【#第一文档网# 导语】以下是®第一文档网的小编为您整理的《高速曳引式电梯振动主动控制技术研究》，欢迎阅读！
高速曳引式电梯振动主动控制技术研究 摘要：高速曳引式电梯已经逐渐成为了我国高层建筑中普遍使用的梯型，在评价电梯品质的过程中其舒适性、功能性和安全性是其中最主要的指标。其中电梯振动是影响电梯性能的重要因素。特别是随着电梯速度的不断增加，电梯在运行的过程中的机械振动也会得到相应的增加，这种情况不仅影响了电梯的安全和寿命，而且也会使电梯的曳引系统产生额外的荷载。因此为了保证电梯的安全和性能，应当加强对电梯振动的控制研究。 关键词:高速曳引式电梯;电梯振动;主动控制技术研究 1、振动的主动控制技术的发展 1.1永磁同步曳引机 永磁同步曳引机的定子绕组采用永磁材料产生励磁磁场，它不需要励磁电流，转子中无励磁损耗。永磁同步曳引机装有转子永磁体磁极位置检测器，用来检测磁极位置，以此对电枢电流进行控制，达到伺服控制。现在应用较多的是无齿轮永磁同步曳引机，其结构形式可以分为径向磁场结构和轴向磁场结构。径向磁场结构按定子和转子的相对位置不同，又可分为内转子结构和外转子结构。轴向磁场结构又称盘式结构，不同结构形式的曳引机应有和场合不同，其磁场分布形式也不同。内转子式永磁同步曳引机的永磁体嵌装在转子铁中，外转子永磁同步电动机的永磁体贴装在转子的内表面。内转子结构承载能力强，适于大载重量、高速电梯，一般多用于高层住宅和办公楼，外转子结构轴向尺寸相对较小，可用于小机房或无机房电梯应用场合，但其载重量受到限制。盘式结构曳引机轴向尺寸更小，可直接安装于电梯井道中，最适于无机房电梯使用。 1.2直线电机技术 直线驱动就是直线电动机直接驱动。直线电动机直接驱动系统是近15年发展起来的一种新型进给传动方式。直线电动机是一种将电能直接转换成直线运动机械能、而不需要任何中间转换机构的传动装置，具有起动推力大、传动刚度高、动态响应快、定位精度高、行程长度不受限制等优点。特别是由于直线电动机无离心力作用，故直线移动速度可以不受限制；而且其加速度非常大，能实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停，因此，直线电机特别适合应用与高速电梯的驱动系统。随着现代高层建筑的不断涌现，对高层及超高层建筑物，通过悬吊钢丝绳牵引轿箱越来越限制电梯的提升高度和效率，所以采用直线电动机直接驱动高层及超高层电梯成为现实的可能性会越来越大。 1.3变频调速技术的应用和发展 大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快速的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受电梯行业的青睐。变频调速技术通过对交流电动机调节供电电压和频率，来调节电动机的转速达到线性化，将交流电动机转速运行曲线线性区域加大。系统采用高精度光电码盘（或编码器）反馈信息，微机数字化控制，电梯平层精度高（达到毫米级），并且绝对保证电机零速时抱闸，舒适感非常好。另外多台电梯微处理机，可达到人工智能化，与传统调速技术的比较变频调速技术有具有安全可靠、舒适感好、高速高效、节约能源、平层准确、维护方便等优点。变频调速技术技术的发展正在经历了一个不断创新和不断完善的过程。目前，世界各大电梯厂家都在进行电梯专用变频器的研发和制造，新的方案不断提出，进一步证明这项技术的应用方兴未艾。 2、高速曳引式电梯振动的主动控制研究 电梯作为一种比较复杂的机电设备，其各部件在运行的过程中都会产生一定程度的振动现象。曳引机作为整个电梯的基础，为电梯提高了动力作用。在电梯的运行过程中由于其中的电动机、减速箱等结构之间的误差和变形等，都会导致电梯在水平或者垂直方向上的振动。 在主动振动控制中由多种控制方法可以选用，例如独立模态空间的方法、最优控制方法以及自适应控制方法等内容。独立模态空间控制是将具有参数特征的弹性体采用离散的方法划为一定的模态序列，然后采用主动控制模态对弹性体进行控制。但是由于振动过程中各个模态不是单一存在的，往往会发生多模态耦合的现象，导致了耦合模态控制的计算方法比较大，因此，限制了其在实际应用中的范围。特征结构配置的方法包含了特征向量和特征值的配置，特征向量往往对系统的稳定性有比较大的影响，特征值决定了系统的动态特征。根据振动控制的要求来确定系统的特征向量和特征值的分布范围，然后通过状态反馈等反馈方法来改变极点的位置来达到主动控制的目的。最优控制法是利用动态规划、极值原理等方法解决结构振动的方法。对于自由度比较高的高阶系统，采用这种控制方法比较复杂，也难以用解析式表达。对于具有二次型指标的线性系统可以用最优解析式来表示，而且其计算方法也比较简单。 自适应控制是用来对被控制对象参数不确定的振动系统，它能够自动的检测到振动系统的参数变化从而保证系统性能指标达到控制的要求。自适应控制又可以按照过程的不同分为自校正控制、自适应前馈控制以及模型参考自适应控制等，自校正控制是一种将受控结构参数在线识别和受控器参数相整合的控制形式;自适应前馈控制是假设控制参数可测;模型参考自适应控制是由相应结构能够跟踪受控结构的参考模型的输出。虽然自适应控制能够用到不确定性的振动系统中，但是其本身并没有鲁棒性。通过选择鲁棒性控制，增强了闭环系统对振动的抗干扰能力。 随着自动控制技术的发展，模糊控制和智能控制逐渐在电梯振动中得到了快速的发展和应用，而且也成为了解决难以建模复杂系统振动控制的重要方法。模糊控制作为一种重要的自动控制方法，对于物理规律比较复杂或者难以建立数学模型的被控制对象具有良好的效果。模糊自适应控制器是以简单的模糊控制器为基础的，它将模糊控制系统和模糊控制器有效的结合起来，从而实现对电梯振动的控制。通过采用神经网络系统来模拟结构和功能，是一种具有规模比较大的非线性系统。它需要对系统的性能进行恰当的模拟，然后提供精确的样本数据。神经网络是以信息的分布式存储和并行处理技术为基础，具有一定的学习和组织功能，对于非线性系统具有良好的模拟和逼近能力。同时控制结构的一体化发展，能够有效的将数学控制器、传感器和作动器集成，能够有效的改变结构的质量和阻尼，最终实现自适应振动控制的目标。为了实现对振动的精确控制，主动控制技术对于精度高、灵敏度高的传感器和作动器的要求也越来越迫切，因此，发展高精度的智能化传感器、作动器，以及实现传感作动设备的集成化已经成为了主动控制技术发展的趋势和潮流。 3、结束语： 主动振动控制作为振动控制中的重要技术，具有良好的发展前景，特别是随着新材料和计算机技术的发展，传感器和作动器都将得到快速的进步。再加上控制策略由传统的线性控制模型逐渐的向神经网络控制以及模糊控制的发展，最终实现对电梯振动的智能化控制，对于提高电梯的振动效果具有重要的意义。 参考文献： [1]陆海.浅析高速曳引式电梯振动的主动控制技术[J].科技资讯，2014，12（6）:71-71. [2]兰文东.高速曳引式电梯振动主动控制技术研究[J].工业c，2015（25）:00105-00106. [3]陈洋，张秀红.高速电梯水平振动主动控制研究[J].经营管理者，2014（7）:393-393. 本文来源：https://www.dywdw.cn/1c2b9a6052e2524de518964bcf84b9d528ea2cbe.html
下载此文档
搜索文档
阅读：
文档下载
2022-07-31
