無機房電梯的環保性能分析

魏 軍 雷 乾

沈陽遠大智能工業集團股份有限公司 遼寧 沈陽 110027

【摘 要】電梯歷經百年的發展，電梯應用技術不斷的提高，在九十年代初期，液壓電梯曾因其結構緊湊、機房位置靈活而在發達國家倍受用戶青睞，但是液壓電梯主要缺點之一就是能量消耗大。無機房電梯在液壓電梯優點的基礎上，采用永磁同步無齒輪曳引驅動系統取代液壓傳動系統，因此其在結構、性能、節能等方面均優于液壓電梯。在電梯市場的激烈競爭下，如何增強競爭力是各電梯公司研究的重點，以綠色、環保、節能為開發特色的無機房電梯開啟了電梯結構的新紀元。

【關鍵詞】電梯；無機房電梯；環保節能

1、無機房電梯是節能電梯的楷模

首先，無機房電梯減少了建筑商的成本支出。

無機房電梯井道布置結構如下圖：

由上圖看出，將驅動主機布置在頂層井道側壁之間；控制柜安裝在頂層層門旁邊；限速器固定在主導軌上；對重在轎廂的側面（驅動主機側）。上述布置在電梯取消機房后，能充分利用井道截面，且有利于實現安裝、調試和維修。

在總體及主要構件設計中，考慮了GB7588電梯標準對安全空間的要求，并最大限度的壓縮頂層高度為目標，以達到充分發揮無機房電梯的優點為目的。

電梯頂層就是控制系統和曳引驅動主機的結構位置，省略了頂層上面額外的的空間-機房，使建筑結構緊湊，減少了建筑的成本支出。

其次，驅動主機采用永磁同步無齒曳引機，由于減少了勵磁電流的能源消耗，使其整體能耗降低了30%左右，沒有了機械減速裝置，使其效率更高，更節能。

電梯的心臟-先進的控制系統和安全、穩定的驅動主機，科學的結構，和曳引機自身優點，是電梯更節能的前提。

2、無機房電梯是綠色、環保的電梯

首先，驅動主機采用永磁同步無齒曳引機，由于減少了勵磁電流的能源消耗，沒有了有齒曳引機那種機械減速裝置，使其噪音更底，更環保；永磁同步無齒曳引機不需齒輪油，避免了因齒輪油而造成的環境污染，可以說是一種綠色環保型驅動系統。無機房電梯設計以人為本，曳引驅動采用了一種全新的布置方案，即把主機與一個小機座剛性連接，曳引輪處鋼絲繩和對重鋼絲繩分別位于機座的前后兩側，計算得出50%額定載荷時該剛性體的重心，把此重心位置正對對重導軌中心放置，通過校和計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，從而最大限度的減少了主機對導軌的壓彎應力，同時在機頂加裝固定支架，進一步加強。

其次，通過對噪音及振動源的研究，采用有效的措施消除、阻止、降低噪音、振動的產生和傳遞，以減小對轎廂內乘客和井道外周圍環境的影響。轎廂轎架采用分體式雙重減震設計，通過上梁上反繩輪拖動，整個轎廂轎架系統通過導靴上的橡膠及彈簧等減震元件與導軌隔離，同時轎廂又通過其底部和頂部的減震橡膠與轎架系統隔離，最大限度的減少了外部震源對乘客所處轎廂的影響，即使梯速提高人在轎廂內也同樣會感覺到平穩，舒適。轎廂采用了通用的結構設計，能夠最大限度的滿足客戶對裝潢和內飾的需求，使乘客更溫馨、舒適。

3、可靠的安全性和控制性

無機房電梯具有可靠的緊急操作，在電梯發生故障，但供電系統不停電的情況下，可以通過控制系統的緊急電動運行功能來進行救援工作；在供電系統停電的情況下，控制系統中設有的專用救援備用電源，能打開驅動主機制動器和提供必要的照明。根據永磁同步電機發電制動原理開發的緊急操作系統，在停電救援時，能夠控制轎廂移動速度，可通過顯示燈和蜂鳴器兩種方式來監測轎廂位置，以便盡快安全地救援乘客。

同時，為了達到轎廂整體結構緊湊的目的，開發了位于轎廂底部、動作靈敏、安裝調整方便的新型安全鉗提拉系統，以滿足無機房電梯整體結構布置的要求，以及上下行超速的保護。由于無齒輪曳引機的曳引輪與電動機同軸，通常曳引輪與制動輪同體，因此，采用永磁同步無齒輪曳引電機技術，可不設上行超速保護系統。

采用永磁同步電機較高地提高了電梯曳引系統的安全性和可靠性。當曳引機制動失靈或其它故障引起電梯向上行方向溜車，乃至飛車時，它具有安全保護作用。滿足我國技術標準GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》9.10轎廂上行超速保護裝置的要求。在失電時由接觸器常閉觸點將電動機電樞繞組短接（或串接可調電阻器后短接），當出現超速（不論上行、下行）故障時，控制系統監測到超速信號，立即切斷控制器供電回路，并將電動機電樞繞組短接（或串接可調電阻器后短接）。這時，靜止的繞組切割旋轉的永磁體產生的磁場而感應出電動勢，在閉合的電樞繞組回路中引起電流，該電流在磁場作用下引起力矩，企圖帶動電樞繞組隨磁極一起旋轉；同時，該轉矩的反力矩則作用在轉子磁極上，力圖使轉子隨定子電樞繞組一起停止下來，是一個制動轉矩。該過程類似于直流電機的能耗制動，從而實現了防墜落防飛車（制動轉矩可通過電阻器調節使溜車速度可控）。永磁體和閉合的電樞繞組相互作用，產生停車自閉這種非接觸雙向保護，大大增加了電梯的安全性和可靠性。

合理布置瘦長型控制柜內的電器元件，使得控制柜的總體尺寸為420mm（寬）×300mm（厚）×2194mm（高），便于結構安裝和布置。另外，控制柜前面（包括門）為防水結構，能防止清掃用水意外進入控制柜。采用變頻控制同步拖動系統，根據驅動主機類型選配永磁同步電機變頻器；控制系統采用VVVF變頻控制系統，在乘坐舒適感，運行的可靠性及降低噪聲等各方面得到了很大的提高。

結語

綜上所訴，無機房電梯的設計真正做到了以人為本，人性化設計，在保證安全可靠的同時，讓置身電梯中的人感到溫馨、舒適，是真正意義上的綠色、環保、節能電梯。

參考文獻：

[1]陳家盛，電梯結構原理及安裝維修.北京：機械工業出版社，2011.

[2]張琦，現代電梯構造與使用.北京：清華大學出版社，2004.