单位文秘网 2022-02-14 08:10:55 点击: 次
摘 要 本文简单介绍了交流变频拖动系统,结合相关资料,对蓄能器液压电梯变频节能控制系统的设计方式进行简单分析。旨在提升液压电梯整体技术水平,实现液压电梯系统的现代化研究。
【关键词】液压电梯 节能控制系统
液压电梯具有悠久的发展历史,经过几十年,液压电梯的制作工艺逐渐成熟,并成为一种相对成熟的电梯制造工艺。与传统制作电梯相比,液体电梯的布置更加灵活、井道占用面积更小,能满足多种建筑的负载传递要求。本文以此为背景,分析蓄能器的液压电梯变频节能控制系统的设计方法进行简单分析。
1 交流变频拖动系统设计原理
异步机(以三相鼠笼式电机为代表)因具有多方面优点而被广泛应用。在分析三相交流异步电机转速n时,其计算公式为:
在上述公式中,fs代表电机交流电输入频率;s代表电机转差率;P代表电机极对数;ns代表电机同步转速。
由该公式可知,异步电机主要受两方面因素的影响,一类是电机旋转磁场同步转速ns在恒定条件下所显示的电机转差率s;另一类是电机同步转速ns。
2 蓄能器变频驱动节能控制系统设计分析
2.1 液压动力系统设计
2.1.1 主回路液压泵计算
本文根据液压电梯轿箱额定速度V1与液压缸柱塞面积A1,计算液压系统运行过程中所需要的额定流量Q的实际数值,其基本计算公式为Q=0.5V1*A1。
根据电机、马达额定转速最小值与主回路泵容积效率NP,计算主回路液压泵/马达排量q的计算公式,其计算公式为:
q=Q/(n*Np)。
2.1.2 蓄能器回路补油电机计算
根据液压系统运作原理,不考虑蓄能器回路补油装置泵要素,选择当前市场的普通元件,以满足基本流量运行要求。导致蓄能器回路补油的主要原因是:
(1)柱塞泵/马达可逆元件出现内泄漏情况,液压电梯多个行程工作程序循环出现故障,蓄能器中的油液体积减少,且经过长期运行后,蓄能器的压力降低。
(2)由于单向阀的内泄漏情况无法避免,因此蓄能器的压力也会长期处在下降的状态中。
由上文分析可发现,内泄漏属于一个缓慢的过程,因此本文忽略蓄能器压力变化情况,设其长期处于一个等温环境,则其计算公式为
P=const
在该公式中,t代表恒温背景下的温度值;s代表气体膨胀指数,在正常条件下,s取1.2。
2.1.3 电梯运行速度的曲线分析
电梯速度控制是电梯系统研究中的重要组成部分,设计人员需要根据人体的生理需要,控制电梯下降、上升速度,满足人体在乘坐电梯过程中的舒适感需求。在传统研究中,抛物线-直线法是一种常见的研究方法,能有效体现人体乘坐舒适度、电梯运行成本等因素。
现阶段,液压电梯对速度的要求度较低,对速度曲线的精度要求不明显,基本上不需要区分多种运行速度的曲线分布方式。瑞士柏林格公司根据液压电梯的这一特点,采用两种不同表达方式的曲线方式,从理论上分析了检修工况对液压电梯的影响,为开展多方面电梯系统研制提供理论素材。在电梯速度数字微处理控制的大背景下,设计人员更应该从平层精度、电梯运行效率等几方面分析系统设计的可行性,也能收到较好的系统设计效果。
2.1.4 集成阀块设计
(1)主回路安全阀设计:采用限制液压泵在标准工况下的最大允许压力的方式。在正常系统中,由于变频器过载保护能力强,当某些数据超过系统压力值后,变频器会自动切断保护电源并保护电机。因此本文认为,在该系统中不设置安全阀的想法是可行的。但在该系统中,由于提供动力的路径主要有两条,分别为电动机与蓄能器回路,这一现象会导致主回路液压泵出口端压力由于某种故障而急剧上升,综上所述,在不考虑设计成本的背景下,应该在主回路中设置安全阀。
(2)液控单向阀设计:夜空单向阀是液压电梯变频系统中的就核心元件,是系统平稳运行的关键。其中,在主回路液控系统单向阀中,设置两个液控单向阀。单向阀1作为夜空单向阀的先导级,控制单向阀2,形成了由两个单向阀相互作用的先导结构。在这个系统中,通过合理配置B型半桥中液阻,可实现对开关性能的控制;在标准情况下,主阀与先导阀均为锥阀结构,保证系统密封性好,从而避免电梯沉降特性大于标准值。
(3)防吸空单向阀设计:变频液压电梯驱动系统的下行停靠层站时刻,为保证电梯运行舒适感,在设置开关过程中,一般会采取“延时开关”的方法,即延迟一段短暂时间之后再才关闭电机,此时的电机可能出现零转动或反转动的现象,此时若无设置防吸空单向阀,会导致液压泵缺少吸油通道,出现吸空的现象,导致液压泵损坏,可能引发一系列的安全问题。由此可见,设置防吸空单向阀是有必要的。
2.1.5 变频器控制柜设计
(1)电源滤波保护设计:从电网进线端出发,经电源电流接触器,连接两重保护器件。在设计中,电源滤波保护由两方面组成,分别为电流熔断器与一组压敏电阻,采用三角形接法连接;然后串联一三项开关频率滤波电感,并在主线路设置一个以三角形接法连接的电容开关(电容开关与主线路保持并联状态);在主线路与阻容滤波回路器间设置一空气开关,以获得热保作用,当通过电容电阻的电流过大时,开关能自动弹开。
(2)驱动器互联与控制部分设计:对两台变频器进行互联,并与控制电路接线实现系统共享,当外界的机械能带动电机转动的时候,电动机发电,由变频器把此电能逆变成直流电,通过直流BUS由变频器,转成交流电回馈给电网,因此驱动器必须要加强对电流的控制。但在实际操作中,从变频器一侧引出的电机引线必须为铠装电缆或屏蔽线,降低线路高频辐射现象对系统周围人体的影响。
3 结束语
本文简单分析蓄能器的液压电梯变频节能控制系统的设计情况,并通过系统运行设想,对液压系统的可行性进行分析。对设计人员而言,在设计控制系统的过程中,必须要将人性化设计作为设计的重点,通过提高电梯舒适度,加深人们对电梯设计的认可程度,进一步凸显电梯设计的实用性价值。
参考文献
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[3]韩向青.蓄能器在液压电梯中的应用研究[J].机械工程与自动化,2013,4(02):186-187.
作者单位
新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830011
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