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論述電梯曳引和控制技術(shù)的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電梯工業(yè)生產(chǎn)水平得到了不斷提高,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也有很大的改進(jìn)。在電梯控制系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性得到很大改善以外,設(shè)備的體積大大縮小,功能不斷完善,性能不斷提高,維護(hù)更加方便。尤其是從80年代交流變壓變頻控制技術(shù)出現(xiàn)以來(lái),電梯的發(fā)展速度十分驚人,應(yīng)用也相當(dāng)普及。筆者就電梯技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)主要方面提出一些觀點(diǎn),以供參 考。 一、曳引技術(shù)的發(fā)展 1、永磁同步曳引機(jī) 1.1永磁同步曳引機(jī)的原理及結(jié)構(gòu) 永磁同步曳引機(jī)的定子繞組采用永磁材料產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng),它不需要?jiǎng)?lì)磁電流,轉(zhuǎn)子中無(wú)勵(lì)磁損耗。永磁同步曳引機(jī)裝有轉(zhuǎn)子永磁體磁極位置檢測(cè)器,用來(lái)檢測(cè)磁極位置,以此對(duì)電樞電流進(jìn)行控制,達(dá)到伺服控制,F(xiàn)在應(yīng)用較多的是無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī),其結(jié)構(gòu)形式可以分為徑向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)和軸向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。徑向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)按定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置不同,又可分為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。軸向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)又稱(chēng)盤(pán)式結(jié)構(gòu),不同結(jié)構(gòu)形式的曳引機(jī)應(yīng)有和場(chǎng)合不同,其磁場(chǎng)分布形式也不同。內(nèi)轉(zhuǎn)子式永磁同步曳引機(jī)的永磁體嵌裝在轉(zhuǎn)子鐵中,外轉(zhuǎn)子永磁同步電動(dòng)機(jī)的永磁體貼裝在轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面。內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)承載能力強(qiáng),適于大載重量、高速電梯,一般多用于高層住宅和辦公樓,外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)軸向尺寸相對(duì)較小,可用于小機(jī)房或無(wú) 機(jī)房電梯應(yīng)用場(chǎng)合,但其載重量受到限制。盤(pán)式結(jié)構(gòu)曳引機(jī)軸向尺寸更小,可直接安裝于電梯井道中,最適于無(wú)機(jī)房電梯使用。 1.2永磁同步曳引機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展,與之配套的電梯生產(chǎn)制造業(yè)也一路猛進(jìn)。近年來(lái),電梯行業(yè)許多廠(chǎng)家紛紛開(kāi)展無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī)的開(kāi)發(fā)研制工作。我國(guó)不但是全球最大的電梯市場(chǎng),而且形成了全球最強(qiáng)的電梯生產(chǎn)能力。中國(guó)的電梯雖然生產(chǎn)能力第一,甚至出口也第一。電梯產(chǎn)業(yè)的前景和走勢(shì)也隨著社會(huì)的需求悄然發(fā)生著改變。市場(chǎng)對(duì)新一代的電梯的需求越來(lái)越旺盛。國(guó)內(nèi)外電梯企業(yè)順應(yīng)市場(chǎng)需要,加大研發(fā)投入,都準(zhǔn)備在未來(lái)新概念電梯產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占得先機(jī)。 近年來(lái),電梯行業(yè)許多廠(chǎng)家紛紛開(kāi)展的開(kāi)發(fā)研制工作,沈陽(yáng)博林特電梯公司通過(guò)自己的技術(shù)研制出我國(guó)具有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī),并在世界市場(chǎng)上得到廣泛應(yīng)用。雖然目前在中國(guó)電梯市場(chǎng)上采用無(wú)齒輪同步曳引機(jī)技術(shù)的電梯只占很少部分(約10%),但其發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛。伴隨著電梯市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),必將進(jìn)一步促進(jìn)無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展。 2、直線(xiàn)電機(jī)技術(shù) 直線(xiàn)驅(qū)動(dòng)就是直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是近15年發(fā)展起來(lái)的一種新型進(jìn)給傳動(dòng)方式。直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能、而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置,具有起動(dòng)推力大、傳動(dòng)剛度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、定位精度高、行程長(zhǎng)度不受限制等優(yōu)點(diǎn)。特別是由于直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)無(wú)離心力作用,故直線(xiàn)移動(dòng)速度可以不受限制;而且其加速度非常大,能實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速,高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停,因此,直線(xiàn)電機(jī)特別適合應(yīng)用與高速電梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在2008中國(guó)國(guó)際電梯展覽會(huì)上,東芝電梯公司展出了采用直線(xiàn)電機(jī)技術(shù)的MagSus非接觸式導(dǎo)靴系統(tǒng),使電梯在與導(dǎo)軌不發(fā)生接觸的狀態(tài)下運(yùn)行。隨著現(xiàn)代高層建筑的不斷涌現(xiàn),對(duì)高層及超高層建筑物,通過(guò)懸吊鋼絲繩牽引轎箱越來(lái)越限制電梯的提升高度和效率,所以采用直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)高層及超高層電梯成為現(xiàn)實(shí)的可能性會(huì)越來(lái)越大。 二、變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展 20世紀(jì)70年代后,大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用,使得交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)逐步具備了寬的調(diào)速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的穩(wěn)速精度、快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及在四象限作可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能,在調(diào)速性能方面可以與直流電力拖動(dòng)媲美。在交流調(diào)速技術(shù)中,變頻調(diào)速具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善,價(jià)格不斷降低,特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯,而且易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化,深受電梯行業(yè)的青睞。變頻調(diào)速技術(shù)通過(guò)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)供電電壓和頻率,來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到線(xiàn)性化,將交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行曲線(xiàn)線(xiàn)性區(qū)域 加大。系統(tǒng)采用高精度光電碼盤(pán)(或編碼器)反饋信息,微機(jī)數(shù)字化控制,電梯平層精度高(達(dá)到毫米級(jí)),并且絕對(duì)保證電機(jī)零速時(shí)抱閘,舒適感非常好。另外多臺(tái)電梯微處理機(jī),可達(dá)到人工智能化,與傳統(tǒng)調(diào)速技術(shù)的比較變頻調(diào)速技術(shù)有具有安全可靠、舒適感好、高速高效、節(jié)約能源、平層準(zhǔn)確、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。變頻調(diào)速技術(shù)技術(shù)的發(fā)展正在經(jīng)歷了一個(gè)不斷創(chuàng)新和不斷完善的過(guò)程。目前,世界各大電梯廠(chǎng)家都在進(jìn)行電梯專(zhuān)用變頻器的研發(fā)和制造,新的方案不斷提出,進(jìn)一步證明這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用方興未艾。 三、模糊控制 隨著大樓智能化的提高,從服務(wù)質(zhì)量角度來(lái)說(shuō),人們總是希望候梯時(shí)間和乘梯時(shí)間的總和越短越好;從節(jié)約能耗角度來(lái)說(shuō),要求電梯避免空駛,減少起停次數(shù)。但是這兩方面的目標(biāo)是相互矛盾的。電梯群控系統(tǒng)調(diào)度方法的設(shè)計(jì)不僅依賴(lài)于電梯本身的配置、性能,而且取決于建筑物的客流交通特點(diǎn)和性質(zhì);某一特定調(diào)度方法對(duì)于不同模式、不同用途的建筑的調(diào)度效果有很大的差異。電梯群控系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建的客流交通特點(diǎn)采取最合適的控制策略,使得電梯系統(tǒng)的綜合性能最佳,控制程序中應(yīng)采用先進(jìn)的調(diào)度規(guī)則,使群控管理有最佳的派梯模式。但由于電梯群控系統(tǒng)控制目標(biāo)的多樣性以及電梯系統(tǒng)本身所固有的隨機(jī)性和非線(xiàn)性?xún)H僅通過(guò)傳統(tǒng)的控制方法很難提高控制系統(tǒng)的性能,F(xiàn)在的群控算法中已不是單一地依賴(lài)“乘客等候時(shí)間最短”為目標(biāo),而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)的方法,將要綜合考慮的因素(即專(zhuān)家知識(shí))吸收到群控系統(tǒng)中去。模糊控制系統(tǒng)具有非線(xiàn)性、動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)和較強(qiáng)的學(xué)習(xí)功能,利用專(zhuān)家知識(shí)獲得各種控制規(guī)則,可以很好地處理電梯系統(tǒng)的多目標(biāo)性、隨機(jī)性和非線(xiàn)性,對(duì)即將要發(fā)生的情況作評(píng)價(jià)決策,實(shí)現(xiàn)電梯調(diào)度規(guī)則的進(jìn)化,以適應(yīng)環(huán)境的變化!澳:刂萍夹g(shù)的應(yīng)用將會(huì)使電梯的服務(wù)質(zhì)量越來(lái)越滿(mǎn)足人們的要求。 四、結(jié)束語(yǔ) 電梯曳引技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展使電梯的運(yùn)行速度更快,提升高度更高,運(yùn)行過(guò)程中人們感覺(jué)更加舒適,從而提高了高層建筑中電梯的服務(wù)質(zhì)量。隨著電梯技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究,新一代的電梯將會(huì)融合更多的先進(jìn)技術(shù)。先進(jìn)曳引技術(shù)、控制技術(shù)、人工智能技術(shù)的必將會(huì)使電梯工業(yè)具有更加美好的明天。
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