浅谈EW-D差动变压器在电梯中的应用

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【摘 要】本文通过介绍ew-d差动变压器内部结构，结合现场测量的数据，分析EW-D差动变压器工作原理，简要讲述了从电梯轿厢的载重变化到主机实现转矩偏置，达到调整电梯起动舒适感的控制过程。

【关键词】EW-D差动变压器；感应电动势；转矩偏置；舒适感

引言：

随着社会的发展，人们对电梯的运行性能及服务质量的要求越来越高，不仅要求其运行安全可靠，而且关注电梯运行的舒适感。而电梯在运行起动时是否存在倒拉车及冲击，也是作为评价电梯舒适感的其中一个重要的方面。现在差动变压器已经广泛应用于电梯设备中，目的就是用于调整电梯起动时的舒适感。目前 EW-D型差动变压器正为部分电梯制造厂家所采用。

1 名词解释：

EW-D差动变压器这个名词中的EW指的是： Electronic Warfare，直接翻译的意思是：电子战,利用电子对抗措施(ECM)及电子反对抗措施(ECCM)展开的战斗，而 EW-D指的是Differential Transformer （Detector of EW Device），中文的意思是：差动变压器为EW装置中之探测器。

2 EW-D型差动变压器的基本结构和等效电路：

图2 EW-D差动变压器的等效电路

EW-D型差动变压器属于互感式电感传感器中的螺管型传感器，这种类型的传感器的组成主要包括有衔铁、一次绕组和二次绕组等。一、二次绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化，即绕组间的互感随衔铁位置的改变而变化，从而在两个二次绕组中输出不同的感应电动势。图1为差动变压器的结构示意图。

EW-D差动变压器有六个接线端子，1和2端子为电源AC24V的输入端子，3、4和5、6四个端子是分别是二次绕组感应电动势的输出端子。在理想情况下，它的等效电路如图2所示。图中U12为一次绕组激励电压；M1、M2分别为一次绕组与两个二次绕组间的互感：L1、R1分别为一次绕组的电感和有效电阻；L21、L22分别为两个二次绕组的电感；R21、R22分别为两个二次绕组的有效电阻；E34、E56分别为两个二次绕组的感应电动势。从其等效电路中可以知道，完成两个二次绕组的感应电动势的反向串接是由后接电路来完成的。

3 EW-D型差动变压器的安装：

差动变压器在电梯上安装的位置很重要，因为差动变压器是个灵敏度较高的传感器，它安装的位置必须能够很好的将轿厢因载重变化而产生的位移变化传递给差动变压器的衔铁，以保证称重反馈信号的准确性。所以在一般情况下，都应该将差动变压器安装在轿厢底部的中心受力点，也是轿厢底部的中心位置。

4 数据分析：

EW-D型差动变压器的额定工作电压是AC24V ，为了保证有稳定电压输出，一般情况下要求有独立的电源进行供电。电梯在调试过程中要进行起动补偿调整之前，都必须对安装完毕的差动变压器的进行调整，将差动变压器衔铁的位置调整到电梯控制系统所要求的基准点。基准点调整之后，随着轿厢载重的变化，差动变压器衔铁的位移随之变化，其感应电动势E34 和E56也不断改变。电梯在正常工作状态下，EW-D型差动变压器的相关数据：

由表格一的数据我们可以知道差动变压器的衔铁和绕组的位置分布状态如图3所示：

4.1 空载：空载时衔铁移向二次绕组L21一边，此时互感M1大，M2小，因此Ｕ34=8.0V＞Ｕ56=5.5V；

4.2 半载：半载时衔铁处于中间位置，由一次侧激励引起的感应电动势相同，Ｕ34＝6.25V≈Ｕ56=6.28V；

4.3 满载：满载时衔铁移向二次绕组L22一边，此时互感M2大，M1小，因此Ｕ34=1.38V＜Ｕ56=1.80V；

根据以上分析，我们可以很清楚地从电压的变化了解到EW-D差动变压器的工作原理和工作状态。EW-D差动变压器输出两个二次绕组的感应电动势之后，剩下的信号处理转换就要由后接电路来完成了。因为差动变压器在设计和工艺制作上不能完全保证线圈和磁路的对称，以及材料上的差异，导致差动变压器二个次级绕组等效电路参数（L、R）不同，另外因为线圈中的铜损电阻及导磁材料的铁损、线圈中线间电容的存在，所以零点残余电压的存在是必然的。因此为了保证差动变压器的敏感性稳定性，后接电器必须通过相敏检波或者补偿电路来消除零点残余电压。因此，后接电路的设计是根据电梯所使用的变频器以及电梯控制系统的不同来进进行设计，但都离不开反向串接、电流放大、整流、滤波、消除零点残余电压这几个环节。

5 主机转矩偏置实现过程：

差动变压器用于调整电梯起动时的舒适感，其基本控制流程如图4所示。就是将轿厢里载荷的变化通过轿厢的位移传递给差动变压器，利用差动变压器的工作特性，将被测位移量转换成线圈互感的变化，从而使二次绕组输出感应电动势，再通过后接电路对感应电动势感进行整流、放大、滤波、消除零点残余电压后形成称重反馈直流电压信号，接着将直流电压信号转换为模拟量信号输入到变频器，变频器根据输入的模拟量称重信号提供主机转矩补偿量，达到电梯在起动时平稳无倒拉车无冲击的目的，从而改善电梯运行起动时的舒适感。

6 总结：

电梯在运行的安全性方面已经达到了一定的高度，所以电梯运行优秀的舒适感将会作为电梯行业的工作人员追求的另一个目标。将差动变压器运用于电梯中，只是人们实现这一目标的一个方面。目前还是存在一些问题的，比如说差动变压器衔铁的位移就与电梯轿厢底部的承重橡胶性能有很大的关系，如果承重橡胶过软或者过硬，二者之间位移变化不能很好的配合，会导致称重反馈信号不准确，便无法很好地调整起动舒适感。当然，影响电梯舒适感的因素还有振动、噪声、加速度等。但随着工作人员的努力，随着新技术、新工艺、新材料在电梯上的运用，电梯的舒适感一定能达到比人们所要求的还要好。

参考文献：

[1]王煜东．传感器及应用．机械工业出版社．上海．2004．26-30