节能系统!降低了液压电梯装机功率"通过对液压电
梯上#下行的仿真和实验测试分析!证明该系统具有
良好的控制性能#节能效果显著等优点!有很好的应
用前景"

$ 系统工作原理

%&!’(

系 统 结 构 原 理 如 图 $所示!包含两个独立的液

压 回 路)一个是存储*释放能量的蓄能器回路+另一
个是与标准全程变频驱动液压电梯控制系统相同的

主回路"本文提出的新型节能系统思路为)通过液压
泵*马达 ,与蓄能器 -组成的压力.能量转换装置!
在 电 梯 轿 厢上 行 过 程 中!为主回路电机轴提供附加
动 力+而在下行时!将轿厢势能和动能通过压力.能
量 转 换 装 置将 压 力 能 存 储 在 蓄 能 器 中"至于交流电
机 在上*下行过程中处于电磁驱动状态还是发电制
动 状态!取决于负载力矩特性和电机轴系的摩擦阻
力大小"

$.

电机

/.

主回路泵*马达 ,.蓄能器回路泵*马达

&.

过滤器

’.

开关电磁阀

0#$&.

单向阀

1#$$.

安全阀

-.

蓄能器 2.液控单向阀 $3.柱塞缸 $/#$,.光电编码器

图 4 带蓄能器的变频液压电梯系统结构原理图

56

7"$ 89

6

:;

6

<=

>?6

@

79

@

A BCDDD5;

B:E

9

B=

=

>

?FG?9

@

H=

6

;

>

=

>

I@

E

B9

JJ

GJ

E

>

A @

<<=

G6

:7<9

>

J

J

H9

>@

;

;

HAH=

@

E

B9

J

电 子 控 制 器 接 到 上 行 召 唤 信 号 后!发出控制信

号!蓄能器回路泵*马达 ,工作在K马达L工况!向电
机轴提供驱动电 梯 上 行 的 驱 动 力 矩"若蓄能器提供
的附加力矩大于 轿 厢 负 载 力 矩 与 摩 擦 力 矩 之 和!则
需要变频器提供电磁制动转矩来避免电梯上行启动

冲击+否则!变频器需要提供驱动力矩来完成起动加
速过 程"主 回 路 泵*马 达 /在 K泵L工 况 下 正 方 向 转
动!当出口压力大于负载压力时!顶开单向阀 2!推
动轿厢加速上行+当井道里的减速点信号触发时!电

机 逐 渐 减小 驱 动 力 矩 或 者 增 加 制 动 转 矩!直到使电
机以某一较小的转速恒定时!电梯进入平层段+当轿
厢 接 近 停靠 层 站 时!井道中的干簧开关给出停止信
号!同时关闭电磁开关阀 ’和变频器的输出信号!电
梯轿厢靠单向阀 2截止!停靠在层站"

在电梯上行时!若轿厢负载较重!而蓄能器回路

提 供 的 驱 动力 矩 不 足!则由电机提供附加电磁驱动
转矩+电梯下行时!若轿厢负载力矩小于蓄能器回路
的 阻力 矩 与 电 机 轴 系 的 摩 擦 力 矩 之 和!则变频器发
出驱动力矩驱使电梯下行+反之!则变频器发出制动
力矩"

/ 系统仿真

%0(

M"4 系统数学模型

采用计算机参数仿真可以清楚地分析出系统的

静动态性能!为本系统的设计和调试提供理论依据"
图 /为系统液压回路仿真的基本原理图!为了清晰
的反映系统的基本特性!忽略了一些次要因素!如主
回路 和 蓄能 器回 路 中 的 液 控 单 向 阀 的 开 关 特 性 等"
由于 本 系统 是个 单 输 入 单 输 出 系 统!系统输入输出
量变 化 范围 大!难以利用典型频域分析方法来得到
系统 特 性的 全貌!因此本文的理论分析和仿真采用
了时域方法"

$.

电机

/.

主回路泵*马达 ,.蓄能器回路泵*马达

&.

柱塞缸

’.

蓄能器

0.

轿厢

图 M 配置蓄能器的变频液压电梯系统仿真原理图

56

7"/ N6

AH=

@

E

6

B: <9

6

:;

6

<=

> ?6

@

79

@

A BC DDD5 ;

B:.

E

9

B=

=

>

?FG?9

@

H=

6

;>

=

>

I@

E

B9

JJ

GJ

E

>

A @

<<=

G6

:7<9

>

J

.

J

H9

>@

;

;

HAH=

@

E

B9

J

通过分析!将上行工况下的数学模型汇总如下)
变频器输出交流电源频率为

O

J

PQ

R<

S

;

P$3

S

;

+

T$U

变频器输出电压信号为

/

/

’

浙

江

大

学

学

报T工学版U

第 ,0卷