影响电梯舒适度的因素分析及对策

冯瑞柱

摘要：电梯的质检部通常着重于电梯的安全运行，对电梯的舒适性并没有特别要求，而电梯的直接使用者一般以乘坐时的舒适感和振感来衡量电梯的质量。这就要求我们应切法降低电梯的振动和提高舒适度，以缓解社会舆论对电梯检验方面存在的误区。针对这一问题，笔者现结合电梯运行产生振动的原因进行分析，并采取相应措施及优化方案，以提高电梯运行过程中的舒适性。

关键词：电梯；振动；因素；策略；优化措施

Analysisoffactorsaffectingelevatorcomfortandcountermeasures

FengRuizhu

Foshanflamemechanical&electricalequipmentco.，ltd.

Abstract：Thequalityinspectiondepartmentoftheelevatorusuallyfocusesonthesafeoperationofthelift，Thereisnoparticularrequirementforthecomfortofthelift，Thedirectusersofelevatorusuallymeasurethequalityofelevatorbyridingcomfortand?vibrationfeeling.Thisrequiresthatweshouldcutdownthevibrationoftheelevatorandimprovethecomfortlevel，Inordertoalleviatethesocialpublicopinionontheelevatorinspectionerrors.Inviewofthisproblem，Theauthoranalyzesthecausesofthevibrationintheelevatoroperation，Andtakecorrespondingmeasuresandoptimizationprogram，Inordertoimprovethecomfortofelevatoroperation.

Keywords：Elevator；Vibration；Factors；Tactics；Optimizationmeasures

随着电梯的普及，人们对乘坐电梯的舒适感要求也越来越高，而电梯运行振动方面问题是影响电梯舒适感的因素之一。造成电梯振动的原因有很多，主要是机械方面因素，还有电气的一些环节方面的问题。因此，必须要从源头方面展开探索研究，以提高舒适感。

一、机械因素造成的振动及解决方法

（一）机械因素

造成机械振动有多方面的因素，主要表现为以下三种情况：第一，曳引机引发的振动。曳引轮机械之间的空隙太大，曳引轮在制造和安装过程中精度低等引起电梯的运行位置出现误差，造成曳引电机旋转失去平衡，引起电梯的振动。在众多的振源当中，曳引电机旋转失衡是最为常见的振源之一。电梯系统某一阶段的固有频率一旦和曳引电机的转动频率相吻合，就会引起共振的情况。第二，轿厢曳引系统造成的振动。电梯是借助钢丝绳和整个曳引系统连接的，如果钢丝绳的张力不均匀，或者安装存在扭曲都会造成电梯的垂直振动。第三，导轨造成的振动。导轨在安装时没有确保好平直度，导轨之间的距离出现的偏差过大，接口不够平滑或者扭曲变形，工作面存在缺陷等都会引发电梯的振动。

（二）解决方法

一般的电梯，其曳引机的输出频率通常都是固定的，要想对激励频率做出改变是非常困难的。所以，对于机械因素导致的电梯振动一般采取调整电梯系统的动态参数的方式减小振动。对于曳引系统，可以通过以下几种方式对其进行改进：①选择合适的绳头弹簧，在确保可以达到系统要求的前提下，可以适当降低其刚度；②不要将轿厢设计的太轻，在对电梯进行验收时，要对其实际的质量进行检查，检查质量是否满足设计的要求；③定期对曳引轮进行检查，如果发现磨损量或者是同心度超出标准范围，要及时进行更换；④在设计电梯时，要尽量增加顶层的高度，防止轿顶和曳引机之间的距离太近；⑤在安装钢丝绳的过程中，必须注意钢丝绳不能出现扭曲，在运行的过程中，也应该定期对钢丝绳的张力进行调整，确保钢丝张力的均匀一致；⑥高层的电梯应该尽可能选取补偿钢丝绳，以此代替补偿链，底层的电梯可以选择弹性模量比较低的钢丝绳。

二、电气因素造成的振动及解决方法

虽然影响电梯运行振动的根源主要是机械因素，电气的参数调整只是作协调机械系统之用，但也不能忽视电气的影响因素，应该要采取措施予以解决。以下分析引起电梯振动的电气因素，其产生的原因也是不尽相同的。

（一）电气因素

第一，串联电抗器绕组匝数不足或者没有接入电抗器绕组用于减压起动，使得起动的扭矩没有达标，引起电梯起动或者在由快到慢的运行中轿厢出现振动；第二，维持电压的制动器不符合标准，制动器线圈回路上串联的上下运行的接触器，其触头接线松动或者是接触不良，不能完全将制动器打开；第三，电源的电压出现波动或者是电压过低；第四，旋转编码器或者是测速发电机出现了故障，造成反馈不稳定的情况；第五，电动机中的三相电压不平衡。

（二）解决方法

第一，对加速度曲线进行调节，或者是在起动的瞬间扭矩；增加电机快或者慢绕组绕速串联的电抗器匝数或者对延时继电器进行调整，使其可以做断电延时动作；第二，调整制动器，让其达到维持电压的标准，对接线螺母进行紧固，修复接触器的触电或者更换；第三，调整电源电压，也可以安装一个稳压器，从而来满足电梯的技术需求；第四，修复转编码器或者是测速发电机，也可以直接更换，确保反馈达到标准的要求；第五，对每一个控制硅进行性能测量，并进行适当的调整，使其性能相近或形同，满足技术标准的要求。

三、降低振动的方法讨论

除以上方法外，定期对电梯的每个构件进行检查也可以有效的减少轿厢的振动，检查的项目有：紧固部件的紧固性、机电的振动性和机械的磨损程度等，如果构件出现变形或者不符合标准，必须及时维修或者更换。同时，还要对每一个构件做校正检查，不符合校正标准的构件要进行校正，注意对曳引绳的张力进行调节，确保曳引绳张力均匀一致。电梯要进行定期的检查和维护，确保其每一个零部件有足够的硬度和强度，防止出现由于安装误差或者是在使用电梯的过程中传此案磨损变形而导致轿厢振动。还可以通过检测检查供电电源及地线接线型式、接触器输出输入端不良、变频器及编码器的选型接线方式、控制线和信号线的布线方式、主拖动控制板或晶闸管不正常、降低电梯运行速度以及使运行速度控制在额定速度的92%～105%范围内等，从而避免产生共振。

四、提高电梯使用舒适度的电气优化措施

对于新时代建筑高度的不断提升，电梯已经成为不可缺少的一部分，因而对电梯稳定运行的速度采取优化措施是很有必要的。一般来说，对电梯的运行速度进行控制有许多种方法，但是综合各种方法具有安全性、稳定性、舒适度等特点，绝对距离这一控制方法是比较突出的，因此，在本文中采用绝对值编码器来达到绝对距离控制方式的速度优化。为了确保电梯运行的舒适度，电梯在运行过程中的速度曲线应该是平滑的，因而我们要选择使用正弦-直线型速度曲线，从而确保在电梯具有安全性的前提下有更好的舒适性。

（一）电梯运行速度优化原理和方案

电梯运行速度优化控制的系统结构是：主控器一般是借助绝对值编码器，从而完成速度信号对绝对值剩余距离的转化，并将其发送到速度优化控制单元。速度优化控制单元不仅要将变频参数传递给主控制器，还要接受主控器绝对剩余距离信息，并将其发送给变频器，从而完成对电梯速度的控制。

（二）电梯运行速度优化控制单元设计

设计合理的优化单元是电梯运行速度优化的重点，在和主控制器、变频器的共同协作中完成电梯运行速度的优化。

其主要有以下三方面的作用：第一，用192000波特率和主控制器做数据交换，完成接受主控制器信息的工作，获取绝对剩余距离，并对主控制器反馈变频器的状态；第二，对剩余绝对距离进行计算，以此获取优化速度；第三，与变频器进行通讯，把计算出的优化速度和控制信号传达给变频器，从而完成对电梯速度的控制和优化。

（三）电梯运行速度优化算法设计

拥有了电梯运行速度的优化控制单元，以及相互间的数据通信，电梯运行速度的算法优化就成为了上述单元可以运行个相互协调的核心，因此，下面会对电梯运行速度优化算法进行设计。由于其算法具有多样性，充分考虑各项因素后，本文中选取PID控制算法中的PI控制，从而完成运行算法的优化。

常规PI调节器积分表达式如下：

u（t）=Kp[e（t）+1/Ti∫e（t）dt]（1）

然后离散化PI算法的表达式，这样便于PI来控制单片机，上述表达式的差分方程为：

u（t）=Kp[e（k）+To/TiΣe（j）]（2）

这就是位置式控制算式，该表达式虽然能够很精确的计算出结构，但是，对于占用的存储空间较大，而且也不方便书写成俗，因此，对改表达式进行递推得出以下表达式

u（k-1）=Kp[e（k-1）+To/TiΣe（j）]（3）

表达式（2）减表达式（3）得出

△u（k）=u（k）-u（k-1）=Kp[e（k）-e（k-1）]+Kie（k）（4）

由计算式（4）可以得出

u（k）=u（k-1）+△u（k）（5）

计算式（4）和（5）所占用的存储空间小，而且运算速度快，编程方法简单。为了能够更加方便的进行算法计算，对表达式（2）做改动，变为

u（k）=Kp[e（k）+KlTo/TiΣe（j）（6）

除此之外，为了避免出现执行机构达到极限状态，但却不能消除偏差的情况出现，所以做抗积分饱和的计算，并作出积分分离，就可获得下面的表达式：

Umin，U（k）≤Uminu（k）=U（k），UminUmax，U（k）≥Umax（7）

通过表达式（7）就可以有效的防止积分饱和的情况出现，完成改进之后的PI调节，在电梯开始运行之后，通过曲线函数获得理论速度，利用主控制器传达的绝对剩余距离，对实际速度进行计算，根据Vr和Vk相减的结果值就可以获取e（k），Kp和Ki属于经验值，u（k）为最后的运行速度，不同阶段的Kp指和Ki值，使得最后获取多段的PI速度调节。

五、总结

电梯系统的振动会影响电梯的使用效果，虽然电梯运行时产生振动的原因很多，只要通过综合考虑、全面测试、分析振动产生的原因，并采取相对应的抑制措施，做好运行速度的优化改进，使改善电梯舒适感提供有力的保障。

参考文献

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