现代电梯控制技术及发展问题

作者简介：史玲（1963.04-），山东济南人，高级讲师，研究方向：从事电工基础、电子技术基础、电梯控制技术和就业指导课程的教学工作。

摘 要： 在现代社会中由于经济的发展和科技的进步使高层建筑不断增加，在高层建筑中电梯是必不可少的运输设备。科技技术的进步推动了电梯工业水准，电梯控制技术也不断进步，电梯控制系统的选择也逐渐多样化。现代电梯控制技术的发展需要依靠大功率电子器件的变流技术、多级计算机集散系统、实时离散仿真技术以及现代控制理论等。但随着社会经济的发展，人们对电梯的舒适度、可靠性以及运行的稳定性也提出较高的要求，如何在满足用户需求的基础上实现较高的经济效益是当前企业、学者研究的重要课题。本次研究从电梯控制技术发展历程出发，阐述电梯的工作原理及不同的电梯控制技术，给出不同的电梯控制方式的比较，总结出最适合现代工业控制的电梯控制方式。通过对比各项技术的优劣，结合时代、用户需求分析研究未来电梯控制技术发展的方向。

关键词： 电梯控制技术;发展问题;对策

【中图分类号】TP2 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.133

1 现有电梯控制技术分类发展概述

从我国电梯技术发展历程来看，我国电梯控制系统中的主要组成部分为运行逻辑控制系统以及电梯拖动系统、电梯曳引驱动系统、电梯引导系统，具体如下所述：

1.1 运行逻辑控制系统

运行逻辑控制系统的发展主要经过继电器回路、微机控制两个时期，在现代突飞猛进的科技力量支持下电梯运行逻辑控制系统逐步发展为64位多微机控制，从最简单的单片机过渡到DSP。

1.2 电梯拖动系统

电梯拖动系统技术发展包括以下几个阶段：第一，交流双速阶段。在此阶段对电梯的控制主要通过利用电机高低速软组切换的原理进行控制，该技术的实现对电机规格要求较高，电机复杂不易维修，且耗电量也较高。第二，交流调压调速阶段。在此阶段对电梯的控制主要利用电子电路产生的电梯运行速度曲线模拟量，通过可控硅等其他手段调节电机电压，以此达到控制电机速度的目的。在该技术下适宜速度的产生对电梯的电机规格有特殊的要求，需要专门定制，电机耗能较高，其不应用于高速电梯。第三，直流调速阶段。直流调速技术的出现是为了满足高速电梯运行的要求，由于需要较高的电梯控制精度，因而采用的电机体积较大，结构比较复杂，维修难度较大。第四，交流调频调压调速拖动阶段。目前交流调频调压调速是当前电梯较为普遍采用的一种技术，又分为矢量控制、恒压频控制以及直接转矩控制模式。

1.3 电梯曳引驱动系统

在曳引驱动系统中，曳引机属于其中的重要动力源设备，更是该系统的核心组成部分。因此，曳引机的种类、参数以及质量对电梯的额定载重、额定运行速度等有着决定性作用，更影响着电梯的节能效果。曳引驱动系统的工作原理在于，利用曳引绳、曳引轮槽之间的摩擦力，并与曳引绳两端的轿厢、对重装置进行连接，在曳引驱动系统的作用下，可避免电梯在上升过程中引起剧烈碰撞的不良后果，显著提高电梯安全性能。

1.4 电梯引导系统

所谓电梯引导系统，又被称之为电梯导向系统，其目的是为了能够针对电梯轿厢设备以及对重装置在运行井升降过程中限制其运行轨迹，所以电梯引导系统会被分为引导轿厢以及引导对重装置等两个引导系统，其系统组成设备以导轨、导靴以及导轨固定架等为主，这些部件质量决定引导系统性能，更对电梯参数、运行速度等有着一定的关联作用。

2 电梯控制技术发展要求以及存在的问题

2.1 发展要求

在当前的内外部环境下电梯控制技术需要满足以下条件：第一，舒适性。电梯作为重要的垂直交通运输工具在运行过程中必须保证电梯箱摆动的频率以及停靠站口时给用户带来的舒适体验。第二，稳定性。电梯稳定性直接关系到电梯运行是否安全，确保人员安全性是电梯可投入使用的第一要素，因而电梯控制技术的发展也应以此为基础，确保新技术的应用不会导致人员安全受到威胁。第三，经济性。企业经营的目的是使利润最大化，因而电梯控制新技术所带来的成本比旧技术小，即具有更高的经济性。第四，绿色环保。在当前世界倡导的节能减配、绿色环保的趋势下，如何实现资源的高效利用或重复利用、废物利用是科技技术发展的重要方向。

2.2 现阶段存在的问题

现阶段电梯控制技术中存在的问题主要有：第一，电梯的节能问题。随着电梯的广泛应用，电梯需求量不断攀升，其對能源的消耗也在相应增加，实现能源的高效利用是电梯控制技术发展中主要解决的问题之一。第二，电梯运行效率。电梯作为载具，在技术改进的过程中如何确保电梯安全的基础上实现运行效率的提升也是未来电梯控制技术发展的重点。第三，控制器性价比问题。当前我国研发的电梯技术核心设备同国外成熟的技术相比具有周期长、成本高的问题，部分电梯企业为提高效率从国外引进技术，价格也较高，电梯设备整体性价比不高。

3 电梯控制技术发展方向

现阶段各行各业的新技术涌现给电梯控制技术的发展提供了“源泉”，诸如近年来已经得到快速发展的同步和异步电动机、能量回馈技术以及节能群控技术等能满足节能的要求，尤其是能量回馈技术，对于电梯这类发电和电动比例一致的装置可用于回馈的能量非常可观;超级电容设备具有蓄电量大、充放电快速、寿命长以及低污染的特点，其在公交车上的良好利用使电梯行业也侧重从该项技术中探索出符合电梯运行的超级电容。从当前技术发展的趋势可以窥测，节能、低污染、高安全性以及高效率是电梯控制技术发展的必然选择。除此外，在当前已经较为成熟的电梯市场中电梯企业想要实现高竞争力需要其发展辅助功能满足用户越来越多样化的需求，比如可变速控制、无极调速、静态磁极自学习以及节能群控技术等，从而才能符合国家经济绿色发展以及人们生活水平稳步提高的内外部环境趋势。

4 结束语

综上所述，电梯作为日常垂直运输交通工具在人们的日常生活中扮演着不可或缺的角色。电梯企业应围绕经济的发展以及科技技术的进步不断对电梯控制技术进行改革优化，从而才能推动电梯企业的可持续健康发展。

参考文献

[1] 张紫轩，罗丹.现代电梯控制技术及发展问题[J].数码世界，2018（8）.

[2] 朱迅.浅谈电梯自动控制系统的发展及其应用[J].军民两用技术与产品，2018（2）.