电梯的发展及技术应用

电梯的发展及技术应用

李双波唐宏伟

中国中原对外工程有限公司北京100044

摘要：电梯是一类将机械技术、电气技术、微处理器技术、空气动力学等多学科结合为一体的典型的机电一体化产品。随着经济的发展，特别是PLC及变频调速技术在电梯控制系统中的应用提高了电梯经济性和实用性。

关键词：电梯；机电；应用

1绪论

1.1课题研究背景及目的

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，俗称自动电梯。服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，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。电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具，在国民经济和生活中有着广泛的应用，随着城乡建设的不断发展，电梯也会以更快的速度进入到我们的日常生活当中。在现代社会，电梯已像汽车、轮船一样，成为人类不可缺少的交通运输工具。

1.2国内外研究状况

中国电梯行业从市场规模上已经有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的产品质量和技术含量，我国政府提出的节约型社会正好让电梯行业中拥有节能电梯技术的企业有机会发展，另外，国外用户比以前更多地青睐中国产品也为中国电梯的崛起提供了机会。目前我国节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，但是节能电梯的普及率还很低。不过由于房地产业、城市公共建设等产业发展迅速，我国的电梯市场仍将保持递增速度，而未来电梯最大的市场就是住宅市场。

国外电梯行业发展迅猛，不仅在节能上做了很大的功夫，现在在智能化，远程化，集成化，可视化也已有了先进的技术！

1、集垂直运输与水平运输的复合运输系统。该系统采用直线电机驱动，在一个井道内设置多台轿厢。轿厢在计算机导航系统控制下，可以在轨道网络内交换各自运行路线。该系统节省了井道占用的空间，解决了超高层建筑电梯钢丝绳和电缆重量太大的问题，尤其适合于具有同一底楼的多塔形高层建筑群中前往空中大厅的穿梭直驶电梯。

2、交流永磁同步无齿轮曳引机驱动的无机房电梯，无机房电梯由于曳引机和控制柜置于井道中，省去了独立机房，节约了建筑成本，增加了大楼的有效面积，提高了大楼建筑美学的设计自由度。而交流永磁同步无齿轮曳引机的特点是：结构简单紧凑，体积小，重量轻，形状可灵活多样；配以变频控制可以实现更大限度的节能；没有齿轮，于是没有齿轮振动和噪声，齿轮效率，齿轮磨损及油润滑问题，减少了维护工作，降低了油污染；由于失电时旋转的电机处于发电制动状态，增加了曳引系统的安全可靠性。

3、彩色大屏幕液晶楼层显示器。这类显示器可以以高分辨率的彩色平面或三维图像显示电梯的楼层信息（如位置、运行方向），还可以显示实时的载荷、故障状态等。通过控制中心的设置还可以显示日期、时间、问候语、楼层指南、广告等，甚至还可以与远程计算机和寻呼系统联接发布天气预报、新闻等。有的显示器又增加了触摸查询功能。该装置缓解了陌生乘客在轿厢内面对面对视时的尴尬、无趣的局面，降低了乘客乘梯时心理等待焦虑感。

4、电梯远程监控系统。该系统是将控制柜中的信号处理计算机获得的电梯运行和故障信息通过公共电话网络或专用网络（都需要使用调制解调器）传输到远程的能够提供可视界面的专业电梯服务中心的计算机，以便那里的服务人员掌握电梯运行情况，特别是故障情况。该系统一般具有显示故障、分析故障、故障统计与预测等功能，还有的可实现远程调试与操作，便于维修人员迅速进行维修应答和采取维修措施。这样缩短了故障处理时间，简化了人工故障检查的劳动，保证了大楼电梯安全高效地运行。

2电梯的原理及结构

曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。

2.1电梯拽引力和电机功率的计算

电梯运行时的受力情况较复杂，曳引电动机的容量一般可按如下经验公式计算：

式中：

Q：额定载重，取Q=1150Kg

Ψ—电梯平衡系数，一般取Ψ=0.47

η—电梯机械传动总效率，一般取η=80%

v—曳引轮节径线速度

i—钢丝绳绕绳倍率，取i=1

则当V=1.0m/s时：

在电梯的曳引传动中，钢丝绳与绳槽之间的摩擦系数、槽的形状和接触包角对曳引力的大小起着关键性的作用。根据GB7588，在电梯系统中，考虑到加速度等的影响，一般采用下式表述电梯的拽引条件：

根据GB7588的曳引条件，在计算电梯的有效曳引力时应分为两种，一种是桥厢

处在最低层站并载有125额定载荷上行时，即装载工况；另一种是桥厢处在最高层站空载下行时，即紧急制动工况；前者，轿厢钢丝绳是较大静拉力端，并认为钢丝绳的重量亦施于此；后者，以对重架钢丝绳为较大静拉力端，亦要加入钢丝绳的重量。

3.0电梯技术发展趋势；

如何在电梯技术方面保持领先地位从而保持企业的竞争优势？首先企业管理者必须清楚了解电梯技术发展状况，并制定一个企业电梯技术发展战略，才能使企业不但能够生存并且可以得到发展。由于永磁同步无齿曳引机与传统的蜗轮、蜗杆传动的曳引机相比具有如下优点：a）永磁同步无齿曳引机是直接驱动，没有蜗轮、蜗杆传动副，永磁同步电机没有作异步电机所需非常占地方的定子线圈，而制作永磁同步电机的主要材料是高能量密度的高剩磁感应和高矫顽力的钕铁硼，其气隙磁密一般达到0.75T以上，所以可以做到体积小和重量轻。b）传动效率高。蓝牙技术在电梯上应用安装过电梯的人都知道放线、对线是费时、费力、极容易错的工作。如果控制屏与召唤系统通过蓝牙技术连接起来实现无线召唤将会是电梯控制的另一场革命同时为我们带来巨大好处。

电梯产业将信息化、网络化：电梯控制系统如何与网络技术相结合将是未来电梯设计的主流趋势。在21世纪的今天如何提供用户满意产品和服务已成为关系到各企业生死存亡问题。

环保：当今世界非常清晰地认识到生存与发展的关系：不环保就无法生存，没有生存根本谈不上发展。绿色理念在全球已经深入人心，绿色理念是电梯发展总趋势。

3结语

通过本次毕业论文的撰写，使我全面掌握了电梯的工作原理和结构，对电梯的控制系统的工作原理也有了更深刻的认识。在现代社会中，电梯广泛应用于各类高层建筑物中，大大方便了人们的生活。本文通过将大学期间所学习到的理论知识、结合查阅大量文献资料，以及通过实地参观和考察，完成了理论知识与实践相结合，取得了一定的成果，对电梯技术的应用及发展进行了详细总结。

参考文献

[1]魏孔平，朱蓉，《电梯技术》，化学工业出版社，2001：29-32；

[2]陈家胜.《电梯结构原理及安装维修》，北京：电子工业出版社，1990：45-48；

[3]贺德明，肖伟平.《电梯结构与原理》，中山大学出版社，2006：42-44；

[4]张燕宾.《SPWM变频调速应用技术》.北京：机械工业出版社，1997：67-69；

[5]李惠升.《电梯控制技术》.北京：机械工业出版社，2003：54-58；

[6]黄立培.《变频器应用技术及电动机调速》.北京：人民邮电出版社，1997：103-105；

[7]朱德文，张崇庆.《升降机运行与控制》，中国电力出版社，2009：15-48；

[8]刘佩武.《电梯的使用与维修》.北京：机械工业出版社，1994：75-78；

[9]朱德文，杨祯山，张筠莉.《智能控制电梯工程系统》，中国电力出版社，2012：56-58；