采用开式油路的阀控-变频节能液压电梯研究

　　0引言

　　目前，装机功率和能耗大是制约液压电梯发展和应用的主要因素，节能研究成为近年来液压电梯技术研究的热点^[1]。

　　液压电梯的装机功率一般是曳引电梯的2～3倍^[2]，如果液压电梯能在节能方面取得突破性进展，它将在电梯市场中占有更大的优势。液压电梯能量回收方式主要有回馈电网式、机械式、液压蓄能式、变频调速式和变频-蓄能式五种，而其中变频-蓄能式节能效果最好。

　　本文将阀控调速、变频(variable voltage variablefrequency，VVVF)调速、活塞拉缸和蓄能器节能技术有机结合起来，设计出一种新型开式油路的阀控-变频节能液压电梯系统，在一定程度上降低了液压电梯的能耗，具有良好的速度控制性能和工程应用价值。

　　1系统设计

　　近年来，大量的研究人员运用了各种各样的方法来减少液压电梯的能量损耗，其中也取得了一定成果。文献[1]介绍了一种闭式油路的变频节能液压电梯，它是将蓄能器-液压变量泵/马达组成独立于主油路的“压力-能量转换”油路^[3]，应用于变频液压电梯系统，形成一种附加蓄能器回路的变频液压电梯系统^[4]。

　　为了能够更好的提高液压电梯的节能性，本文在闭式油路的变频液压电梯系统的基础上，对电梯下降时的节能系统进行了研究，设计出了开式油路的阀控-变频节能液压电梯系统。图1是双缸直顶式液压电梯结构示意图^[5]，图2是该系统在双缸直顶式液压电梯中的应用原理图。该系统的能量回收原理为：在电梯下降过程中，一部分势能会转换成液压能，将压力能储存在蓄能器中，另一部分势能经过节流阀产生了节流能量损失，最终转化为热能。在电梯上升过程中，采用容积调速，减少节流能量损失，同时蓄能器中的压力油释放出来，补充给液压泵，使上升过程中液压泵消耗电动机的能量减少，达到节能目的。

　　2开式阀控-变频液压电梯工作原理及特点

　　2.1开式阀控-变频液压电梯工作原理

　　开式阀控-变频液压电梯(见图2)的工作原理如下：

　　(1)电梯上行。

　　微机控制器接到电梯上行指令后，电磁溢流阀6得电，电动机3旋转，泵启动，泵经过滤器和交替单向阀22从油箱吸油，再经过过滤器4、单向阀5、二位三通换向阀7、桥式整流板9和10(控制双缸同步)、电磁单向阀12和13进入到活塞缸15和16，轿厢上升。在电梯上升的过程中，通过检测到的电梯位置信息向微机控制器输入，然后经过微机处理后，把信号反馈给变频器，使液压泵按照给定的速度指令正向转动，电梯轿厢按照预定的速度曲线完成加速，减速，匀速，减速，再到平层运行阶段。当电梯到达选定楼层，微机控制器接到停止信号后电磁溢流阀6断电，同时变频器停止向电动机供电，液压泵2停转，单向阀5、12、13在两端压差作用下关闭，电梯轿厢停留在平层位置。在上行过程中，如果蓄能器内的压力油提供的驱动力矩大于负载阻力矩与系统摩擦力矩之和,主电动机需工作在正向回馈制动状态。反之，则主电动机需工作在正向电磁驱动状态。