无机房电梯技术的分析与应用

　　摘 要：电梯在现代建筑中随处可见，应用十分广泛。在电梯技术的发展过程中，无机房电梯成为当今电梯产业的重要发展方向。越来越受到用户和厂商的青睐。无机房电梯的发展对电梯行业的发展意义重大，可以大幅降低生产和运营成本。本文对无机房电梯的传动系统、自动化控制中心等方面的核心技术进行了简单的论述，并对其在实际应用中所遇到的一些问题进行了初步分析。并针对这些问题提出了解决措施。对无机房电梯技术的发展做出了展望。

　　电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动扶梯或自动人行道。服务于规定楼层的固定式升降设备。垂直升降电梯具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。按速度可分低速电梯(1米/秒以下)、快速电梯(1~2米/秒)和高速电梯(2米/秒以上)。19世纪中期开始出现液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。1852年，美国的E.G.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机。80年代，驱动装置有进一步改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度。

　　20世纪末电梯采用永磁同步曳引机作为动力。大大缩小了机房占地，并且具有能耗低、节能高效、提升速度快等优点，极大地助推了房地产向超高层方向发展。

　　一、概述

　　随着社会经济的发展，成本控制和节能环保成为各行各业日益关心的重要话题。电梯作为建筑物内的重要组成部分和功能单元，其行业技术需求也逐步提高。无机房电梯技术从而应运而生。无机房电梯不仅仅是把机房空间省略，而是对常规电梯理念的改革和创新。无机房电梯技术的出现，省略了电梯机房的占用空间，节约了建筑本身的空间成本。使建筑物的空间设计更加简单灵活。并且随着一些智能设备的研发和投入，使电梯的整体性能大大改善，从材料消耗和能源损耗上都大大降低，如今无机房电梯已成为电梯行业发展的重要方向。

　　二、无机房电梯技术的发展

　　无机房电梯技术经过多年的发展，从第一代产品的研发到当今各大主流产品在整个市场的广泛应用，其可靠性和自动化水平在飞速提高。最初的无机房电梯吧主机一部分放在井道内，之后发展到将整个主机全部安装到井道内部。由于把主机放在箱体顶部其安全性和噪声污染的问题难以根治，所以其发展受到一定限制。当今主流产品大都选择将主机安装在导轨顶部或者井道底部。随着无机房电梯技术的迅速发展，其在发达国家的市场占有率也在迅速提高，超过三分之二的电梯都是无机房电梯。在国内，其发展也相当迅速，由于其占用空间小，且具有节能环保等优势，所以越来越多的得到应用，并逐渐成为电梯行业的主流。

　　三、无机房电梯系统的配置

　　3.1 主机的安装方式

　　3.1.1 主机安装在顶部

　　这种方式的主机安装在井道顶层空间。其优点主要是主传动机构和调速器安装可靠，其平稳度和有机房电梯等同，且由于上部空间比较大同时方便设备调试和设备维护。其不利因素主要有电梯载重、运行速度和最大上升高度受传动装置外形的限制，并且此种安装方式电梯事故应急盘车控制难度较大。

　　3.1.2 主机安装在底部

　　此种方式的主机一般安装在井道底部，处在底坑和配重之间的投影空间，其优势在于使电梯的载重量提高，提升速度也加快了，且紧急盘车控制也十分简便。但是由于其安装位置地势较低，当遭遇暴雨发生积水时，雨水流入底坑，容易导致电机进水短路，造成重大损失。

　　3.1.3 主机安装在导轨上

　　此种安装方式的主机一般安装在导轨上部，其优势在于占用空间进一步减少，但承载能力和提升速度受到一定影响。

　　3.1.4 主机安装于轿厢上方

　　此种安装方式的的主机安装在轿厢上方，控制系统在轿厢侧面，因此随行电梯较多，且主机运行噪音大，故障救援操作难度大。

　　3.2 主机的传动设计

　　主机传动技术是无机房电机的核心技术。常规电梯由于安装空间大，传动设备安装自由，限制小。而井道空间狭小，因此主传动装置安装受到较大限制。

　　3.2.1 永磁同步电机拖曳钢丝绳传动

　　此种传动方式应用永磁同步电机带动主机，其尺寸较常规一步电机系统缩小近40%，因此方便安装且节能环保。但其仍有很多不足需要改善。比如，曳引机蜗杆的自锁问题，需直接把力矩施加在曳引轮轴上，且容易出现溜车问题，且制动停车困难。因此只有具有足够的抱闸力矩才能克服轿厢和配重的拉力。而能耗却随着力矩的增加而增加。并且力矩增大的同时也造成开合闸噪声大，这就要求尽量减小抱闸间隙，使安装变得困难。

　　3.2.2 拖拉钢带传动

　　此种传动方式采用轴式电机用钢丝带代替了常规的钢丝绳，使曳引轮的直径大幅减少，使其在井道中的安装更加简便。但是由于曳引轮的直径变小，相同提升速度下需要的转速更高，因此可能导致电机过热，并且由于包角小，使磨损变得严重，使主机的使用年限缩短。

　　3.2.3 直线电机传动

　　此种传动方式，其驱动电机主要有直线感应电机和指向同步电机两种。筒形直线感应电机和常规曳引机类似，但结构更加简单、且成本更低、安全性更高。但其性能要劣于永磁同步电机。永磁直线同步电机的空间占用更小，但成本大大增加。

　　摩擦轮传动。此种驱动方式是把带摩擦轮主机配置在轿厢下方。在压轮的作用下，其与轿厢导轨之间有一些压力存在。此种方式的动力在于主机推动摩擦轮旋转，在摩擦力的驱动下电梯完成上下动作。此种方式存在一定的缺陷，所以应用较少。

　　3.3 电气传动系统

　　3.3.1 控制柜的布置

　　无机房电梯的控制柜和主机间的距离一般较近，以方便走线。其安装方式一般有一下三种：

　　(1)传动主机在井道底部时，控制柜可采用壁挂式安装在井道壁和轿厢之间的空间。

　　(2)传动主机在井道底部时，控制柜和顶层层门做成一体式。

　　在井道壁开孔安装主机时，控制柜在孔内安装并应尽量减小体积。

　　3.3.2 合理安装

　　设备的安装应考虑方便安装和日常维护。电气元件的选择应该充分考虑井道的环境，本着线路布线便利的原则。其外形设计应与安装形式相适应，在结构上应方便日常维护。

　　3.3.3 满足电气可靠性要求

　　无机房电机井道设备排布比常规电梯结构紧凑，从而使日常维护的难度增大，因此应尽可能减少器件更换频率，加大系统可靠性。因此在选择电气器件时应选择使用寿命长，制造水平高，经久耐用的产品。在器件安装时应做好系统的抗干扰工作。设备间信号的传输应尽量选用通讯方式，以减少控制电梯的数量。

　　四、无机房电梯的故障救援应急处理

　　由于无机房电梯的控制设备均在坑道内，因此故障发生时，救援工作很难实施。应急措施和主机分离、维修人员的盘车处理空间以及确认轿厢位置等都是无机房电梯应该重点研究的问题。

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