2　目前技术现状和发展水平

V V V F 液压控制技术属于容积调速系统范畴,

而容积调速可分为传统的采用机械结构的变排量容
积调速和现代的采用 VVVF 的变转速容积调速两
种形式。图 2 所示为目前应用在液压电梯泵控缸系

统( 不涉及泵—马达系统) 中的容积调速的几种形
式: ¹ 电机轴端转速反馈; º 传统变排量容积调速系
统的机械/ 液压反馈; » 负载流量反馈; ¼轿厢速度
直接反馈。

传统的变排量容积调速系统的机械/ 液压反馈

形式在液压电梯没有得到应用, 这与没有适合液压
电梯应用的低压大流量变量泵有关, 而且下行控制
还得需要液压阀控制。

采用电机轴端转速反馈可以提高变频器的低频

力矩, 但一般不单独采用, 而是与轿厢速度反馈形式
结合使用, 两者的组合可以在液压电梯全程采用

V V V F 控制; 这一点与目前的负载流量反馈系统不
同, 后者目前的技术水平是下行启动加速和减速停
靠采用液压阀控制。

日本三菱公司最早推出 VVV F 液压电梯控制

系统, 随后日本的日立和东芝公司均有学者发表论
文讨论 VVVF 液压电梯; 并且在 90 年代初有产品
推向市场, 但价格昂贵, 市场份额不大; 技术方案均
可归类于电机轴转速反馈、轿厢速度直接反馈结合
的系统

[ 3]

。

日本学者的文章和专利主要介绍了应用振动抑

制控制方法, 根据电梯的液压与机械数学模型简化
了控制方法, 成功而有效地分析了轿厢振动控制系
统。另外流量泄漏补偿控制校正了泵的流量泄漏和

因负载变化引起的轿厢速度波动, 实现了无低速段
的直接速度停靠。达到了与曳引式电梯同样的乘坐
舒适感及应用在高速曳引电梯、

低速曳引电梯和液

压电梯中的专用逆变器控制技术。

浙江大学流体传动及控制国家重点实验室采用

轿厢速度直接反馈方案研制了全程闭环 VV VF 液

压电梯控制系统

[ 4]

。此大闭环系统精度高, 因为液压

泵的容积损失、长行程变容积液体的压缩性以及绕

绳式液压电梯中的钢丝绳环节、

液压缸柱塞和导向

套之间及轿厢与导轨之间的摩擦环节均包含在闭环
之内。但由于闭环内传递函数阶数高, 简化降阶非常
复杂, 系统很难控制, 系统鲁棒性差, 要想获得满意
的性能及稳定性, 需要应用高级控制策略。

瑞士 BERINGER 公司的 VVVF 电梯液压控

制系统采用变频和阀控技术相结合的方案, 仍然以
其闻名于世的动态双向流量传感器作为反馈元器

件。图 3 是 BERINGER 公司VVV F 系统的下行集

图 3　BERIN GER 公司 V V VF 系统的下行集成

控制阀的工作原理图

成控制阀的工作原理图。

在下降动作的起始段, 比

例电磁铁 4 打开先导阀 5, 然后开启主控制阀 6, 电
机 1 在此过程中以平稳低速反向运转。为了保护油
泵, 需要安装补油阀 3 以便使得泵在运行起始段能
够吸油。当达到特定速度时, 先导阀将主阀全部开
启, 此后运行速度完全由泵 2、电机 1 和变频转换器

7 来控制。泵 2 就会充当起液压马达的角色, 驱动电
机旋转。回馈到变频转换器 7 中的电能在刹车电阻
器的制动单元中转换成热量。如果系统装机功率较
大, 那么通过能量回收单元将能量回返主系统也是
有可能的。在减速过程中, 先导阀 5 逐渐关闭主控
制阀 6, 直到设定控制速度直到轿厢在楼层处停止。
伯林格公司设计了自己的变频驱动液压系统, 可以
采用市场上标准的变频器, 对低频力矩指标要求不
高。

3　VVV F 驱动液压电梯控制系统原理

图 4 是一个典型的全程变频闭环控制的系统原

理图, 其工作原理如下:

变频调速液压电梯上行工作比较简单。电梯上

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变频驱动液压电梯控制系统综述 ——徐 　兵　 杨华勇