分析矩阵变频技术在电梯中的应用

孙龙　孙莉

摘 要：电梯作为高层建筑的重要运输工具，已经成为不可或缺的一项设备。电梯所使用的技术，直接关系到电梯能否正常运行，对内部人员也具有较大的影响。从客观的角度来分析，变频技术是电梯常用的技术之一，但变频的技术类型较多，倘若没有适时更新，将直接影响电梯的日后使用和维修。建议在今后的工作中，应用矩阵变频技术，提高电梯的运行效率，增加安全性的同时，便于维护和整修。

关键词：电梯；矩阵变频；能量回馈

对于我国而言，电梯的应用数量非常庞大，目前市场上的产品多数都是采用基于矢量控制的变频调压调速系统，总体上的应用效果还是值得肯定的。但是，面临人口的不断增加，建筑高度的不断提升，电梯所接受的挑战也在增大。矩阵变频技术作为全新的技术，在电梯中的应用能否取得理想的效果，还需要进一步研究。本文主要讨论矩阵变频技术在电梯中的应用。

1.电梯变频控制装置的现状

电梯变频控制已经成为普遍的控制方案，从结构上看，变频装置主要是分为间接变频和直接变频两大类。目前绝大多数的变频调速电梯，都在采用间接变频装置，也就是所谓的交-直-交变频装置。电梯在应用过程中，间接变频装置的优点较多：第一，该变频装置的元器件比较少，无论是在维修方面还是在更换元器件方面，都比较方便，花费时间少，维修效率高。第二，间接变频装置的元件利用效率比较高，同时调速范围也很宽。现阶段的电梯虽然划分为客梯和货梯两种，但多数大厦的人员较多，客梯与货梯都是共用的，因此需要根据不同的时间段来调节电梯的速度。间接变频能够满足调速的要求，根据具体的应用目的来调节速度，加快运行，提高工作效率。第三，间接变频的线路比较简单，这就促使该变频的问题比较少，处理问题也比较简单，不会造成太过复杂的问题。相对而言，直接变频装置，也就是交-交变频装置，由于整体上的元器件比较多，线路也比较复杂，再加上该变频的技术条件限制较多，因此使用的范围比较窄。

2.矩阵变频装置的特点

相对于间接变频和直接变频而言，矩阵变频技术是一种全新的变频方法，能够为电梯的运行提供更多的保障。矩阵变频技术具有以下特点：第一，高功率因数、低谐波污染。矩阵变频技术应用到电梯后，电梯的运行将会更加流畅，并且不会造成谐波污染的情况。工作人员在乘坐电梯的时候，手机仍然有充足的信号，可以与外界保持良好的通话，基本上不會产生较为严重的阻碍。第二，矩阵变频装置可四象限运行、无中间储能环节。间接变频装置虽然取得了良好的应用效果，但并没有办法达到四象限运行，中间存在储能环节，应用有待提升。第三，矩阵变频装置使用了三相电压输入来控制输出电压，这就不仅能吸收任何电流杂波，也能提供清洁的输出电压，这也是矩阵变频装置吸引人们的一个重要点。由此可见，矩阵变频技术能够在电梯的实际应用中，提供较多帮助，同时创造出较大的经济效益和社会效益。

3.矩阵变频技术在电梯中的应用

3.1矩阵变频装置在电梯中应用的提出

随着人口的增加和建筑高度的提升，间接变频装置的应用越来越吃力，无法满足大众的实际需求，很多方面都表现出了较为突出的问题。矩阵变频技术的研发成功，为电梯的进步和发展提供了完美的契机。从装置本身来讲，矩阵变频装置是由18个功率模块按矩阵结构组成的。每两个开关管组成一个双向导通的单元，一共9组单元，将输入的三相电源R、S、T与输出驱动电动机的三相U、V、W构成一个3×3的矩阵。采用一定的开关控制策略可使线间平均输出电压为所需频率下的正弦调制电压，同时可使输入为电流正弦波并与输入电压同相。由此可见，矩阵变频技术在应用到电梯后，能够满足不同大小的电梯需求，并且在充分解决能量的时候，加强利用效率，避免浪费。

3.2矩阵变频技术在电梯中的应用方案

根据矩阵变频技术的特点和结构组成，发现该技术属于一种比较新颖的技术，对电梯的积极意义较大。在今后的工作中，可根据电梯的大小和实际应用目的来决定如何应用。第一，倘若电梯空间比较小，并且主要承载的是运送人群的任务，那么就可以充分发挥矩阵变频装置的“一次换能”作用。例如，在住宅楼当中，利用电梯运货的情况并不多，一次承载较多的住户，同时快速抵达才是最重要的诉求。矩阵变频装置本身就是一次换能，运行效率很高，基本上不会造成拥堵的情况。第二，倘若电梯的空间较大，并且需要客梯、货梯相互转换的应用，则需要发挥出矩阵变频技术的能量转换作用。利用电梯运货，必须保证电梯能够承重较大的重量；利用电梯运人，则需要保证电梯能够快速上升和下降。矩阵变频技术可将电梯的势能转化为电能，而不是通过电阻浪费掉。当运货的时候，需要电梯大功率的运作，经过测试，矩阵变频技术在30kW的时候，耗电量为原来的40%，不仅解决了能源问题，还提高了电梯的运行效率。按照这种算法，每台电梯一年可节约用电超过10000元，对高层建筑具有较大的经济效益。

4.总结

本文对矩阵变频技术在电梯中的应用展开分析，从现有的情况来看，矩阵变频技术能够对电梯的运行提供较多的保障，并且在出现故障后，可及时的停止运行，维修工作并不复杂。面对建筑高度的增加，电梯必须应用先进的技术来完成日常运输工作。在前段时间中，我国发生了很多电梯事故，虽然没有造成太大的人员伤亡，但这意味着间接变频技术已经不再适用于电梯，而是应该选择矩阵变频技术来弥补。相信在今后的电梯运行中，矩阵变频技术能够提供更多的技术帮助，促进电梯平稳运行。

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