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垂直引拽式电梯系统特点分析

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孟洋应渔锋朱枫江

摘要：针对垂直拽引式载客电梯的拽引机驱动系统，近乎所有的电梯制造商目前均采用VVVF调速技术，针对货梯、杂物梯等对调速性能要求不是很高的场所，部分采用交流有级调速技术。从技术角度来看，目前有关直流门机与交流门机的设备较为成熟，皮带直接传动的交流变频调速门机的应用空间更大一些，将成为未来的发展主流。电梯的安全回路系统中，应重点考虑计算机技术在电梯控制系统中的应用度，应实现具有较高计算机技术水平的安全回路，实现对于故障位置的信息化、自动化鉴别与诊断。

关键词：垂直引拽式电梯;曳引机驱动系统;门机系统;安全回路

随着我国城市化进程的快速推进，高层建筑日益增多，电梯需求量持续增大，对电梯的质量、性能以及安全性提出了更高要求。而电梯又是一种结构复杂、种类繁多的机电一体化产品，在实际运行中，一旦发生安全事故，将造成恶劣影响，甚至危及公众人身安全。电梯的各个系统质量过硬，是确保电梯的安全、稳定及可靠运行的重要前提。在进行电梯选型的过程中，相关工作人员往往要考虑多方面内容，如电梯速度、提升高度、载重量、层站数、曳引驱动及控制系统、门机系统、安全回路、土建结构以及电梯操作等因素。本文中以电梯中最常见也最易发生故障的拽引机驱动系统、门机系统以及安全回路为研究对象，详细探究垂直引拽式电梯的系统特点。

一、垂直引拽式电梯的驱动系统

作为电梯的核心组成部件，拽引机驱动系统主要由电动机、制动器以及减速箱等组成，其品质的优劣直接决定着电梯运行质量的高低。对于电梯的拽引机驱动系统而言，其主要经历了直流调速、交流有级调速、交流调压调速以及交流变频变压调速（即VVVF调速）等发展历程。最初的电梯主要以直流调速的方式来实现及时调速，具有不错的调速性能，但也许多不足之处。一方面，相比于交流电动机，直流电动机的结构更为复杂、价格也更为高昂，维修较为不便。另一方面，相比于VVVF调速系统控制设备，直流调速系统控制设备的组成更为复杂，前者仅需一台控制柜，后者除了需要一台控制柜外，还需要分别配置一台直流驱动柜与滤波器柜。这样一来，后者除了需要更大的占地面积之外，还明显提升了电梯控制设备的复杂度，显著增大了故障发生率与设备维修难度。基于直流调速方式存在的诸多明显不足，目前直流调速电梯已基本停产。

当前，VVVF调速系统由于具有技术成熟、功能齐全、性能卓越、质量可靠以及成本相对较低等显著优势，在垂直曳引式电梯上广泛应用开来。因此，针对垂直拽引式载客电梯，近乎所有的电梯制造商目前均采用VVVF调速技术;针对货梯、杂物梯等对调速性能要求不是很高的场所，部分采用交流有级调速技术。

二、垂直引拽式电梯的门机系统

在电梯的实际运行过程中，门机系统是除拽引驱动系统之外操作最为频繁的设施，同时也是引发电梯故障（尤其是电梯停机）的主要原因。因此，在用户评价电梯质量的过程中，作为电梯的窗口设备，门机系统具有重大影响力。一般而言，应秉承“灵活、可靠、噪声低以及启闭轻柔”的原则来综合选择门机系统。依据传动方式的不同，门机可分为机械传动和电气传动，其中机械传动包括：皮带直接传动、齿轮齿条传动，电气传动包含直流传动、交流传动。

从技术角度来看，目前有关直流门机与交流门机的设备较为成熟，西子OTS、天津OTS、上海崇友东芝以及上海三菱等都是国内较為出名的电梯生产商。对这些厂家生产的电梯进行考察与比较，不难发现，相比与其它门机，皮带直接传动的交流变频调速门机不仅具有启动与制动的平稳性较好、噪音较低、设备布置较为紧凑、所占空间较小以及维护与检修较为便利等显著优势，而且有效实现对门速与转矩的自动调节，显著提升电梯门启闭的稳定性、可靠性、轻柔性以及灵敏性。直流门机同样也具有启闭平稳、噪音较低的优势，但设备组成较为复杂一些、所占空间也较大一些，维护与检修不够便利。从技术层面上考虑，皮带直接传动的交流变频调速门机的应用空间更大一些，将成为未来的发展主流。

三、垂直引拽式电梯的安全回路

作为电梯控制系统中的核心部分，安全回路在保障电梯乘坐人员的人身安全上发挥着极其重要的作用。一般而言，电梯内的安全回路通常是由若干个安全保护元件（包括电机过载热保护、轿厢、机房控制开关等触点与控制开关）通过一个继电器串接而成。当电梯正常运行时，安全回路闭合，电路通断;而当安全回路中的任一元件出现异常情况而断开，将会导致整个安全回路断开，及时停止电梯控制系统的运转。

以西子OTS（OH5000）为例，这是一款经典电梯产品，其电梯安全回路主要由限速器开关、检修开关、底坑对重缓冲器开关、上、下极限联锁开关、安全钳开关、安全窗开关、盘手轮开关、轿厢缓冲器开关、张紧轮开关、错缺相继电器、底坑急停以及轿顶急停等元件组成，安全回路串联开关众多且检修耗时耗力。在选择电梯的安全回路时