２００６年８月
徐兵等：变频驱动液压电梯系统能耗特性
１３９
‰——液压缸柱塞受力面积（０．０
１１ ３
ｍ２）
Ａ——柱塞缸内液压油压力
毋——液压缸摩擦副与轿厢摩擦副的摩擦
力等效到柱塞上的值，约为１
０００Ｎ
（２）电梯下行工况。负载自重输入的功率
日＝ｍｌ跳＝（日４＋曩）ｈ
（３）
螺杆泵／马达在“马达”工况的输入功率
，，
口
、
ｏ＝岛（以郇一Ｑｐ－）＝Ｂｌ胛绵一‰号ｐｐ
（４）
＼
Ｐ
／
２．２系统功率测试及分析
对变频液压电梯系统在不同负载下、不同楼层
间运行的功率进行了测试。限于篇幅，只给出电梯
在电梯轿厢空载和载重质量２５０埏两种工况下于１
楼和２楼间运行的功率测试曲线。
图４ａ、４ｂ分别是变频液压电梯系统在电梯轿厢
空载和轻载（２５０ ｋｇ）工况下的上行功率测试曲线。
２０
１６
杰１２
琵
奄｛卜８
霄
４
Ｏ
至
琵
褂
雷
４
８
１２
１６
时间ｆ／ｓ
（ａ）空载
．ｏ
ｌ呐
●
ｇ
ｇ
∑
》
越
鲻
？
ｋ
●
吕
吕
∑
每
赵
瑙
时间ｆ／ｓ
（ｂ）载重质量２５０蚝
图４
电梯１．２楼运行的功率测试曲线
１．电网输入功率
２．液压泵输出功率
３．负载功率
４．电梯轿厢速度
以图４ａ为例进行系统功率特性说明。单片机控
制器接到电梯上行指令后向变频器发出相应的指令
信号，变频器从电网输入能量驱动电动机起动并低
速运转，此时泵的出口流量很小，压力远低于柱塞
缸内液压油压力，故不能顶开单向阀。所以电梯速
度为零。随着泵出口压力的升高并超过柱塞缸内的
综合负载压力，液压油顶开单向阀使电梯起动。之
后变频器按照单片机控制器给定的期望转速驱动
电动机转动，电梯轿厢开始从零速加速到最大速度
Ｏ．５“ｓ，期间负载功率从零增加到约７．８
ｋｗ、泵输
出功率则增加到１０．８
ｋｗ，电网输入功率则增加到
１８．２
ｌ（Ｗ。在电梯匀速运行阶段，负载功率、泵输出
功率以及电网输入功率基本不变。在电梯减速运行
阶段负载功率减至１．２ ｋｗ，泵输出功率则减至１．２５
ｋＷ，电网输入功率减至１．４
ｋＷ。经过短暂的平层
运行阶段（期间各环节功率值基本不变）后，电梯到
达层站位置，变频器停止从电网输入电能，电动机
停转，系统中的单向阀在弹簧力及其两端的压力差
作用下关闭，电梯速度降为零，所以各环节的功率
也都变为零。
功率曲线中电网输入功率与液压泵输出功率之
差，实际就是系统变频器到泵之间环节的功率损失。
而泵输出功率与负载功率之差则是系统中泵环节到
负载之间的功率损失。
电梯整个上行过程中电网输入功率曲线以及泵
输出的功率曲线都与负载需要的功率曲线相似，这
正揭示了变频液压系统的“功率敏感”特性。
比较图４ａ、４ｂ可知，在电梯运行速度不变的情
况下，随着电梯载重质量的增加，负载功率、泵输
出功率及电网输入功率也都有相应程度的增加。
图５ａ、５ｂ分别为变频液压电梯系统在电梯轿厢
空载和轻载（２５０蚝）工况的下行功率测试曲线。在下
行工况中，负载功率相当于整个系统的总输入功率，
而变频器回馈单元回馈到电网的功率相当于系统的
最终功率输出。以图５ａ为例进行系统功率特性说
明。当液控单向阀开启后，电梯轿厢速度从零加速
到最大速度０．５ １１１／ｓ，负载功率、马达输入功率、回
馈到电网的功率则分别增加到７．８
ｋｗ、６．８ ｋｗ、
１．６
ｋｗ。在轿厢匀速运行段，三者的功率基本保持
不变。在减速段，上述三者功率分别减至１．２０
ｋＷ、
０．８５
ｋｗ、０．６５ ｋＷ，经过短暂的平层段后，功率值
都降为零。
电梯整个下行过程中马达的功率曲线、回馈到
电网的功率曲线也都与负载需要的功率曲线相似。
比较图５ａ、５ｂ可知，在电梯运行速度不变的情况
下，随着电梯载重质量的增加，负载功率、液压马
达输入功率及回馈到电网的功率也都有相应程度的
７
６
５
４
３
２
１
Ｏ
Ｏ
Ｏ
Ｏ
Ｏ
Ｏ
０
Ｏ
万方数据