(5)交流变频调速电梯,俗称VVVF电梯, 通常采用微电脑控制、逆变器驱动, 以及速度、电流等反馈装置。在调节定子频率的同时,调节定子中电压,以保持磁通恒定,是一种新式拖动控制方法,其性能优越、安全可靠。 3.液压电梯:代号Y
依靠液压驱动的电梯。根据柱塞安装位置有柱塞直顶式,其油缸柱塞直接支撑轿厢底部,使轿厢升降,有柱塞侧置式,其油缸柱塞设置在井道侧面,借助曳引绳通过滑轮组与轿厢连接,使轿厢升降,梯速常为1m/s以下。 4.齿轮齿条电梯
齿条固定在构架上,采用电动机——齿轮传动机构,装于电梯的轿厢上,利用齿轮在齿条上的爬行来拖动轿厢运行,一般用在建筑工程中。 5.螺杆式电梯
将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹,再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶,然后通过电机经减速器(或皮带传递)带动大螺母旋转,从而使螺杆顶升轿厢上升或下降。 6.直线电机驱动电梯
用直线电动机作为动力源,是一种新型驱动方式的电梯。 (四)按操纵控制方式分类
1.手柄开关操纵,轿内开关控制 代号S
电梯司机转动手柄位置(开断/闭合)来操纵电梯运行或停止。要求轿厢上装玻璃窗口,便于司机判断层数,控制开关,这种电梯又包括自动门和手动门两种,多使用在货梯。 2.按钮控制 代号A(按钮)
电梯运行由轿厢内操纵盘上的选层按钮或层站呼梯按钮来操纵。某层站乘客将呼梯按钮揿下,电梯就起动运行去应答。在电梯运行过程中如果有其它层站呼梯按钮揿下,控制系统只能把信号记存下来,不能去应答,而且也不能把电梯截住,直到电梯完成前应答运行层站之后方可应答其他层站呼梯信号。
它是一种具备简单控制的电梯,有自平层功能,有轿厢外按钮控制和轿内按钮控制两种形式。 3.信号控制:代号XH(信号)
把各层站呼梯信号集合起来,将与电梯运行方向一致的呼梯信号按先后顺序排列好,电梯依次应答接运乘客。电梯运行取决于电梯司机操纵,而电梯在任何层站停靠由轿厢操纵盘上的选层按钮信号和层站呼梯按钮信号控制。电梯往复运行一周可以应答所有呼梯信号。
这是一种自动控制程度较高的电梯,除了具有自动平层和自动开门功能外,尚有轿厢命令登记、厅外召唤登记、自动停层、顺向截停和自动换向等功能,通常用于有司机客梯或客货两用电梯。 4.集选控制 代号JX(集选)
在信号控制的基础上把呼梯信号集合起来进行有选择的应答。电梯为无司机操纵。在电梯运行过程中,可以应答同一方向所有层站呼梯信号和按照操纵盘上的选层按钮信号停靠。电梯运行一周后,若无呼梯信号就停靠在基站待命。为适应这种控制特点,电梯在各层站停靠时间可以调整,轿门设有安全触板或其它近门保护装置,以及轿厢设有过载保护装置等。
5.下集合(选)控制
集合电梯运行下方向的呼梯信号,如果乘客欲从较低层站到较高层站去,须乘电梯至底层基站后再乘电梯到要去的高层站。
6.并联控制电梯:代号BL(并联)
共用一套呼梯信号系统,把两台或三台规格相同的电梯并联起来控制。无乘客使用电梯时,经常有一台电梯停靠在基站待命称为基梯;另一台电梯则停靠在行程中间预先选定的层站称为自由梯。当基站有乘客使用电梯并起动后,自由梯即刻起动前往基站充当基梯待命。当有除基站外其它层站呼梯时,自由梯就近先行应答,并在运行过程中应答与其运行方向相同的所有呼梯信号。如果自由梯运行时出现与其运行方向相反的呼梯信号,则在基站待命的电梯就起动前往应答。
先完成应答任务的电梯就近返回基站或中间选下的层站待命。
当三台并联集选组成的电梯,其中有两台作为基梯,一台为自由梯。运行原则同两台并联控制电梯。并联控制电梯,每台均具集选控制功能。
7.梯群控制;群控代号QK(群控)
具有多台电梯客流量大的高层建筑物中,把电梯分为若干组,每组四至六台电梯,将几台电梯控制连在一起,分区域进行有程序或无程序综合统一控制,对乘客需要电梯情况进行自动分析后,选派最适宜的电梯及时应答呼梯信号。 群控是用微电脑控制和统一调度多台集中并列的电梯,它使多台电梯集中排列,共用厅外召唤按钮,按规定程序集中调度和控制。其程序控制分为四程序及六程序,前者将一天中客流情况分成四种,如:上行高峰状态运行,下、上行平衡状态运行,下行高峰状态运行及杂散状态运行,并分别规定相应的运行控制方式。后者较前者多上行较下行高峰状态运行,下行较上行高峰状态运行两种程序。 8.梯群智能控制
具有数据采集、交换、存贮功能,还能进行分析、筛选、报告等功能。控制系统可以显示出所有电梯的运行状态。 由电脑根据客流情况,自动选择最佳运行控制方式,其特点是分配电梯运行时间,省人省电、省机器。 (五)按有无司机分类
1.有司机电梯,须专职司机操纵。
2.无司机电梯:不需要专门司机,由乘客自己操纵,具有集选功能。
3.有/无司机电梯: 根据电梯控制电路及客流量等, 平时可改由乘客自己操纵电梯运行,客流大或必要时,可由司机操纵。
(六)按机房位置分类
1.上置式电梯:机房位于井道上部。 2.下置式电梯:机房位于井道下部。 3.无机房电梯。 (七)按曳引机结构分类
1.有齿曳引电梯:曳引机有减速器。
2.无齿曳引电梯:曳引机没有减速器,由曳引电动机直接带动曳引轮运动。 (八)其它用途的特殊梯和自动扶梯、自动人行道
1.斜行梯:为地铁火车站和山坡等倾斜安装, 轿厢运行为倾斜直线上下, 是一种集观光和运输于一体的输送设备。 2.坐椅梯:人坐在由电动机驱动的椅子上, 控制椅子手柄上的按钮, 使椅下部的动力装置驱动人椅,沿楼梯扶栏的导轨上下运动。
3.冷气梯:在大冷库或制冷车间,运送冷冻货物。 需要满足门扇, 导轨等活动处冰封,浸水要求。 4.消防梯:在发生火警情况下,用来运送消防人员、乘客和消防器材等。 5.矿井梯:供矿井内运送人员及货物。
6.特殊梯:供特殊环境下使用,如有防爆、耐热、防腐等特殊用途电梯。
7.建筑施工梯(或升降机): 供运送建筑施工人员及材料之用, 可随施工中的建筑物层数而加高。 8.滑道货梯:在建筑物内配置,常与建筑物人走道平行运送货物。
9.运机梯:能把地下机库中几十吨至上百吨重的飞机垂直提升到飞机场跑道上。 10.门吊梯:在大型门式起重机的门腿中运送在门机中工作的人员及检修机件等。 11.自动扶梯:TF
带有循环、运行梯级,用于向上或向下倾斜运送乘客的固定电力驱动设备。 (1)端部驱动的自动扶梯(或称链条式自动扶梯)。 (2)中间驱动的自动扶梯(或称齿条式自动扶梯)。
另外,按梯路线型可分为直线型或螺旋型两种。 12.自动人行道
带有循环运行(板式或带式)走道,用于水平或倾斜角不大于12°输送乘客的固定电力驱动设备。 (1)端部驱动的自动人行道(或称链条式自动人行道)。 (2)中间驱动的自动人行道(或称齿条式自动人行道)。 另外按路面型式可分为踏步式和平带式。 四、电梯的工作条件 (一)电梯的基本要求 1.安全可靠,方便舒适。
2.起、制动平稳,噪音低,故障率低。 3.操作方便,平层准确。
电梯的安全性和可靠性是贯穿于设计、制造、安装;维护、检验、使用各个环节的系统工程。元件的可靠性是降低故障的重要因素。
舒适主要是人的主观感觉,一般称为舒适感,主要与电梯的速度变化和振动有关,且与安装质量、维护质量有关。 电梯的基本要求是所有投入运行的电梯应达到的最基本性能要求,即整机性能指标,在国标GB/T10058—1997《电梯技术条件》中有明确的指标,除了严格的安全指标保证安全运行外,对舒适感,常以速度特性、工作噪音、平层准确度作为主要性能指标。 (1)速度特性
①电梯速度:当电源为额定频率和额定电压的情况下,轿厢在50%额定载荷时,向下运行至行程中段时的速度,不得大于额定速度的105%,且不得小于额定速度的92%。
②加速度:起动和制动的加、减速度最大值不应大于1.5m/s2。当额定速度1.0m/s≤V≤2.0m/s时,平均加、减速度应不小于0.48m/s2;当额定速度为2.0m/s ①轿厢内:(轿厢运行)≤55dB ②开关门过程中门机构噪声≤65dB ③机房平均工作噪声≤80dB (3)平层准确度:速度为0.63~1.0m/s的交流双速电梯为±30mm以内,其它各类型和速度的电梯均在±15mm以内。 (二)电梯的速度曲线 电梯运行中的速度变化可以用如图1—2所示。速度曲线表示,如图中纵坐标代表电梯的运行速度,横坐标表示电梯运行时间。t1为启动加速段, 至A点到达电梯的额定速度, t2为匀速运行段,到达月点,进入t3减速制停段,到达平层,减速完成停梯开门,完成电梯的一次运行。 电梯的实际运行速度曲线,对乘客的乘坐舒适感有很大影响。特别是高速电梯在加速段和减速段,如果设置不好,会有上浮、下沉、重压、浮游、不平衡等不舒适感,最强烈的是上浮和下沉感。它与加速度与减速度的大小有关,当延长加速时间t1、减速时间t3,舒适感变好,但运行效率降低。从实验得知,与人的舒适感关系最大的,不是加(减)速度,而是加(减)速度的变化率,即“加速度”,也就是t1和t3两头弧形部分的曲率。如果将加速度变化率限制在1.3m/s2以下,即使最大加速度达到2~2.5m/s2,也不会使人感到过分的不适。 (三)电梯的工作条件 电梯的工作条件是使电梯正常运行的环境条件。如果实际工作环境与标准的工作条件不符,电梯难于正常运行,可能使故障率增加,缩短使用寿命。因此特殊环境使用的电梯在订货时就应提出特殊的使用条件,制造厂将依据所提出的使用条件进行设计制造。 国家标准GB/T10058—1997《电梯技术条件》对电梯工作条件规定如下: 1.海拔高度不超过1000m; 2.机房内的空气温度保持在5~40℃之间; 3.运行地点的最湿月,月平均最高相对湿度为90%,同时该月月平均最低温度不高于25℃; 4.供电电压相对于额定电压的波动在±7%的范围内; 5.环境空气中不应含有腐蚀性和易燃性气体及导电性尘埃存在。 第二章 电梯结构原理与安全保护装置 电梯是机、电一体化产品。其机械部分好比是人的躯体,电气部分相当于人的神经,控制部分相当于人的大脑。各部分通过控制部分调度,密切协同,使电梯可靠运行。 尽管电梯的品种繁多,但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳曳引式结构,图2—1所示是电梯的基本结构剖视直观图。 从电梯空间位置使用看,由四个部分组成:依附建筑物的机房、井道;运载乘客或货物的空间——轿厢;乘客或货物出入轿厢的地点——层站。即机房、井道、轿厢、层站。 从电梯各构件部分的功能上看,可分为八个部分:曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统,见表2—1。 第二章-第一节 曳引系统 一、曳引驱动工作原理 曳引式电梯曳引驱动关系如图2—2所示。安装在机房的电动机与减速箱、制动器等组成曳引机,是曳引驱动的动力。曳引钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢,一端连接对重装置。为使井道中的轿厢与对重各自沿井道中导轨运行而不相蹭,曳引机上放置一导向轮使二者分开。轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮槽内产生摩擦力。这样,电动机转动带动曳引轮转动,驱动钢丝绳,拖动轿厢和对重作相对运动。即轿厢上升,对重下降;对重上升,轿厢下降。于是,轿厢在井道中沿导轨上、下往复运行,电梯执行垂直运送任务。 1—电动机;2—制动器;3—减速器;4—曳引绳;5—导向轮;6—绳头组合;7—轿厢;8—对重 轿厢与对重能作相对运动是靠曳引绳和曳引轮间的摩擦力来实现的。这种力就叫曳引力或驱动力。 运行中电梯轿厢的载荷和轿厢的位置以及运行方向都在变化。为使电梯在各种情况下都有足够的曳引力,国家标准GB 7588—1995《电梯制造与安装安全规范》规定: 曳引条件必须满足:T1/T2×C1×C2≤efα 式中:T1/T2——为载有125%额定载荷的轿厢位于最低层站及空轿厢位于最高层站的两种情况下,曳引轮两边的曳引绳较大静拉力与较小静拉力之比。 C1——与加速度、减速度及电梯特殊安装情况有关的系数,一般称为动力系数或加速系数。(C1= ;g:重力加速度,a:轿厢制动减速度)。 C2——由于磨损导致曳引轮槽断面变化的影响系数(对半圆或切口槽:C2=1,对V型槽:C2=1.2)。 efα中,f为曳引绳在曳引槽中的当量摩擦系数,α为曳引绳在曳引导轮上的包角。efα称为曳引系数。它限定了T1/T2的比值,efα越大,则表明了T1/T2允许值和T1—T2允许值越大,也就表明电梯曳引能力越大。因此,一台电梯的曳引系数代表了该台电梯的曳引能力。 可以看出,曳引力与下述几个因素有关: ①轿厢与对重的重量平衡系数。 ②曳引轮绳槽形状与曳引轮材料当量摩擦系数。 ③曳引绳在曳引轮上的包角。 (一)平衡系数 由于曳引力是轿厢与对重的重力共同通过曳引绳作用于曳引轮绳槽上产生的,对重是曳引绳与曳引轮绳槽产生摩擦力的必要条件。有了它,就易于使轿厢重量与有效载荷的重量保持平衡,这样也可以在电梯运行时,降低传动装置功率消耗。因此对重又称平衡重,相对于轿厢悬挂在曳引轮的另一端,起到平衡轿厢重量的作用。 当轿厢侧重量与对重侧重量相等时,T1=T2,若不考虑钢丝绳重量的变化,曳引机只需克服各种摩擦阻力就能轻松的运行。但实际上轿厢的重量随着货物(乘客)的变化而变化,因此固定的对重不可能在各种载荷下都完全平衡轿厢的重量。因此对重的轻重匹配将直接影响到曳引力和传动功率。 为使电梯满载和空载情况下,其负载转矩绝对值基本相等,国标规定平衡系数K=0.4~0.5,即对重平衡40%~50%额定载荷。故对重侧的总重量应等于轿厢自重加上0.4~0.5倍的额定载重量。此0.4~0.5即为平衡系数。 当K=0.5时,电梯在半载时,其负载转矩为零。轿厢与对重完全平衡,电梯处于最佳工作状态。而电梯负载自空载(空载)至额定载荷(满载)之间变化时,反映在曳引轮上的转矩变化只有土50%,减少了能量消耗,降低了曳引机的负担。 (二)当量摩擦系数f与绳槽形状 曳引绳与曳引轮不同形状绳槽接触时,所产生的摩擦力是不同的,摩擦力越大则曳引力越大。从目前使用来看有几种:半圆槽、V型槽、半圆型带切口槽,如图2—4所示。 半圆槽f最小,用于复绕式曳引轮。 V型轮f最大,并随着开口角的减小而增大,但同时磨损也增大,而对曳引绳磨损并卡绳。随着磨损会趋于半圆槽。 半圆切口槽f介于二者之间,而其基本不随磨损而变化,目前应用较广。 钢丝绳在绳槽内的润滑也直接影响摩擦系数,只可用绳内油芯的轻微润滑,不可在绳外涂润滑油,以免降低摩擦系数,造成打滑现象,降低曳引力。 (三)曳引绳在曳引轮上的包角 包角是指曳引钢丝绳经过绳槽内所接触的弧度,用。表示包角越大摩擦力越大,即曳引力也随之增大,提高了电梯的安全性。增大包角目前主要采用两种方法,一是采用2:1的曳引比,使包角增至180°。另一种是复绕式(为α1+α2),如图2—5所示。