垂直引拽式電梯系統(tǒng)特點(diǎn)分析

孟洋　應(yīng)漁鋒　朱楓江

摘要：針對(duì)垂直拽引式載客電梯的拽引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，近乎所有的電梯制造商目前均采用VVVF調(diào)速技術(shù)，針對(duì)貨梯、雜物梯等對(duì)調(diào)速性能要求不是很高的場(chǎng)所，部分采用交流有級(jí)調(diào)速技術(shù)。從技術(shù)角度來看，目前有關(guān)直流門機(jī)與交流門機(jī)的設(shè)備較為成熟，皮帶直接傳動(dòng)的交流變頻調(diào)速門機(jī)的應(yīng)用空間更大一些，將成為未來的發(fā)展主流。電梯的安全回路系統(tǒng)中，應(yīng)重點(diǎn)考慮計(jì)算機(jī)技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用度，應(yīng)實(shí)現(xiàn)具有較高計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的安全回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障位置的信息化、自動(dòng)化鑒別與診斷。

關(guān)鍵詞：垂直引拽式電梯;曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);門機(jī)系統(tǒng);安全回路

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，高層建筑日益增多，電梯需求量持續(xù)增大，對(duì)電梯的質(zhì)量、性能以及安全性提出了更高要求。而電梯又是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在實(shí)際運(yùn)行中，一旦發(fā)生安全事故，將造成惡劣影響，甚至危及公眾人身安全。電梯的各個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量過硬，是確保電梯的安全、穩(wěn)定及可靠運(yùn)行的重要前提。在進(jìn)行電梯選型的過程中，相關(guān)工作人員往往要考慮多方面內(nèi)容，如電梯速度、提升高度、載重量、層站數(shù)、曳引驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、門機(jī)系統(tǒng)、安全回路、土建結(jié)構(gòu)以及電梯操作等因素。本文中以電梯中最常見也最易發(fā)生故障的拽引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、門機(jī)系統(tǒng)以及安全回路為研究對(duì)象，詳細(xì)探究垂直引拽式電梯的系統(tǒng)特點(diǎn)。

一、垂直引拽式電梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

作為電梯的核心組成部件，拽引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器以及減速箱等組成，其品質(zhì)的優(yōu)劣直接決定著電梯運(yùn)行質(zhì)量的高低。對(duì)于電梯的拽引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而言，其主要經(jīng)歷了直流調(diào)速、交流有級(jí)調(diào)速、交流調(diào)壓調(diào)速以及交流變頻變壓調(diào)速（即VVVF調(diào)速）等發(fā)展歷程。最初的電梯主要以直流調(diào)速的方式來實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)速，具有不錯(cuò)的調(diào)速性能，但也許多不足之處。一方面，相比于交流電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、價(jià)格也更為高昂，維修較為不便。另一方面，相比于VVVF調(diào)速系統(tǒng)控制設(shè)備，直流調(diào)速系統(tǒng)控制設(shè)備的組成更為復(fù)雜，前者僅需一臺(tái)控制柜，后者除了需要一臺(tái)控制柜外，還需要分別配置一臺(tái)直流驅(qū)動(dòng)柜與濾波器柜。這樣一來，后者除了需要更大的占地面積之外，還明顯提升了電梯控制設(shè)備的復(fù)雜度，顯著增大了故障發(fā)生率與設(shè)備維修難度?；谥绷髡{(diào)速方式存在的諸多明顯不足，目前直流調(diào)速電梯已基本停產(chǎn)。

當(dāng)前，VVVF調(diào)速系統(tǒng)由于具有技術(shù)成熟、功能齊全、性能卓越、質(zhì)量可靠以及成本相對(duì)較低等顯著優(yōu)勢(shì)，在垂直曳引式電梯上廣泛應(yīng)用開來。因此，針對(duì)垂直拽引式載客電梯，近乎所有的電梯制造商目前均采用VVVF調(diào)速技術(shù);針對(duì)貨梯、雜物梯等對(duì)調(diào)速性能要求不是很高的場(chǎng)所，部分采用交流有級(jí)調(diào)速技術(shù)。

二、垂直引拽式電梯的門機(jī)系統(tǒng)

在電梯的實(shí)際運(yùn)行過程中，門機(jī)系統(tǒng)是除拽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之外操作最為頻繁的設(shè)施，同時(shí)也是引發(fā)電梯故障（尤其是電梯停機(jī)）的主要原因。因此，在用戶評(píng)價(jià)電梯質(zhì)量的過程中，作為電梯的窗口設(shè)備，門機(jī)系統(tǒng)具有重大影響力。一般而言，應(yīng)秉承“靈活、可靠、噪聲低以及啟閉輕柔”的原則來綜合選擇門機(jī)系統(tǒng)。依據(jù)傳動(dòng)方式的不同，門機(jī)可分為機(jī)械傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)，其中機(jī)械傳動(dòng)包括：皮帶直接傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)，電氣傳動(dòng)包含直流傳動(dòng)、交流傳動(dòng)。

從技術(shù)角度來看，目前有關(guān)直流門機(jī)與交流門機(jī)的設(shè)備較為成熟，西子OTS、天津OTS、上海崇友東芝以及上海三菱等都是國(guó)內(nèi)較為出名的電梯生產(chǎn)商。對(duì)這些廠家生產(chǎn)的電梯進(jìn)行考察與比較，不難發(fā)現(xiàn)，相比與其它門機(jī)，皮帶直接傳動(dòng)的交流變頻調(diào)速門機(jī)不僅具有啟動(dòng)與制動(dòng)的平穩(wěn)性較好、噪音較低、設(shè)備布置較為緊湊、所占空間較小以及維護(hù)與檢修較為便利等顯著優(yōu)勢(shì)，而且有效實(shí)現(xiàn)對(duì)門速與轉(zhuǎn)矩的自動(dòng)調(diào)節(jié)，顯著提升電梯門啟閉的穩(wěn)定性、可靠性、輕柔性以及靈敏性。直流門機(jī)同樣也具有啟閉平穩(wěn)、噪音較低的優(yōu)勢(shì)，但設(shè)備組成較為復(fù)雜一些、所占空間也較大一些，維護(hù)與檢修不夠便利。從技術(shù)層面上考慮，皮帶直接傳動(dòng)的交流變頻調(diào)速門機(jī)的應(yīng)用空間更大一些，將成為未來的發(fā)展主流。

三、垂直引拽式電梯的安全回路

作為電梯控制系統(tǒng)中的核心部分，安全回路在保障電梯乘坐人員的人身安全上發(fā)揮著極其重要的作用。一般而言，電梯內(nèi)的安全回路通常是由若干個(gè)安全保護(hù)元件（包括電機(jī)過載熱保護(hù)、轎廂、機(jī)房控制開關(guān)等觸點(diǎn)與控制開關(guān)）通過一個(gè)繼電器串接而成。當(dāng)電梯正常運(yùn)行時(shí)，安全回路閉合，電路通斷;而當(dāng)安全回路中的任一元件出現(xiàn)異常情況而斷開，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)安全回路斷開，及時(shí)停止電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

以西子OTS（OH5000）為例，這是一款經(jīng)典電梯產(chǎn)品，其電梯安全回路主要由限速器開關(guān)、檢修開關(guān)、底坑對(duì)重緩沖器開關(guān)、上、下極限聯(lián)鎖開關(guān)、安全鉗開關(guān)、安全窗開關(guān)、盤手輪開關(guān)、轎廂緩沖器開關(guān)、張緊輪開關(guān)、錯(cuò)缺相繼電器、底坑急停以及轎頂急停等元件組成，安全回路串聯(lián)開關(guān)眾多且檢修耗時(shí)耗力。在選擇電梯的安全回路時(shí)，后續(xù)應(yīng)重點(diǎn)考慮計(jì)算機(jī)技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用度，盡量選擇具有較高計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的安全回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障位置的信息化、自動(dòng)化鑒別與診斷。

參考文獻(xiàn)：

[1]張琦，張廣明，諸小鵬.現(xiàn)代電梯構(gòu)造與使用[M].北京：北京交通大學(xué)出版社，2004.

[2]簡(jiǎn)曉菁，朱海清，簡(jiǎn)潔.垂直曳引式電梯選型探討[J]，人民長(zhǎng)江，2002.

[3]吳慧.高速曳引電梯的動(dòng)態(tài)特性研究[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2013.