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摘要：电梯作为现代生活不可或缺的垂直升降运输工具，存在于高层住宅、商场和机场等众多场合，是现代建筑中必不可少的组成部分。电梯作为耗能的大户，利用节能电梯技术已成大势所趋，绿色节能已然成为电梯行业发展的主要方向。基于不，本文主要针对绿色电梯电气系统设计与实现方面的内容进行了分析探讨，以供参阅。
关键词：绿色；电梯；电气系统；设计；实现
引言
在全球气候变暖的大背景下，采用节能技术以减少温室气体排放已成为世界各国的共识。电梯、锅炉和换热压力容器并称为三大能耗特种设备，据统计，电梯用电量已经占到建筑物总用电量的17%以上，远远高于照明和供水等对电能的消耗。
1、电梯电气系统
根据实践可知，电梯主要有三种，分别为垂直电梯、自动扶梯与自动人行道，其均是借助电梯控制柜实现的，其中涉及的电机形式有两种，分别为三相同步电机与三相异步电机，与前者相比，后者应用频率较高。电梯电气系统主要是利用控制柜，控制电梯电机的机电传动部分，具体包括电梯控制板、变频驱动主电路与电梯电机，其中第一部分的电压相对较低，其传导干扰影响较小，可忽略不计。因此，研究中主要侧重后两部分，并选用了三相异步电机。
对于电梯电力拖动而言，其有四种类型，分别为直流拖动、单速或双速拖动、调压调速拖动及交流变频调速拖动。前两种发展时间较早，但其舒适度较差、准确度较低，逐渐被后者取代，但第三种也存在不足，主要表现为能耗过大，而最后一种弥补了其不足，并且彰显了优异的调速性能，因此，其应用日渐广泛与普遍。
电梯电气系统主要是由电气控制系统、变频驱动系统及曳引系统构成的，其中变频驱动系统的电路结构为三相二级管整流桥环节、直流母线支撑电容环节与三相IGBT逆变桥环节。通常情况下，此系统安装在电梯机房，电梯控制柜内控制电路实现了对信息接收、数据管理及控制信号发出等，大部分电气系统均位于电梯控制柜内，其利用交流电，经主电路进行了变换、整流，获得直流电压，同时借助直流母线支撑电容，避免了因频繁启停而出现电压波动，再利用转波、逆变及电机特性，实现了调速、保证了运行。
目前，使用电梯系统涉及生活的各个方面，如乘客电梯，载货电梯和医用病床医院建设现场交货的高层建筑电梯等。在设计的不同是不一样的，尤其是在安全保护系统，乘客电梯，载货电梯存在较大差异。本文所指的电梯是指适用于一般高层建筑载人的垂直式电梯。
2、绿色理念的设计及运用
2.1硬件系统
控制系统应用MCF54415掌控芯片，处理呼叫功能指令。驱动系统运用DSP芯片采用交-直-交电路，使牵引机顺畅运行。曳引系统采用永磁同步电机，降低系统耗能，增强系统稳定性。控制系统实时监测系统动态，保证曳引机系统的正常运转。
2.2永磁同步电机伺服系统，能量再生
将双PWM变流器与永磁同步电机伺服电机视作整体，用到矢量控制办法。不必控制整流器和逆变器，实现能量双向流动。使伺服系统不污染电网。当电机转速方向与电磁转矩方向一致时，系统从电网回馈能量。可再生能源可在多种情况下出现，第一：电机从电动工作到停止。第二：电机工作过程中速度发生改变。第三：电机的发电运行。
2.3电气系统硬件
2.3.1驱动板块
驱动板块能彻底消除由于温度升高造成的一系列问题。它的基本功能有：（1）将整流与逆变电流同时参照（2）调节速度快慢（3）调节母线电压高低（4）电能反应回馈和位置参考体系（5）变频器功率因素约等于一（6）永磁马达电压调节（7）故障管理系统（8）集成抱闸控制。
2.3.2逻辑控制板块
（1）控制系统含有多种不同芯片，和很多运算放大器的部件，因此避免不了采用不同等级的电压，在系统设计的最初，必须考虑清楚有可能使用一样的电压电平设备，用来减少所讲述电源电路的复杂性，有效提高了该系统的可靠性。（2）采用专门配置的交流接触器来完成不间断启停的操作，选用西门子的SIRIUS系列，额定电流32A，里面含有专有火弧模块，减少电弧给触点造成的损伤，在高强度的运行环境下保证对电梯供电线路操控的可靠性。（3）全系统低压断路器装置是基础保护，精确监控整个系统运行状态，保护系统在模块没有任何异常的情况下运行。
2.3.3轿门装置
（1）门入口保护装置可将其分为接触式保护装置以及非接触式保护装置。所谓接触式保护装置就是安全触板，那么非接触式保护装置又可根据功能原理分为光电式保护装置、电磁感应式保护装置、超声波监控装置。（2）当磨损、腐蚀导致了各层门导向装置不受控时，应安装应急导向装置。（3）当轿门将层门驱动时，若轿厢不在开锁区域之内，不管任何原因导致层门开启，必须有一个装置能确保此层门自动关闭。当采用重块服务自动关闭装置时，必采取预防重块坠落下来的措施。
3、电梯系统软件
3.1永磁同步电机主程序
TI提供了多种开发工具，可以快速实现基于DSP的应用设计，从概念到编码／编译，调试，通过分析，标定和测试。永磁同步电机软件开发环境是在CCS软件中进行的。CCS软件是由ＴＩ公司推出的DSP开发环境，具有代码编辑、编译、调试和下载功能。CCS主要由工具栏、菜单栏、信息输出窗口、工程代码窗口和代码编辑区等组成。主程序首先完成系统的初始化，主要包括系统时钟的设置及各端口模块的初始化（包括事件管理器、通信端口、AP防口及AD模块），此外还要进行全局变量的定义并设置初值。对DSP系统进行初始化后，该系统的状态就已经确定，从而可Ｗ进行后续的开发。转子初始位置是指定子Ａ相轴线和转子纵轴之间的夹角，在PMSM启动前，转子位置是不确定的，若不进行初始位置检测将会对控制结果造成误差。本文将编码器的CD相信号接入到AD模块，根据对脉冲信号的解析计算转子的初始位置。
3.2电梯运行程序
大功率的永磁同步电机可采用直接转矩控制或者磁场定向控制．对于内部的闲环系统还可Ｗ结合现代先进控制算法，诸如模糊PID、自适应鲁棒等控制算法进步优化，提高系统的响应速度和响应精度。这里使用空间矢量脉宽调制算法来控制电机系统。空间矢量脉宽调制是一种磁场定向控制算法，主要是通过逆变器来控制所述开关电压矢量空间时，电动机获得大致圆形的旋转磁场。使巧这种算法可Ｗ大大提高电动机的响应性能。确定逆变器的开关的输出电压与电动机磁通的状态之间的对应关系，是实现跨空间矢量脉宽调制的重要前提。根据所需的电机速度曲线，通过改变逆变器电路的各部分的开关状态，逆变器输出电压，Ｗ满足要求。
4、故障诊断
EVA系统通过精确分析，使工程师迅速发现并处理问题，EVA系统可以测到噪音以及振动，并通过所有动态因素分析噪音以及振动原因，使电梯运行始终保持在最佳体验状态以及最安全的使用状态。
结束语：
总而言之，绿色理念已在环球深入人也，绿色理念是电梯研究发展总趋势。电梯作为耗能的大户，利用节能电梯技术已成大势所趋，绿色节能己然成为电梯行业发展的主要方向。不断改进产品设计，环保，低能耗，低噪音，无泄漏的生产，不漏水井道导轨，无油污染，电磁干扰。电梯曳引采用钢带无润滑油污染曳引方式。电梯空载上升和满载下行电机再生发电回收技术。基于主流绿色节能理念，降低能源再生技术中成本及提高转换效率，使其完全具各大范围推广应用的条件。
参考文献：
[1]廖克亮.电梯用外转子近极槽永磁同步电机设计分析[D].湘潭大学.2016
[2]赵志远.基于永磁同步电机的电梯门机驱动器设计与优化[D].华中科技大学.2013