度优化控制研究ResearchonElevatorSpeedControl沈一华(嘉兴出入境检验检疫局,浙江嘉兴314001)摘要简要分析了目前电梯的三种速度控制方式,最后采用基于绝对剩余距离的电梯速度控制方式来实现电梯的速度优化控制。关键词:绝对剩余距离,速度控制,爬行停靠AbstractThispaperpresentsthreemodelingoftheelevatorspeedcontrol.Elevatorspeedcontrolbasedontheprincipleofab-solutesurplusdist

2、antisusedtooptimizespeedcontrol.Keywords:absolutesurplusdistant,speedcontrol,creepingparking本设计在目前较理想的电梯运行速度的控制方式和理想运行曲线基础上,设计了电梯运行速度优化控制系统,希望能达到电梯的舒适性和快速性的要求。本设计的电梯运行速度优化控制系统,主要原理是利用绝对值编码器测得轿厢的当前位置,从而间接地得到轿厢至欲平层位置的剩余距离进行速度控制。由于基此原则运行的电梯在速度控制中得到的是实时的轿厢绝对位置,故它能实现高精度的直接平层,不存在爬行停靠。

3、因此,它的运行效率是相当高的,同时舒适感也较前两种方式有了大幅提高。1电梯电机速度分析,电动机是速度控制系统中的执行单元它根据变频器供电电压与频率的变化输出不同的转矩,通过减速器带动轿厢运行。目前,应用于电梯速度控制的电机有异步电动机和同步电动机,同步电动机各方面的性能要优于异步电动机,但由于现阶段的价格较高,目前普遍使用的还是异步电动机。电梯系统中通过变频器来驱动电机按要求转动。变频器主要根据速度指令改变电动机供电频率与电压以控制电动机的旋转速度,从而达到变频变压调速的功能。从电机学中知道,三相交流异步电动机的转速为:n=60f(1-s)/p式中:f

4、-电机定子供电频率;s-电动机转差率,s=n1-n;n1n-交流电机转子的转速(r/min);n1-交流电机的同步转速(r/min),n1=60f1/p;p-电动机极对数。f,可平滑地改因此均匀且连续地改变定子绕组的供电频率变电动机的同步转速。电梯专用的变频器很多,如安川、KEB、西微等等,它们有各自的优缺点。2现有的电梯速度控制方式2.1以时间为原则的速度控制方式以时间为原则的速度控制方式是依据理想给定曲线按时间值给变频器发送速度控制指令。给定速度曲线是由存贮在EEPROM中的速度控制点和存贮在变频器中速度频率值及加减速时间和S字特性时间构成。如图1

5、所示是以时间为原则的运行方式的速度运行曲线,它根据电梯的各个位置检测点的输入来确定电梯的运行阶段,并在确定运行阶段之后对照存储在EEPROM中的速度曲线以一种开环的方式运行。电梯运行至高速段和爬行段时,通过延时的方式来控制电梯的运行,这种延时方式是开环控制,延时时间1-单层运行曲线2-其它楼层运行曲线(未进入额定速度)3-额定速度运行曲线图1有爬行段的速度运行曲线是一个估计值,使得在电梯制停阶段存在着一个速度的爬行段。因此该运行方式的运行效率低下,平层精度不高,舒适性也不好;而且,为了找到适当的控制点位置,电梯调试人员需要做大量的工作。2.2以相对距

6、离为原则的速度控制方式的,由于此控制方式的电梯理想曲线是按照时间原则设计电梯运行的速度曲线与位移曲线是一一对应的,我们已经知道了电梯需要停靠的位置,并且可以通过增量编码器很精通地测量出轿厢的位置,所以我们可以按照距离为原则对电梯进行精确地控制。其控制原理如图2所示。在图2中,变频器通过旋转编码器获得电梯速度信号的同时计算电梯运行总时间内旋转编码器发出的脉冲数,并将此信号经过整型、分频发给电梯主控制器,从而实现了电梯的位置反馈。这种方式获得的位置反馈信号是连续的实时轿厢位置值,可以据此进行按距离原则的速度控制,理论上能做到无爬行的直接停靠。但是,这种方式

7、是通过安装在电动机轴上的旋转编码器间接获得轿厢位置,由于曳引轮槽与钢丝绳之间存在着打滑现象,控制器极易失去轿厢当前准确位置,当进入减速段运行时它不得不通过井道磁开关不断校正电梯轿厢的位置,故它在实际《工业控制计算机》2007年20卷第9期停靠时也存在着爬行停靠,如果打滑严重的话,还会造成电梯事故。另外,由于干扰的存在,增量编码器的丢失脉冲也可使电梯失去自身的正确位置。国内的西子奥的斯和天津奥的斯的电梯就是采用上述方式进行速度控制的。为了解决钢丝绳打滑引起的失去轿厢位置的问题,也有不用旋转编码器的以距离为原则的运行方式。如法国欧的诺电梯采取了从井道顶部引

8、一个打孔的刚带到井道底部,利用装在轿厢上的磁开关获得轿厢位置。但是一旦电网断相、错相、欠压或停