液压电梯闭式回路节能型电液控制系统研究

李楠

（吉林市特种设备检验中心，吉林吉林132021）

液压电梯闭式回路节能型电液控制系统研究

李楠

（吉林市特种设备检验中心，吉林吉林132021）

随着世界经济的发展，产生了一种新型的交通工具——电梯，其在人们生活中已经处于不可替代的地位，电梯的使用情况和数量也已成为判断国家现代化的标志之一。当前使用的电梯主要分为两种:液压电梯和曳引电梯。液压电梯指的是通过液压传动，曳引电梯是由曳引电动机驱动，两者之间的工作原理完全不同。主要对液压电梯闭式回路节能型电液控制系统的设计及原理展开分析，从而对液压电梯闭式回路节能型电液控制系统展开深入的研究。

液压电梯；闭式回路；节能型；电液控制系统

1　液压电梯闭式回路节能型电液控制系统的设计及原理

1.1系统的设计要求及工作原理

1.1.1系统设计要求及节能技术的应用

其一，系统的功率低、耗能少而效率高。系统的节能型主要体现在效率高但是耗能低这一点，电梯是否节能可以通过对电梯耗电量的考察确定。其二，耗油量少。由于我国当前的生物油、纯水等还无法实现大规模的工业上的应用，因此应该适当降低液压电梯的耗油量，节约资源的同时也可以保护环境。其三，结构简化。液压电梯的动力系统是否精简对于电梯的维护、性能、价格有着重要的意义，选择简单的系统可以使整个电梯结构的维修、调试、维护等更加方便快捷，并且有效避免了线路的复杂性。其四，控制性能好。在对满足上述三点的同时，也应该重视整个系统的控制性能是否合格。

1.1.2配重技术

配重技术的主要目的是为了降低电梯系统的装机功率，还可以在一定程度上减少耗能量，因此配重技术的采用是节能的一种有效且重要的方式。液压电梯的配重技术主要分为液压配重和机械配重两种。液压配重：液压配重也就是蓄能器，其优点是可以存储一部分的液压油，这就可以使泵站油箱的体积减少一部分，甚至是可以存储泵站油箱所需的全部液压油，此时就不需要泵站油箱，且蓄能器的放置地点灵活多变。缺点是由于蓄能器的油量存储量是一定的，当其存储液压油或者排除液压油时，会改变蓄能器内的压力，这就导致了电梯的节能效果受到其上升高度的影响，也会由于外部温度等原因对电梯的节能效果造成负面影响。

1.1.3系统的工作原理

液压电梯闭式回路节能型电液控制系统的节能技术工作原理可以归纳为：通过蓄能器压力对地负载的重量进行平衡，以降低液压动力系统的装机功率。当电梯下行时，一部分的势能可以通过一种方式存储在蓄能器中。提高系统的压力等级，降低系统对能量的要求，同时整个液压系统可以形成一个闭合的回路，降低耗油量。

1.2机械升降机结构的设计

电梯升降机结构为活塞缸结构，活塞杆对电梯的运行速度的比为1∶2，活塞杆和电梯的所受拉力的比为2∶1。活塞缸的缸筒分为有杆腔和无杆腔，有杆腔是压力腔，无杆腔为空腔。无杆腔底部的一个油口可以使泄露出来的液压油重新流回油箱。当液压油流到活塞杆中时，在液压油的压力之下，活塞杆就会向下运动起来，而通过滑轮组和钢丝绳的工作将电梯往上提升。当液压油从活塞杆内排出时，在钢丝绳的工作之下，活塞杆又会向上运动，从而电梯向下运动。

1.3液压系统的设计

液压系统的设计包括对液压站的设计、马达的类型选择、液压控制阀的设计、补油装置的设计等。液压站的设计：选择一种标准的变频液压电梯系统的液压站，其优点是外观美观精简、运行的噪声小。马达的类型选择：对于马达的要求有效率高、工作压力大、转速满足要求等，因此选择的是螺杆泵。液压控制阀的设计：由于闭合回路的原因，应该选择密封性能好的锥阀或者是球阀结构的液压阀。补油装置的设计：补油装置对于闭合回路系统是很有必要的，其主要元件有补油电动机、滤油器、单向阀、补油泵等。

1.4电力系统的设计

电气系统包括电动机、变频器、接触器、按钮开关等，根据实际要求，变频器的进线侧应该选择不接熔断器，电动机进线侧选择不接热继电器，主要是由于变频器有着一定的电流电压进行保护。

1.5控制系统的设计

首先，监控系统的硬件设计，其硬件主要是由计算机、接口电路板和数据采集器构成，接口电路板作为计算机、数据采集器与监控对象之间的桥梁，为了监控的效果，应该对接口电路板的设计上采用一些可以避免干扰的措施，即对输入的信号加以过滤、开关量的输入整形等。其次，监控系统的软件设计，是使用编程语言进行编程，实现信号的收集、控制，数据的分析、处理，以及结果的存储、显示。

2　液压电梯闭式回路节能型电液控制系统的实验研究

2.1相关变量的测试

第一，马达泄露流量的测试，分为外泄漏流量和内泄漏流量。外泄漏流量测试：通过实际的实验可知，马达的外泄漏流量与马达油口的内部、外部压力差成正比的趋势。内泄漏流量测试：通过实际的实验可知，液压泵的内泄漏流量与液压泵的两个油口之间的压力差成正比的趋势。第二，机械摩擦力的测试，根据结果显示，静摩擦力的大小会根据电梯的载重而发生变化，成正比状态，而动摩擦力则不受影响。

2.2补油措施的实施

补油措施包括同步补油、定时补油、压力超限补油。同步补油是在主电动机工作的同时，使补油电动机同步工作，并通过对补油泵的带动，向蓄能器内补油，这种补油的措施可以在液压泵出现缺油的状态时立即补油，其优点在于方法简单。定时补油指的是当泄露液压油量达到一定程度时，再加以补油，主要是因为电梯的每次运行都会产生一定的泄露液压油量，但是泄露的液压油量对于电梯的实际运行不会产生多大的影响，因此每次在电梯运行时都加以补油是没有必要的。

2.3溢流压力的设置

溢流阀作为系统的必要保护元件，不仅可以控制补油泵对蓄能器的补油量，还可以将蓄能器内的压力控制在某个值之内。为了防止电梯在运行过程中出现溢流阀溢流的情况，应该针对蓄能器的最大压力对溢流压力进行设置，以达到不会对电梯的正常运行造成影响的目的，避免能量的消耗。

2.4液压系统的油液温度升高实验研究

使液压系统的油液温度升高的主要原因有这几个方面：电动机所散发的热量、马达由于效率的损失而造成的热量等。应该根据电梯的实际使用情况（包括运行频率和载重），对液压系统展开相关的冷却工作。

2.5振动以及噪音的测试以及分析

电梯的振动和噪音是衡量电梯是否具备舒适性的指标之一。电梯的振动与电梯的运行速度、电梯启动和制动时的加速度都有着密切的联系，并且与电梯内的装饰也关系密切。因此，主要从电梯加速度、噪声展开实验测试，分析结果为：振动加速度主要与导靴和导轨间的润滑度有关；噪声主要是因为液压泵所造成的。

3　结语

节能型电液控制是液压电梯发展的必然趋势，本文主要对系统的设计要求以及工作原理，如配重技术、机械升降机结构的设计、液压系统的设计、电力系统的设计、控制系统做出了具体的分析探讨，从而对液压电梯闭式回路节能型电液控制系统进行了全面的实验研究，包括相关变量的测试、补油措施的实施、溢流压力的设置等。

［1］林建杰，徐兵，杨华勇.液压电梯装机功率研究［J］.机床与液压，2005，（07）：112-113.

［2］徐兵，林建杰，杨华勇.液压电梯中的能量回收技术［J］.液压与气动，2004，（05）：100-101.

［3］林建杰，徐兵，杨华勇.蓄能器作为压力油源的液压电梯节能系统研究［J］.中国机械工程，2003，（11）：86-87.

Study on energy-saving electro-hydraulic control system of closed circuit hydraulic elevator

LI Nan
（Special Equipment Inspection Centerof Jilin，Jilin 132021，China）

With the development of world economy，liftas a new type of transporthasbeen created，which is irreplaceable in people's lives，and the usageand the numberofelevatorshavealsobecomeone of the symbolsofnationalmodernization. Currently used elevators aremainly divided into two types:hydraulic elevators and traction elevators.Hydraulic elevator operates throu gh hydraulic transmission，while traction elevator is driven by a traction motor with completely different working principle.The design and principle of energy-saving electro-hydraulic control system of closed circuit hydraulic elevatorwere analyzed in this paper.

Hydraulic elevator；Closed circuit；Energy-saving；Electro-hydraulic controlsystem

TU976.3

A

1674-8646（2016）18-0030-02

2016-08-01

李楠（1989-），男，吉林桦甸人，助理工程师，学士，从事机械工程研究。