張宇艷　李　鵬　夏宏宇

摘要:無(wú)機(jī)房電梯省去了傳統(tǒng)的電梯機(jī)房,將電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)和控制系統(tǒng)以及一些其它的部件統(tǒng)統(tǒng)放到了井道中,因此對(duì)電梯的主機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)有了特殊的要求。EPM無(wú)機(jī)房電梯系統(tǒng)憑借著其節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、性能優(yōu)良穩(wěn)定等特點(diǎn),非常適合高檔賓館、寫字樓、等要求較高的客戶需求。文章介紹了EPM曳引機(jī)及控制系統(tǒng)在無(wú)機(jī)房電梯中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:EPM曳引機(jī);控制系統(tǒng);無(wú)機(jī)房電梯;井道布置;高效節(jié)能

中圖分類號(hào):TP273

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-2374(2009)18-0048-02

無(wú)機(jī)房電梯致力于提高建筑空間使用率,降低能源和建筑原材料成本,無(wú)機(jī)房電梯徹底取消了井道頂部的機(jī)房,曳引主機(jī)的采用使得所有電梯設(shè)備都以緊湊合理的方式布置在井道內(nèi),使建筑外觀造型更加流暢。無(wú)機(jī)房電梯技術(shù)的關(guān)鍵是驅(qū)動(dòng)主機(jī)和控制系統(tǒng)。

一、無(wú)機(jī)房電梯常見(jiàn)的井道布置形式

(一)主機(jī)上置式

這種布置方式中,主機(jī)放在井道頂層轎廂和電梯井道壁之間的空間,為了使控制柜和主機(jī)之間的連線足夠短,一般將控制柜放在頂層的廳門旁邊,這樣也便于檢修和維護(hù)。

(二)主機(jī)下置式

主機(jī)放在井道的底坑部分,放在底坑轎廂和對(duì)重之間的投影空間上,控制柜一般采取壁掛形式。這種放置方式給檢修和維護(hù)也提供了方便。

(三)主機(jī)放在轎廂上

主機(jī)放在轎廂的頂部,控制柜放在轎廂側(cè)面,這種布置方式,隨行電纜的數(shù)量比較多。

(四)主機(jī)和控制柜放在井道側(cè)壁的開(kāi)孔空間內(nèi)

這種方式對(duì)主機(jī)和控制柜的尺寸無(wú)特殊要求,但是要求開(kāi)孔部分的建筑要有足夠厚度,并要留有檢修門。

二、無(wú)機(jī)房電梯對(duì)驅(qū)動(dòng)主機(jī)和控制系統(tǒng)的要求

(一)對(duì)主機(jī)的要求

(1)結(jié)構(gòu)緊湊,功率密度高,適于安裝在井道內(nèi); (2)噪音低,振動(dòng)小,運(yùn)行平穩(wěn)舒適; (3)可靠性高,平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng); (4)高效率,維護(hù)費(fèi)用少,運(yùn)行成本低; (5)價(jià)格低。

(二)對(duì)電梯控制系統(tǒng)的要求

(1)結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,便于安裝; (2)抗干擾,可靠性高,安全余量大; (3)檢修方便; (4)省電高效。

三、EPM曳引機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

EPM曳引機(jī)是采用交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的行星齒輪曳引機(jī)。采用行星齒輪減速箱有如下優(yōu)點(diǎn):

結(jié)構(gòu)緊湊:采用兩級(jí)三行星齒輪傳動(dòng)技術(shù),體積更小,如EPM300曳引機(jī)帶電機(jī)和曳引輪的寬度只有326mm.

傳動(dòng)效率高:由于其結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力互相平衡,便于提高傳動(dòng)效率,其傳動(dòng)效率可達(dá)98%,如:1噸1米/秒的電梯消耗的功率只有7.3KW,節(jié)能效果顯著。

運(yùn)行平穩(wěn):由于其結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,嚙合力相互平衡,故運(yùn)行平穩(wěn).運(yùn)行噪音小于62分貝。

壽命長(zhǎng):齒輪經(jīng)特殊處理,齒面硬度高并且堅(jiān)韌耐磨。

維護(hù)費(fèi)用低:無(wú)漏油滲油,15年不須加潤(rùn)滑油。

EPM電梯曳引機(jī)常用的減速比有21:1和31:1兩種,采用減速機(jī)構(gòu)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):一是改變了轉(zhuǎn)矩,使輸出轉(zhuǎn)矩增大,提高了啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩;二是將輸出轉(zhuǎn)速降低,有利于對(duì)電梯進(jìn)行更精確的控制。

EPM曳引機(jī)采用交流永磁同步電機(jī),并且在電機(jī)內(nèi)部?jī)?nèi)置了旋轉(zhuǎn)變壓器,分辨率為電機(jī)每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生1024個(gè)sin/cos脈沖,旋轉(zhuǎn)變壓器用以測(cè)量轉(zhuǎn)子的位置和電機(jī)的轉(zhuǎn)速。從結(jié)構(gòu)上講旋轉(zhuǎn)變壓器由定子和轉(zhuǎn)子組成,定子和轉(zhuǎn)子又分別具有兩個(gè)空間上成90度的繞組,若在一個(gè)定子繞組上施加交流參考電壓(即勵(lì)磁電壓),則轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組平行時(shí)在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)產(chǎn)生最大電壓,當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組成90度時(shí),組轉(zhuǎn)子輸出為零,隨著電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng),在一個(gè)轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)產(chǎn)生的電壓呈正弦波,而另一個(gè)轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)感應(yīng)的電壓成余弦波。即其中K為幅值,ω為勵(lì)磁電壓的角頻率θ為軸角,即轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組的夾角,根椐測(cè)量的Es、Ec的值就可以計(jì)算出轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和位置作為對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行精確控制的依據(jù)。

從結(jié)構(gòu)和原理上采用旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量電梯的位置和轉(zhuǎn)速精確性和穩(wěn)定性更高,不會(huì)出現(xiàn)丟失脈沖的情況。

永磁轉(zhuǎn)子由特殊的稀土材料做成,由于采用了永磁材料,省掉了傳統(tǒng)意義上的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁,換向器和碳刷,使電機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊。運(yùn)行時(shí),根據(jù)永磁轉(zhuǎn)子的位置,給定子施加一定的控制電壓,從而驅(qū)動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)行的目的。曳引機(jī)的制動(dòng)器采用顎式安全制動(dòng)技術(shù),雙制動(dòng)線圈。內(nèi)置磨損監(jiān)控裝置,使機(jī)器運(yùn)行更安全可靠。

四、電梯控制系統(tǒng)

控制柜有PLC控制柜和微機(jī)控制串行通訊控制柜兩種。

兩種控制系統(tǒng)功能齊全,井道信號(hào)簡(jiǎn)單,采用井道自學(xué)習(xí)方式,省掉了井道中的換速信號(hào),減少安裝和調(diào)試的時(shí)間。全部留有遠(yuǎn)程監(jiān)控接口,可與本公司的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)連接?？蛇x配電梯停電應(yīng)急電源?？垢蓴_能力強(qiáng),能適應(yīng)環(huán)境惡劣的現(xiàn)場(chǎng)。

由于EPM電梯曳引機(jī)采用交流永磁同步電機(jī),控制同步電機(jī)不僅要知道電機(jī)的轉(zhuǎn)速而且要知道轉(zhuǎn)子的位置,因此要采用能夠驅(qū)動(dòng)同步電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器。目前電梯控制系統(tǒng)可以選配KEB,DIETZ、CT等廠家的驅(qū)動(dòng)器。這些公司的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)實(shí)踐證明可以和EPM曳引機(jī)很好的匹配,完全能夠滿足系統(tǒng)的要求。

PLC控制柜的電梯內(nèi)選、外呼輸入輸出共用一根信號(hào)線,井道接線減少一半。

五、應(yīng)急救援方式

(一)手動(dòng)輪救援解困法

停電救援時(shí),將總電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi),切斷電梯控制系統(tǒng)與外電網(wǎng)的聯(lián)系,將電梯電機(jī)繞組接成短路。在確保門關(guān)好的情況下,松開(kāi)抱閘,轎廂因?yàn)辇X輪箱內(nèi)磨擦力很小,而會(huì)馬上動(dòng)起來(lái),等轎廂滑到平層位置,將門打開(kāi),放出乘客。

將電機(jī)繞組接成短路是因?yàn)楫?dāng)電梯溜車時(shí),因?yàn)橛来呸D(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng),可以在電梯短路的定子中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),因?yàn)槎ㄗ佣搪?所以在定子中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流產(chǎn)生了力矩正好阻止轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),這樣可以防止由于電梯溜車速度過(guò)快而產(chǎn)生危險(xiǎn)。若因?yàn)槟Σ亮Υ?轎廂不能自己動(dòng)起來(lái),可以用EPM曳引機(jī)附件中所帶的手動(dòng)輪或手動(dòng)斜齒輪,將轎廂手動(dòng)盤車到平層位置,然后開(kāi)門放人。

(二)采用與EPM曳引機(jī)配套的應(yīng)急電源。

采用與EPM曳引機(jī)配套的電梯應(yīng)急電源,結(jié)構(gòu)緊湊、易于安裝,能夠驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)。正常時(shí),應(yīng)急裝置處于充電待機(jī)狀態(tài)。蓄電池電量充到一定程度后,處于浮充狀態(tài)。停電時(shí),若電梯不在平層位置,則應(yīng)急電源自動(dòng)投入運(yùn)行,利用蓄電池中儲(chǔ)存的電能將電梯轎廂拉到平層位置,然后開(kāi)門放人。

六、減小振動(dòng)和噪音

電梯振動(dòng)和噪音的產(chǎn)生的原因很多,比如:電梯電機(jī)、變頻器、減速箱、表面粗糙的電梯導(dǎo)軌、制動(dòng)器、轎廂結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的共振等等。這里著重介紹怎樣消除由電梯主機(jī)和變頻器產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。

設(shè)置變頻驅(qū)動(dòng)器的載波頻率時(shí),設(shè)定在12KHZ以上,因?yàn)槌^(guò)15KHZ的頻率,人的耳朵幾乎是聽(tīng)不到的。變頻器的參數(shù)要與所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)參數(shù)匹配,自動(dòng)調(diào)整變頻器的某些參數(shù)與電機(jī)相匹配。采用一種橡膠結(jié)構(gòu)架用于安裝曳引機(jī),可以起到良好的減音和有效的減震作用。實(shí)踐證明,EPM曳引機(jī)和控制系統(tǒng)在無(wú)機(jī)房電梯中的應(yīng)用是成功的,能夠滿足廣大用戶的要求。具有如下幾大特點(diǎn):

(一)高效節(jié)能

無(wú)機(jī)房電梯采用了當(dāng)前最前沿的永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)主機(jī),高磁通密度永磁材料的采用使得動(dòng)轉(zhuǎn)矩更大,同時(shí),無(wú)需額外用于勵(lì)磁電流的能源損耗,曳引輪直接與電機(jī)轉(zhuǎn)子相連,避免了蝸輪蝸桿傳動(dòng)或真他齒輪傳動(dòng)中的能源損耗,整體上與傳統(tǒng)有齒電梯相比節(jié)省電力能源30%以上。

(二)低噪聲,低振動(dòng),綠色環(huán)保免維護(hù)

設(shè)有高速旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)噪聲和齒輪嚙臺(tái)噪聲,使得置于井道中的驅(qū)動(dòng)主機(jī)更安靜,無(wú)機(jī)房電梯獨(dú)特的減振設(shè)計(jì)使得乘座舒適感提高到一個(gè)新的高度。由于沒(méi)有減速齒輪,避免了因齒輪油的使用帶來(lái)的對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)也保證了電梯的長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行。

(三)以人為本,安全至上

秉承了歐洲控制系統(tǒng)安全、可靠、實(shí)用的特點(diǎn),完善的救援理念使救援操作簡(jiǎn)捷而可靠,充分體現(xiàn)了“以人為本”的人性化設(shè)計(jì)。

綜上所述,EPM無(wú)機(jī)房電梯系統(tǒng)憑借著其節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、性能優(yōu)良穩(wěn)定等特點(diǎn),非常適合高檔賓館、寫字樓、高級(jí)公寓等要求較高的客戶需求。相信一經(jīng)推出定會(huì)受到廣大中國(guó)客戶的喜愛(ài),成為中國(guó)電梯市場(chǎng)上一顆耀眼的明星。

作者簡(jiǎn)介:張宇艷(1976-),女,遼寧錦州人,沈陽(yáng)遠(yuǎn)大機(jī)電裝備有限公司工程師,研究方向:機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì);李鵬(1972-),男,供職于沈陽(yáng)遠(yuǎn)大機(jī)電裝備有限公司,研究方向:機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì);夏宏宇,供職于沈陽(yáng)遠(yuǎn)大機(jī)電裝備有限公司,研究方向:機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。