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新型控制器及驱动技术已形成了很大电梯改造市场。用直流可控硅流器取代老式的“G-M”(电动发电机)装置给建筑物业主带来了很多的好处。包括层间响应时间缩短,轿厢运行更加平稳,能耗减小。同时,电梯改造也给电梯承包商带来很多利益。现存建筑内的电梯改造合同一般比较大,而且一经改造,改造公司就有机会得到以后的服务合同。 改造市场可以分为几类:液压或曳引;交流或直流;低层或高层。为了讨论这一问题,我们先来讨论直流无齿轮电梯系统的改造。但直流有齿轮系统也可采用同一原理。 直流无齿轮电梯一般用于大型高层建筑,因此改造合同也特别大。因而应特别注意电梯的运行质量和轿厢。要确定这类改造市场的规模是很困难的,但是,可以用一些基本的假设进行估算。
电梯系统经久耐用,其质量要确保安全运行及系统寿命。但是,其中的一个假设就是某个点的磁性件需要更换。载流导体的绝缘保护系统的使用寿命是有限的,一般规定为20年。超出这个期限,则系统的绝缘特性降低,不能为大家所接受。 假设电梯从最新安装至改造的平均时间为20年,则可以对改造目标时行大胆设想。《电梯世界垂直运输业概要》根据年份和型号(有齿轮、无齿轮、液压)列出新电梯系统的统计情况。把20年这个估算值用于这一信息,则可以估计20年前已有1 000台电梯装好。将这一点分别扩大2年,则这个数字可增为约4 000台电梯。这还是对电梯改造市场的一个保守估计。
关于改造直流电梯系统的改造一般包括几个关键事项:用于给电机供电的电动发电机组去掉了,原来的控制系统也被新的控制驱动系统取而代之。这种新型系统通常是一个6脉冲、直流可控硅整器的供电系统,并带有电子控制装置。要使控制驱动装置正常工作,供给控制屏的交流电要与直流电机要求的电压相匹配。将驱动系统与建筑物内的电网绝缘开来也不愧为一个好举措。要做到这一点,就要用一个驱动绝缘变压器。大多数情况下,对于不同的建筑,直流电机电压要特定。所以,变压器的次级电压值要专门设定。 新型控制驱动系统通过可控硅整器(SCR)的通断来控制输出动力,并将交流整流成直流。所有的将交流整流成为直流的SCR供电系统其输出都有少量的交流脉冲。在控制驱动系统与直流电机之间装上一个滤波器就可以减小脉冲。
#p##e#关于噪音 电梯系统的噪音可以分为2类:可听见噪音和电气噪音。人的耳朵能听到可听见噪音。建筑物业主认为的改造工作的噪音就是可听见噪音。电梯机房噪音较大,变压器、滤波器、控制驱动装置及任何转动设备都会发出可听见噪音。机房一般要与建筑物中的专用部分很好地隔离开来。电梯机房本身也要与电梯轿厢隔一段距离。一般情况下机房内的可听见噪音很少能传到电梯轿厢。所以,足够的距离、很好的隔音设施就可以使这种噪音减到最小。 电气噪音是某个特定电网内的基频(如60Hz)畸变所产生的。这个畸变的表现形式为谐波、直流输出的交流脉冲、陷波或类似效果。电气噪音所产生的一系列问题不在本文所及,但是,电气噪音要通过一段距离才能转变为可听见噪音。电梯轿厢内的可听见噪音常常就是由于电气噪音引起的。 电气噪音是在电梯供电系统内产生的。谐波、陷波、叠加交流脉冲都是直流可控硅整器供电系统的负面影响。交流脉冲一般是系统输出端的问题。直流输出中的残留交流脉冲输送给电机将引起直流电机振动,许多情况下,通过适当的滤波就会减至最小。如果控制/驱动输出滤波不足,交流脉冲就会输送给电机,引起电机转子振动,这一振动通过曳引绳向下传给电梯轿厢,对于无齿轮电梯更是如此,因为没有蜗轮副给主轴产生阻尼。 这些情况中,曳引绳充当的角色就是直接将可听见噪音传给轿厢。有些情况下,振动频率会产生共振,并被曳引绳放大,导致电梯轿厢内的可听见噪音比电机绕组的更大,这一噪音会因为直流输出的交流脉冲数而变化。在电梯运行的循环中,这将会因为可控硅整流器的通/断周期而变化。
解决方案 人们已采取各种办法来解决这一问题。强调解决从磁性元件发生的可听见噪音的方法包括屏蔽,外加系杆及其他机械紧固装置。但是这些改变对于电气噪音的传递却没有丝毫影响。 正确的电气滤波是保证正常运行,减小电梯轿厢可听见噪音的关键。脉冲滤波器是关键元件。 脉冲滤波器是由电阻、电容和电感组合而成的。电梯脉冲滤波器应采用可调电阻和电容。通过转动电阻器上的旋钮来调节阻值,而电容则是通过从电路中增加或去掉单个电容进行调节。滤波器一旦确定,电感是很难调节的。所以,电感值的确定是最为重要的。 电感不足时将不能很好地吸收交流脉冲,因而会将其传给电机。无齿轮电梯系统采用脉冲直流可控硅整流器供电系统进行改造时,电感值应不低于5mH;在有齿轮电梯改造中也可以采用5mH。但是,由于传动箱有阻尼作用,功率较低,电感值小一些也可以。驱动系统生产厂家应规定适当的电感值。改造系统的供货商应提供正确规格的元件,包括驱动装置在内,而承包商有责任提供要改造的系统的正确参数。最为重要的是电机规格、额定速度及供电系统的特性。
结论 电梯轿厢的噪音是改造成直流可控硅整流器控制系统时建筑业主要考虑的事项。最常见的噪音源是电气噪音,这种噪音传至电机,通过电机线圈转化为可听见噪音,然后通过电梯曳引绳传至轿厢,通过绳的共振增大。选择适当规格的脉冲滤波器可以减小或去除这类噪音。脉滤波器可进行调节(调节电阻和电容),但是,电感则是固定的。所以,无齿轮系统的电感值不应小于5mH。向改造商提供准确信息以确保与系统匹配是非常重要的。