禄口机场液压电梯性能的分析与比较.pdf

2 0 1 2年 6月 第4 o卷 第 1 1 期 机床与液压 MACHI NE T O0L HYDRAULI CS J u n ． 2 0l 2 Vo 1 ． 4 0 No ． 1 1 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 1 1 ． 0 4 9 禄 口机场液压电梯性能的分析与比较 张鲁生，许胜元 南京禄 口国际机场动力技术部 ，江苏南京 2 l 1 l 1 3 摘要根据多年的维修工作实践，对禄 口机场的两种电梯E x P R E s s液压电梯和西子 O T I S液压电梯的性能进行了 分析比较，并针对不同场所的液压电梯选型提出了相关建议。 关键词E X P R E S S液压电梯 ；西子 O T I S液压电梯；性能比较 中图分类号 T H 2 1 文献标 识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 1 1 1 6 4 2 液压 电梯广泛应用于机场 、停车场 、仓库 、底层 货运等行程短、载荷重的场所。应用前景非常宽广。 禄 口机场 目前配置有两种液压电梯，一种是英国 E X ． P R E S S公 司的产 品，一 种 是西 子 O T I S公 司 的产 品 。 现对这两种液压电梯的性能做分析比较。 1 E X P R E S S液压电梯 该 系统采用意 大利 G MV公 司 T 3 0 1 0 ／ E N机 械式 液压调节阀组 ，双作用直顶式二级柱塞缸并带同步链 条布 置在轿箱 对称 两侧，电机功率 4 4 k W，载荷 1 6 5 0 0 N，定量螺旋泵 ，输出最大流量 6 0 0 L ／ m i n ， 最大压力 5 M P a ，轿箱油缸速度比为 1 1 ，提升高度 7 ． 9 m，两层两站 。继 电器控制 。 G M V公 司 T - 3 0 1 0 ／ E N液压系统工作原理如图 1 所示 。 图 1 T - 3 0 1 0 ／ E N液压系统工作原理图 图中V M P为二位三通 电磁换向阀，用于上行 起到及方向控制；V M D为二位三通电磁换向阀，用 于下行 方 向控制 ；V M L为二 位 三通 电磁 换 向 阀，通 电后控 制 V R F实现快速运行 ，失 电后控 制 V R F实现 慢速运行；V R F为流量调节阀，用于实现系统快慢 速运行；V R F P为下行辅助流量调节 ；V R为单 向阀， 防止油液倒灌 ；X Z为消音 阻尼器 ，消除压力脉动 ； V P L为防油管破裂阀，安全阀；ML为手动卸油阀。 T - 3 0 1 0 ／ E N液压 系统 工作 流程如图 2所示 。 ■● 1 ’ JI_ ●_-____一 ／ 向 上 、 ＼ 一 、 ＼ 二／ 二 楼 I通电 图2 T - 3 0 1 0 ／ E N液压系统工作流程图 电梯上行 时 ，由溢流阀 V B 、节流 阀 V R F组成进 油节流调速系统，下行时油泵电机不工作，依靠轿箱 自重作为动力，采用回油节流调速。对于不同载荷， 通过溢流阀V B和 V S组成二级调压回路，保证节流 阀 V R F前后压差恒定 ，保证系统速度稳定。通过 电 磁换向阀 V ML及流量调节阀 V R F组成快慢速换接 回 路，实现系统的快速、慢速运行及之间的转换。 2 西子 O T I S液压电梯 控制系统为 O MR O N公司 C 6 0 P可编程序控制器、 瑞士 B E R I N G E R公 司 L R V - A 可 调 节 阀 组 、E L R V A 液压电子调节器，单作用柱塞缸布置在轿箱一侧，油 缸接轿箱均配置反绳轮的倍率式 4 2结构 ，轿箱油 缸速度 比为 2 1 ，油泵 电机 功率 2 0 k W，油泵最 大流 量 2 4 6 L ／ ra i n ，最大输出压力 4 ． 6 M P a ，电梯提升高 度 7 ． 5 m，三层三站 ，额定载荷 1 0 0 0 0 N 。 B E R I N G E R液压 系统工作原理 如图 3所示 。 图中溢流阀 1 稳定油泵出口压力 ；手动卸油阀 2作应急放油使用；先导式电磁 比例流量阀3控制下 行流量；单向阀4防止油液倒灌 ；先导式电磁比例流 量阀5控制上行流量 ；防油管破裂阀6为安全阀；手 动泵7带超压保护，作应急救援使用；E L R V A液压阀 收稿 日期 2 0 1 1 0 61 0 作者 简介张鲁生 1 9 7 2 一 ，男 ，本科 ，工程师 ，主要从事特种设备 的技术与管理工作 。E ma i l e x p r e s s 1 9 9 3 1 6 3 ． e o m。 第 1 I 期 张鲁生 等 禄 口机场液压电梯性能的分析与比较 1 6 5 电子调节器9控制电梯加速、减速、平层；流量传感 器 8将系统输出流量转换成电压信号反馈回E L R V A。 l 溢流 2 一手动 3 -- - 先导 比例 4 --单 向 s 一先导 比例 6 _ _ 防油 7 一手动 8 一流量 9 - - 液压 图3 B E R I N G E R液压系统工作原理图 电梯上行采用旁路节流调速，下行依靠轿箱 自 重采用回流节流调速。E L R V - A接到指令后 ，按照预 先设定的运行曲线，控制电磁 比例流量阀 5或 3 开口大小来实现电梯加速 、减速 、平层。E L R V A的 输出电流成 比例连续变化，实现对流量的连续控制 无级调速 。流量测量仪将阀组输出油量值转换成 电信号反馈回E L R V - A，实现对速度的闭环控制。 3 两种液压电梯比较 共 同点 1 均采用定量螺旋泵 ，流量脉动小，自吸能 力强 ； 2 下行都依靠轿箱 自重 ，节约能源 ； 3 均采用柱塞缸 ，液压缸与柱塞间为缸套接 触 ，缸桶内壁可以不加工或粗加工，制造成本低，装 配方便 ； 4 节流 阀节 流调 速适 用于 负载 变化 不 大 的节 流调速回路 电梯在运行状态下负载变化不大 ； 5 传动介质采用矿物油 ，能够 自润滑，部件 寿命 长 ； 6 应急救援操作简单 ，只需 泵油或 放油即可 ； 7 不需要顶层机房 ，建筑成本低且井道利用 率 比曳引式电梯高； 8 系统能耗较高，运行速度慢 ，效率较低 。 不 同点见表 1 示 。 表 1 E X P R E S S液压梯与西子 O T I S液压梯不同点对比 4 改进措施 在运行过程中， E X P R E S S液压梯由于使用频繁， 油温上升快易造成电梯因为油温保护而停车。为解决 此问题 ，作者加装了带温控器的油温冷却器，根据发 热功率估算法 一般取系统总功率 的 1 ／ 3作为冷却 器的冷却功率选择 ，根据 E X P R E S S液压梯 4 4 k W 电机功率选定 1 3 k W 当量冷却功率的风冷却器 ，冷 却器功率 1 ． 1 k W，循环油量 2 ． 4 m ／ h ，循环风 量 2 4 0 0 m ／ h ，取得了很好 的效果 。 对于西子 O T I S液压梯运行 中常常出现的抖动现 象 ，作者判断是 由于油液杂质多，堵塞阀门喷嘴造 成。采用在上下油路过滤器中增加精滤过滤网，缩短 过滤网清洗周期的方法 ，抖动情况也基本消除。 5结论 通过几年来 的运行维修实践 ，作者得 出以下结 论 E X P R E S S 液压梯控制方式简单、轿箱井道比大、 价格较低，阀组出 口配消音阻尼器 ，输出油液脉动 小 ，故障率较低，但起动和停止顿挫感强、舒适感较 下转第 8 7页 第 1 1 期 霍龙 等交流位置伺服系统反演滑模并行复合控制 8 7 示 ；起始时刻位置给定为 1 0 。 ，转动惯量增大 1 倍 ， 为 l O s i n 0 ． 7 1 6 6 t ，跟踪误差曲线如图5所示。 响应曲线如图4所示 ；假定系统的目标跟踪函数给定 l 二阶前馈 比例控制器响应 1 一二阶前馈 比例控制器响应 2 一反演滑模并行复合控制器响应 2 一反演滑模 并行复合控制器响应 图3 施加负载扰动时 的阶跃 响应 曲线 l 一 二阶前馈 比例控制器响应 卜 反演滑模并行复合控制器响应 图4 转动惯量变化 2倍 图5 误差曲线 时的阶跃响应曲线 由图 3 5可以看出 二阶前馈 比例控制对负载扰 动及转动惯量的变化较为敏感 ，突加负载使系统位置 出现 了静差 ，转 动惯量 的增 加使 系统调 节 时间延 长 ， 正弦目标跟踪时，误差相对较大；反演滑模并行复合 控制在突加负载时，虽出现较小波动，但由于反演控 制 的全局渐近 ，最终能消除静差 ，在转动惯量变化时 ， 由于滑模控制器的抑制作用，对参数摄动有较强的鲁 棒性，跟踪误差相对经典控制较小，满足性能要求。 4结论 针对交流永磁同步伺服系统负载力矩和转动惯量 变化大、干扰力矩强的特点 ，结合滑模变结构控制和 反演控制的优点 ，提出一种反演滑模并行复合控制策 略。仿真结果表明当系统的参数摄动及受外部扰动 时 ，该控 制方案 能实现系统的鲁棒控制 ，反演控制在 维持全局一致渐近稳定的前提下 ，保证了系统跟踪的 位置误差 。 参考文献 【 1 】 王洪斌 ， 穆太青， 高殿荣． 基于滑模变结构的新型永磁同 步液压电机泵调速系统的研究[ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 9 ， 3 7 1 0 1 2 31 2 6 ． 【 2 】 方斯琛 ， 周波． 滑模控制的永磁同步电机伺服系统一体 化设计[ J ] ． 中国电机工程学报， 2 0 0 9 ， 2 9 3 9 61 0 1 ． 【 3 】梁霭明， 马平， 陈爱民， 等． 永磁直流直线电机的双闭环 调速系统的设计与研究[ J ] ． 机床与液压 ， 2 0 0 8 ， 3 6 7 2 8 82 9 2 ． 【 4 】 张涌松 ， 舒志兵． 基于永磁同步电机的滑模变结构仿真 研究[ J ] ． 机床与液压 ， 2 0 1 0 ， 3 8 3 l 8 2 0 ． 【 5 】L i n F J ， S h e n P H， H s u S - 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