摘要：随着我国城市发展速度的不断加快，城市人口不断增多，城市建筑设计需要将设计内容向如何在有限的空间内融入更多的人为主的理念发展，因此建筑物不断地提升其高度。高层建筑己成为现代化城市的主要建筑形式，而电梯作为高层建筑物中最重要的交通运输工具，承载着人们的日常出行安全。随着电梯技术的不断发展，为了提高人们乘坐电梯的安全性、舒适性，我们采用变频调速技术来控制电梯的运行，从而改善电梯运行的性能，提高人们的乘坐舒适度，提升整个电梯的实用性。
关键词：变频调速；电梯舒适度；改造
引言
变频调速控制技术所使用的控制系统是在上世纪八十年代初期被广泛的应用在电梯控制领域的。通过对该技术的使用，能够有效地控制电梯内部的电流，然后借助相应的设备来改变电动机的转速，实现电力运行的精准操控。目前我国电梯制造业在进行速控设计时通常会采用交流双速或者是可控硅的调压调速技术。从设计之初到现在这些装置已经使用了很长的实践，因此会出现变速逻辑部件磨损的情况，引发接触不良的问题。同时在人为作用下，也会造成部件磨损加剧的状况。随着设备的不断老化，电梯的运行效率不断地降低，不仅提高了电梯的能耗，同时还会出现一系列的运行故障，更为严重的会引起承载人员的伤亡。因此我们需要对电梯的调速设备进行研究，发现问题并引入全新的处理技术，从而提高电梯运行的安全性。
一、影响电梯乘坐的因素
电梯在运行时主要采用动力驱动的方式，通过借助延钢性的导轨使电梯设备中的箱体能够按照固定的线路运行。平稳地将人或货物送到其想要到达的楼层。电梯运行的特性决定了其在运行过程中必然会出现震动、冲击以及噪音等干扰性因素。但使用人机工程学原理对其进行判断时，上述因素就会成为电梯运行舒适度的评价指标，因此我们在进行电梯舒适度的标准评判时，可以参考上述几项要素进行讨论。
二、电梯运行系统
关于电梯运行系统可参考图1
图1.电梯运行系统 图2.曳引设备
（一）曳引系统
曳引系统是电梯内部用于给电梯传输动力的系统，它是确保电力运行的基本系统，主要是由曳引机、曳引绳以及导向轮共同组成的，具体可以参考图2。在对电梯箱体进行曳引时必然会产生一定的噪音，而且还会给箱体带来一定程度的振动，由此给箱体运行的舒适度带来影响。
（二）导向系统
导向系统是由导轨以及导靴共同构成的。而在生产过程中一旦部件存在误差必然会使电梯在运行过程中存在较大的振动和噪音[1]。随着工业技术的不断提升，对于部件的加工水平也得到了进一步的发展，部件的加工精细化程度不断提升，使其所产生的噪音和振动也得到了有效地解决。
（三）轿厢系统
轿厢系统是唯一与乘客相互接触的一个部件，为了提高箱体运行的舒适性，需要通过增加箱体的隔音性能以及抗冲击力来提高箱体乘坐的舒适性。
（四）门系统
门是乘客乘坐电梯联通内外的主要部件，但是由于它在开合过程中会产生噪音，并且没有任何的技术措施来降低其在开合过程中产生的噪音，因此是最容易降低乘客舒适度的部件。
（五）重量平衡系统
重量平衡是起到确保箱体平衡性的主要系统，它也是对应动力惯性的主要方式。
（六）安全防护系统
安全防护系统更多表现在确保乘客承载的安全性方面，并且不会对乘客在乘坐过程中产生较大的影响，往往会被忽略。
（七）电气控制系统
该系统是整个电梯运行的主要控制区域，也可以看成是电梯运行的大脑和神经系统。它控制着电梯的运行方向、运行速度、开启和停止以及运行过程中的安全防护[2]。因此它的运行优劣性将会直接影响乘客乘坐的舒适度。
通过对电梯系统的分析，我们可以看出曳引系统和门系统是会直接对乘坐舒适度造成影响的两个要素。另外控制系统则是确保电力运行舒适度的中枢系统，因此如果想提高电梯舒适度首先需要对电梯的调速系统进行优化。
二、变频调速系统
目前电梯运行过程中所使用的调速方式有很多种，其中变级调速以及变转差率调速会产生较大的损耗而且其运行效率较低。对于电梯在运行过程中的速度控制的精确性较低，即便可以调速效果也并不明显。而且在运行启停过程中会产生非常大的冲击力，进而造成箱体在运行过程中的振动现象。而变频调速则是借助改变设备中定子电源的频率来改变电机运行的速度，进而达成调速的目的。在调速的过程中可以对电机在速度、效率以及控制精度上进行调节，从而降低电梯在运行过程中出现振动、噪音以及冲击的情况，进而能够更好地提升客户乘坐的舒适性。
三、变频调速技术
（一）电机容量
为了更好的提升电梯运行的质量和舒适性，我们需要使用与变频设备相对应的电机容量。在选择过程中我们可以借助电流输出的额度来选择相应的电机。为了确保电梯在运行过程中不会出现逆变，我们在设置电梯的负载电流时限制了电梯电流的输出额度。同时对持续运行过程中的电机，在设计时将其电流的额度设置为电机自身承载电流额度的1.1倍[3]。如果在运行过程中使用一台变频机同时控制多台电机，则需要将其承载电流设定为高出电机承载电流总数之和的数值。当然在并联电机设计中如果仅仅是其中几台电机进行运转，而其他电机处于启动状态，则会导致刚刚启动的电机需要承载非常大的电流，针对这种情况必须要适当的增加变频器的承载容量，避免电梯在运行过程中出现故障。
（二）设计原理
电梯的电机其运转速度和电源之间的频率是成正比的，如果电源的频率出现了变动，必然会导致电机转速的变化。因此可以通过对电源频率的改变来调节电机的转动速度。我们可以忽视定子阻所具有的抗压力，此时定子阻端口处所具有的电压与磁场强度一致。如果确保定子阻所具有的电压力值不变然后提高电源的频率，此时定子阻所具有的频率就会降低，从而调整电机的转矩。与此同时，如果我们将电流值提升，则会增加电力的损耗。所以我们可以依据这种变化方式来设计对应的调速方法，最终实现对电梯调速的目的。
四、在舒适度改造的实施
电梯通常会利用变频器来对电梯运行的速度进行调节，通过调节定子的电源频率来实现电动机运转速度的改变。但是如果要确保能够更好的做好电动机的调节，必须要确定变频器所承载的电压处于其压频范围内，以便于使电动机的转矩处于正常的运转环境中。通常情况下变频器主要分为交交变频以及交直交变频两种，而更多的设计者青睐于采用交直交变频器来调节电梯的速度。同时在交直交变频器中又会将其分为电流变频和电压变频两种。其中变频变压设备则是通过借助交流异步的电动机驱动来实现对电梯的调速。三相交流电源的供电设备所使用的镇流器会形成全波整流，从而更好地支持变压器的运行。最后通过逆变器将电流、电压以及变频结合，最终带动发电机进行发电。在设计过程中我们选择使用脉宽调节的方式来对电流进行控制，进而把控电流的输出大小、降低运行的噪音，减少电动机的热量损失，给电梯正常运行提供保障。
（一）变频调速系统
在设计过程中通常选择16位或者是32位的处理器对变频调速的相关设备进行控制。而变频调速器主要是由控制设备和驱动程序组成，通过编程控制器来对设备的进行操控，实现电梯的启停、减速、加速等不同内容的控制效果。当然，在进行矢量化控制运算的过程中，还需要将电机的实际运行参数考虑在内，使变频器能够实现自我监控的目的。这样在电梯运行过程中如果检测到电梯出现过载、过压、电流较大以及欠压、超速、失控以及电动机热量超出预设值的情况能够及时的做出反应[4]。该变频器能够在信号输出为零的情况下实现电梯的运行。并且能够利用编程控制器以及外部信号设备向外发出信号进行控制。结合逻辑运算方式对变频器以及其他相关设备进行有效地控制，而控制电梯速度，其重要的环节就在于对其平层运行进行加减速度的控制。
（二）编程控制器的改造
使用编程控制器来替代原有的继电控制器，能够有效地改变电梯在运行速度方面的控制水平，同时能够提升电梯在运行过程中的隔音功效，使噪音降低。而且通过编程控制器可以使电梯在运行过程中的逻辑回路处于正常的状况，进而提高电梯运行的安全性和舒适性，并且可以降低电梯运行过程中的故障概率。通过使用变频调速器来控制电梯的运行能够使人们在乘坐过程中的舒适度得到提升。
五、改造过程中应当注意的事项
（一）如果对货梯进行改造使其成为能够进行全自动控制的电梯，除了需要额外的加装侧重装置外，还应当设置相应的光电保护板以及安全触板，来提高货梯运行的安全性和稳定性。
（二）在进行改造时必须依照原本设计的载重量进行改造，并且其运行速度不得超出电梯的额定速度，同时电梯的曳引方式也不得发生改变。
（三）为了提高电梯运行的安全性，采用线路或者是软件来确保轿行慢车。为了避免出现人员伤亡事故，应当杜绝出现机房与轿内行车的情况。
（四）给电梯配备相应的自动关闭层门的装置以提高电梯运行的安全性，并为乘客提供安全保障。
（五）如果使用绳索或者门链来链接层门门扇，则需要在每个门扇上面安装电气安全设备。
（六）定期对电梯设备中的限速器以及安全钳的联动功能进行检测，如果发现设备出现老化或者是质量不符合要求的情况，则需要进行的进行设备更换。
（七）在改造设备时需要对制动器进行全面化的分解，避免在分解过程中出现油垢粘连的情况，并且定期对其进行清理，使用润滑剂来对电磁铁以及铜套的间隙进行润滑，确保设备在良好的状态下运行。
六、结束语
通过引入变频调速技术可以有效地改善目前电梯在运行过程中存在的问题，并且实现快速运行、降低能耗、乘坐舒适、减弱噪音、启停稳定以及安全可靠的运行目的。随着变频调速技术的优势不断地凸显，对于电梯的改善作用更加明显，而且该项技术符合我们节能环保的发展要求，所以我们相信实现调压调速的变频技术必然能够在电梯设计应用领域内大放异彩。
参考文献
[1]张杰，方国庆.基于变频技术的双速电梯改造研究[J].机电信息，2015（24）：68-69.
[2]马君豪.探讨变频调速技术在电梯舒适度改造中的应用[J].福建质量管理，2016（04）：172.
[3]丁辰.电梯控制技术的发展及存在的问题分析[J].科技传播，2016，8（12）：190-191.
[4]刘国华.PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的应用[J].制造业自动化，2011，33（06）：61-63.
论文作者:赖海华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/18
标签：电梯论文; 过程中论文; 系统论文; 电机论文; 电流论文; 设备论文; 舒适度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第12期论文;