液压电梯变频节能控制系统设计研究

1液压动力系统设计

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)。

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。

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。

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。

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。

2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。

作者：于仁东 单位：新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院