無(wú)機(jī)房電梯的環(huán)保性能分析

魏 軍 雷 乾

沈陽(yáng)遠(yuǎn)大智能工業(yè)集團(tuán)股份有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110027

【摘 要】電梯歷經(jīng)百年的發(fā)展，電梯應(yīng)用技術(shù)不斷的提高，在九十年代初期，液壓電梯曾因其結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)房位置靈活而在發(fā)達(dá)國(guó)家倍受用戶青睞，但是液壓電梯主要缺點(diǎn)之一就是能量消耗大。無(wú)機(jī)房電梯在液壓電梯優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用永磁同步無(wú)齒輪曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，因此其在結(jié)構(gòu)、性能、節(jié)能等方面均優(yōu)于液壓電梯。在電梯市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)下，如何增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力是各電梯公司研究的重點(diǎn)，以綠色、環(huán)保、節(jié)能為開(kāi)發(fā)特色的無(wú)機(jī)房電梯開(kāi)啟了電梯結(jié)構(gòu)的新紀(jì)元。

【關(guān)鍵詞】電梯；無(wú)機(jī)房電梯；環(huán)保節(jié)能

1、無(wú)機(jī)房電梯是節(jié)能電梯的楷模

首先，無(wú)機(jī)房電梯減少了建筑商的成本支出。

無(wú)機(jī)房電梯井道布置結(jié)構(gòu)如下圖：

由上圖看出，將驅(qū)動(dòng)主機(jī)布置在頂層井道側(cè)壁之間；控制柜安裝在頂層層門(mén)旁邊；限速器固定在主導(dǎo)軌上；對(duì)重在轎廂的側(cè)面（驅(qū)動(dòng)主機(jī)側(cè)）。上述布置在電梯取消機(jī)房后，能充分利用井道截面，且有利于實(shí)現(xiàn)安裝、調(diào)試和維修。

在總體及主要構(gòu)件設(shè)計(jì)中，考慮了GB7588電梯標(biāo)準(zhǔn)對(duì)安全空間的要求，并最大限度的壓縮頂層高度為目標(biāo)，以達(dá)到充分發(fā)揮無(wú)機(jī)房電梯的優(yōu)點(diǎn)為目的。

電梯頂層就是控制系統(tǒng)和曳引驅(qū)動(dòng)主機(jī)的結(jié)構(gòu)位置，省略了頂層上面額外的的空間-機(jī)房，使建筑結(jié)構(gòu)緊湊，減少了建筑的成本支出。

其次，驅(qū)動(dòng)主機(jī)采用永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)，由于減少了勵(lì)磁電流的能源消耗，使其整體能耗降低了30%左右，沒(méi)有了機(jī)械減速裝置，使其效率更高，更節(jié)能。

電梯的心臟-先進(jìn)的控制系統(tǒng)和安全、穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)主機(jī)，科學(xué)的結(jié)構(gòu)，和曳引機(jī)自身優(yōu)點(diǎn)，是電梯更節(jié)能的前提。

2、無(wú)機(jī)房電梯是綠色、環(huán)保的電梯

首先，驅(qū)動(dòng)主機(jī)采用永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)，由于減少了勵(lì)磁電流的能源消耗，沒(méi)有了有齒曳引機(jī)那種機(jī)械減速裝置，使其噪音更底，更環(huán)保；永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)不需齒輪油，避免了因齒輪油而造成的環(huán)境污染，可以說(shuō)是一種綠色環(huán)保型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。無(wú)機(jī)房電梯設(shè)計(jì)以人為本，曳引驅(qū)動(dòng)采用了一種全新的布置方案，即把主機(jī)與一個(gè)小機(jī)座剛性連接，曳引輪處鋼絲繩和對(duì)重鋼絲繩分別位于機(jī)座的前后兩側(cè)，計(jì)算得出50%額定載荷時(shí)該剛性體的重心，把此重心位置正對(duì)對(duì)重導(dǎo)軌中心放置，通過(guò)校和計(jì)算可知電梯在空載和滿載情況下重心前后偏移量在±10mm以內(nèi)，從而最大限度的減少了主機(jī)對(duì)導(dǎo)軌的壓彎應(yīng)力，同時(shí)在機(jī)頂加裝固定支架，進(jìn)一步加強(qiáng)。

其次，通過(guò)對(duì)噪音及振動(dòng)源的研究，采用有效的措施消除、阻止、降低噪音、振動(dòng)的產(chǎn)生和傳遞，以減小對(duì)轎廂內(nèi)乘客和井道外周圍環(huán)境的影響。轎廂轎架采用分體式雙重減震設(shè)計(jì)，通過(guò)上梁上反繩輪拖動(dòng)，整個(gè)轎廂轎架系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)靴上的橡膠及彈簧等減震元件與導(dǎo)軌隔離，同時(shí)轎廂又通過(guò)其底部和頂部的減震橡膠與轎架系統(tǒng)隔離，最大限度的減少了外部震源對(duì)乘客所處轎廂的影響，即使梯速提高人在轎廂內(nèi)也同樣會(huì)感覺(jué)到平穩(wěn)，舒適。轎廂采用了通用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠最大限度的滿足客戶對(duì)裝潢和內(nèi)飾的需求，使乘客更溫馨、舒適。

3、可靠的安全性和控制性

無(wú)機(jī)房電梯具有可靠的緊急操作，在電梯發(fā)生故障，但供電系統(tǒng)不停電的情況下，可以通過(guò)控制系統(tǒng)的緊急電動(dòng)運(yùn)行功能來(lái)進(jìn)行救援工作；在供電系統(tǒng)停電的情況下，控制系統(tǒng)中設(shè)有的專用救援備用電源，能打開(kāi)驅(qū)動(dòng)主機(jī)制動(dòng)器和提供必要的照明。根據(jù)永磁同步電機(jī)發(fā)電制動(dòng)原理開(kāi)發(fā)的緊急操作系統(tǒng)，在停電救援時(shí)，能夠控制轎廂移動(dòng)速度，可通過(guò)顯示燈和蜂鳴器兩種方式來(lái)監(jiān)測(cè)轎廂位置，以便盡快安全地救援乘客。

同時(shí)，為了達(dá)到轎廂整體結(jié)構(gòu)緊湊的目的，開(kāi)發(fā)了位于轎廂底部、動(dòng)作靈敏、安裝調(diào)整方便的新型安全鉗提拉系統(tǒng)，以滿足無(wú)機(jī)房電梯整體結(jié)構(gòu)布置的要求，以及上下行超速的保護(hù)。由于無(wú)齒輪曳引機(jī)的曳引輪與電動(dòng)機(jī)同軸，通常曳引輪與制動(dòng)輪同體，因此，采用永磁同步無(wú)齒輪曳引電機(jī)技術(shù)，可不設(shè)上行超速保護(hù)系統(tǒng)。

采用永磁同步電機(jī)較高地提高了電梯曳引系統(tǒng)的安全性和可靠性。當(dāng)曳引機(jī)制動(dòng)失靈或其它故障引起電梯向上行方向溜車，乃至飛車時(shí)，它具有安全保護(hù)作用。滿足我國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》9.10轎廂上行超速保護(hù)裝置的要求。在失電時(shí)由接觸器常閉觸點(diǎn)將電動(dòng)機(jī)電樞繞組短接（或串接可調(diào)電阻器后短接），當(dāng)出現(xiàn)超速（不論上行、下行）故障時(shí)，控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到超速信號(hào)，立即切斷控制器供電回路，并將電動(dòng)機(jī)電樞繞組短接（或串接可調(diào)電阻器后短接）。這時(shí)，靜止的繞組切割旋轉(zhuǎn)的永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)而感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，在閉合的電樞繞組回路中引起電流，該電流在磁場(chǎng)作用下引起力矩，企圖帶動(dòng)電樞繞組隨磁極一起旋轉(zhuǎn)；同時(shí)，該轉(zhuǎn)矩的反力矩則作用在轉(zhuǎn)子磁極上，力圖使轉(zhuǎn)子隨定子電樞繞組一起停止下來(lái)，是一個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。該過(guò)程類似于直流電機(jī)的能耗制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了防墜落防飛車（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩可通過(guò)電阻器調(diào)節(jié)使溜車速度可控）。永磁體和閉合的電樞繞組相互作用，產(chǎn)生停車自閉這種非接觸雙向保護(hù)，大大增加了電梯的安全性和可靠性。

合理布置瘦長(zhǎng)型控制柜內(nèi)的電器元件，使得控制柜的總體尺寸為420mm（寬）×300mm（厚）×2194mm（高），便于結(jié)構(gòu)安裝和布置。另外，控制柜前面（包括門(mén)）為防水結(jié)構(gòu)，能防止清掃用水意外進(jìn)入控制柜。采用變頻控制同步拖動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)驅(qū)動(dòng)主機(jī)類型選配永磁同步電機(jī)變頻器；控制系統(tǒng)采用VVVF變頻控制系統(tǒng)，在乘坐舒適感，運(yùn)行的可靠性及降低噪聲等各方面得到了很大的提高。

結(jié)語(yǔ)

綜上所訴，無(wú)機(jī)房電梯的設(shè)計(jì)真正做到了以人為本，人性化設(shè)計(jì)，在保證安全可靠的同時(shí)，讓置身電梯中的人感到溫馨、舒適，是真正意義上的綠色、環(huán)保、節(jié)能電梯。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳家盛，電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]張琦，現(xiàn)代電梯構(gòu)造與使用.北京：清華大學(xué)出版社，2004.