城市軌道交通安全門電磁鎖的設計

周三元

摘 要：隨著我國城市軌道交通的不斷發展，確保軌道交通體系的安全、有序運行已經十分重要，這就需要在城市軌道交通中安裝安全門系統。在安全門系統的設計中，電磁鎖的應用十分廣泛。要想避免電磁鎖的故障，確保安全門發揮其作用，就要對電磁鎖在安全門中的應用與設計進行有效的研究，本文主要研究了城市軌道安全門電磁鎖的功能，并對其設計注意事項進行研究，最后針對提高電磁鎖的可靠性、安全性等提出幾點有效的建議。

關鍵詞：安全門；電磁鎖；設計；軌道交通

1 電磁鎖在安全門應用中的功能設計要求

目前，城市軌道交通安全門應用的電磁鎖多為直軸伸縮型，其運行過程如下：在未接到開門指令時，電磁鎖的鎖頭是伸出在外的，而且能夠有效避免強行開鎖。當接收到開門的指令時，鎖頭迅速收回，滑動門可以自由的滑動。接收到關門命令時，鎖頭再次伸出并開啟鎖閉狀態，完成后發出已關門信號。

2 安全門電磁鎖的設計要點

2.1關于電磁鎖的吸合能力設計

在電磁鎖的設計配置過程中，需要對電磁鎖的相關參數進行設定，確保電磁鎖具有較高的吸合能力，一般而言，電磁鎖的吸合力最少要達到23牛頓，才能有效的啟動電磁鎖鎖閉狀態和釋放狀態。其中，影響電磁鎖吸合能力的因素包括溫度、電壓幾個方面。

2.1.1供電電壓

電磁鎖的供電電壓一般有24伏特和110伏特兩種。如果一直使用110伏特的電壓，就會造成能量的消耗，而且會產生多余的熱量，損害電磁鎖的使用壽命。控制電磁鎖的鎖頭保持收回狀態只需要24伏特就足夠，并不需要110伏特的電壓，而110伏特的電壓用于電磁鎖的啟動。因此，兩種電壓交替使用是有效降低能源消耗、提高電磁鎖壽命的重要措施。

2.1.2溫度控制

在不同的溫度條件下，電磁鎖表現出來的吸合力是不同的，尤其是在我國北方地區，夏季與冬季的溫差往往大于40度，在不同的溫度條件下，電磁鎖中的電阻數值不同，使得電流數值也會發生變化，例如，在零下20度，電磁鎖內的電阻系數達到0.845，電流匝數系數為1.186；在零上20度，其電阻系數為1.000，電力匝數系數為1.000，差別較大。因此，在電磁鎖設計完成后，可以通過計算極端溫度對吸合力的影響進行判斷。如果極端溫度能夠滿足需求，日常溫度也可滿足。

2.2關于電磁鎖的機械設計

以直軸型電磁鎖為例，在外觀設計方面，通過建模計算出電磁鎖的相關最小尺寸參數，在滿足相關參數要求的基礎上，保持電磁鎖外觀的簡潔與美觀。

在其機構設計中，要保持其傳動機構的靈活性，并且要安裝相應的動作檢測裝置，這兩者是相互關聯的。為避免電磁鎖的鐵心與內壁摩擦產生較大的摩擦力，進而影響電磁鎖的壽命。另外，如果鐵心與鎖頭直接接觸，鎖頭的位置就會導致鐵心的位置。因此，為解決這些問題，就需要安裝一定的傳動裝置，在電磁鎖的鐵心上設置一個凹槽，并是鎖頭在凹槽內自由活動，進而避免鎖頭的徑向位移，從而避免電磁鎖鐵心的位移。同時，動作檢測裝置也是必不可少的，要在鎖頭與鐵心之間安裝一定的感應擋片，擋片為環形。

3 提升安全門系統的可靠性與安全性措施

3.1提高安全門電磁鎖的運行可靠性

為提高城市軌道交通安全門電磁鎖的可靠性，就要對其設備進行有效的控制，降低電磁鎖的隨機故障發生幾率。例如，在電磁鎖的設計與安裝過程中，要使用正規廠家生產的高質量、高穩定性、高適應性的相關電器元件；在電磁鎖生產完成時，要首先對其進行相關的測驗，例如，100萬次的無故障運行試驗，通過100萬次甚至更高頻率的試驗之后，如果出現故障要及時解決，有效避免相同的故障再次發生；安全門的電磁鎖生產并進過測試后，還需要一定時間的穩定期，提高產品的可靠性，通過提高其運行周期來完成，在投入服務開始前，每扇安全門的電磁鎖應循環運行3000次來增加可靠穩定性；另外，為電磁鎖設置一定的冗余也是提高可靠性的重要措施，在電磁鎖的運行部分，凡涉及到系統安全可靠運行功能的，在設計時都必須具有完全冗余的方案。在驅動電源和控制電源中的整流模塊數量中也采用冗余方案，在后備電源蓄電池設計和計算數量上，也必須采用冗余方案。

3.2提高安全門電磁鎖的運行安全性

首先，對安全門電磁鎖的安全性重要功能障礙進行確認，并針對電磁鎖的安全性重要款項進行列表，制定一定的安全性標準。其次，對電磁鎖設備的系統進行安全性分析，分析包括電磁鎖的安全分析和特殊處理、電源系統的防雷設計、蓄電池組的防短路設計等方面。再次，對于電磁鎖的功能故障造成的危害，一般一級故障不會導致嚴重或災難性危險。然而，一些一級的機械故障將導致嚴重的功能上的故障，例如電磁鎖完整性的損壞，鎖定安全門的失敗等等。針對這些危害制定安全標準。最后，安全門系統安全分析必須包括系統設計的安全規則并解釋對系統安全的影響，并要求任何一個導致非安全條件的故障或故障組合，其發生的概率應小于每小時l0-11次。

結語

總而言之，在城市軌道交通安全門的應用中，電磁鎖是非常常見和重要的，為確保安全門系統的正常運行，就要確保電磁鎖的性能滿足相應的條件。在電磁鎖的設計過程中，對電磁鎖的吸合力進行控制，確保基礎參數能夠滿足吸合力要求，最終確保安全門系統的可靠安全運行。

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