浅谈建筑电梯的电气设计

浅谈建筑电梯的电气设计

谭财华

深圳市深汕特别合作区城市建设投资发展有限公司 广东深圳 518000

摘要：电梯作为建筑的通行运输保障设备，其电气设计与人民群众的生命财产安全息息相关。电梯系统的电气设计科学合理，可以保证电梯安全、稳定、连续运行，更好地服务于社会。基于此，本文阐述了建筑电梯电气设计要点，旨在保障建筑电梯设备的安全、可靠和性能的稳定水平，以期对电梯行业的进一步发展提供一定的借鉴意义。

关键词：建筑电梯；电气设计；安全控制

1、建筑电梯应用现状概述

建筑电梯是一种能够垂直快速运输人员或物品的垂直交通工具，广泛应用于各种场合，如高层住宅、公共交通设施、商业写字楼、医院、机场、火车站等各种场所，极大方便了人们的垂直交通需要，成为人们日常生活中必不可少的交通工具。随着电梯行业的技术水平不断提升，安全控制技术的进步、自动平层技术的发展、新材料的运用等，使得电梯在安全性、运行效率、使用体验方面呈现出越来越好的表现，高速电梯、超级高层电梯等随之出现，其中超级高层电梯的诞生，为高楼大厦提供了经济、快速、节能的垂直交通方式。同时，大平台大数据等新技术的应用，为电梯运营提供更加智能的管理方法，可帮助电梯保持高效运行，延长使用寿命，减少故障修理成本。

2、建筑电梯的电气设计要点

2.1安全控制技术

2.1.1电气控制回路

电气控制回路主要控制电气信号是由电气控制柜输出，将电气信号传递给电动机，从而控制电动机的转速和转向。同时，会对电梯运行中的各种故障和异常情况进行检测和处理，做出相关的安全保护和控制。

电气控制回路的设计需要考虑多种因素，如驱动方式、调速方式、控制系统、维护方式等多个方面。例如，电梯的驱动方式可以是直流电动机或同步电动机，调速方式可以包括变频调速和导轨直线驱动等，控制系统可以是基于PLC、微控制器、甚至是人工控制等等。同时，电气控制回路的设计还需要考虑故障检测和处理，如电气接触不良、电路短路等各种故障情况的处理。

2.1.2限速器

限速器是建筑电梯中的一种安全装置，其作用是在发生电梯上升速度过快时，限制电梯运行速度，避免电梯发生事故。具体来说，限速器是由钢丝绳、滑车、悬挂吊架、压板、弹簧、齿轮减速器、磁力离合器等构成的一种机械装置。在电气设计中，需要根据电梯的载重、速度、高度等参数，确定适当的限速器规格。同时，还需要考虑限速器的性能、可靠性、安全性等因素，以确保限速器能够在紧急情况下真正发挥作用。

其次，限速器的布线和接线需要按照规范进行设计。一般来说，限速器的控制回路需要与电梯主控制回路隔离。同时，还需要保证限速器的接线良好，以确保限速器在作用时不会发生故障，从而保障乘客的安全。

2.2节能技术

节能电梯的节能原理,据此，可通过以下两种途径来达到节能效果,一是对电机拖动系统进行技术改造,如采用变频调速技术和永磁同步无齿轮电引技术等:二是通过能量回馈器将机械能变换成电能(再生电能)的方法达到节能的目的。节能是把势能转换为电能，通过逆变器、滤波器等把电能优质处理释放到电网。

2.2.1 能量回馈质量

能量回馈制动是电梯节能运行的重要手段之一，主要是将电机传递给负载的机械能转化为电能，反馈给电源进行循环利用，以保证单位时间内电机和负载消耗的电能减少。通过将电动机拖动负载旋转运行具有的机械动能以及位能释放出来，并有效将此机械能转换成电能回馈再生利用，实现电梯运行节能降耗的目的。加强对能量回馈质量技术的研究，对减少对公共电网的污染具有重要意义。能够更有效的解决电梯再生能量直接返送公共电网与电梯再生能量所具有的随机性与间歇性等问题，提高了回馈交流电的可预见性与连续性。

2.2.2电梯群控

电梯群控技术就是合理控制统一建筑内的所有电梯，协同工作，降低电梯能耗。电梯全速运行的话，会远远小于加减速时产生的能耗，而且电梯停的次数越多，产生的能耗越多。通过智能派梯系统，与普通电梯运行相比可以有效的降低电梯停靠次数，在提高电梯输送效率的基础上，降低了运行过程中产生的能耗。

2.3智能化技术

2.3.1自动平层技术

自动平层技术主要作用是通过对电梯的运行控制和调节，保持电梯底层和顶层与地面的高度一致，从而实现更加精确、平稳的运行体 验。在电气设计中，最常用的方式是在电梯的电气系统中加入相应的传感器和控制回路，通过对电梯的运行状态和位置进行实时监测和调节，控制电梯的运行、停止和门的开合等动作，实现电梯的自动平层。同时，也可以通过对电梯门系统、驱动系统等进行优化和改进，提高电梯的运行精度和平稳性。

2.3.2电梯人工智能

电梯人工智能是指将人工智能技术应用到电梯系统中，使电梯变得更加智能化、自动化和舒适化的技术。电梯人工智能通过对电梯的数据采集、分析和处理，可以实现对电梯的状态监测、控制和管理，提高电梯的运行效率和安全性，为用户提供更加智能化、个性化、贴心化的电梯服务体验。在电梯电气设计中，电梯人工智能可以应用于多个方面，包括电梯控制、监控与诊断、预测维修、智能配备及安全防护等。

（1）电梯控制：可以用电梯人工智能和自动控制技术来分析和处理乘客需求，及时调整控制策略，降低乘客的等待时间和运行时间。例如，自动分配电梯范围及活动时间表来支持多起点、多终点、多乘客的协调处理、自适应调度算法，以提升全天候电梯的大运量、拉载量和服务质量。

（2）监控与诊断：可以将多功能传感器和数据处理技术与使用现代化通讯技术的电梯人工智能相接合，实现电梯状态的实时监控和诊断。通过对数据的收集、传输、存储、处理和应用，可以对电梯的工作状态、运行轨迹、驱动能力、故障种类、设备替换等各个方面进行监测和分析，及时漏报和报警，提前预警并去除故障，以提高电梯运行的可靠性和安全性。

（3）安全防护：可以利用电梯人工智能来实现电梯的多层安全防护措施。例如，在电梯控制系统中加入智能安全装置，为电梯行驶路径和群体设备管理引入智能化、程序化、网络化等有益元素来加强人员一系列的保护一个层面。

2.4新材料的运用

在电梯电气设计中，新材料的运用可以使电梯具备更高的安全性、稳定性和舒适性，更加符合环保、能源保存的要求。随着技术的发展，越来越多的材料被应用于电梯设计中，如碳纤维、铝合金、复合材料等。这些材料的特点是质量轻、强度高、耐腐蚀、抗拉压等，可以显著减少电梯的重量，提高电梯的能效等级。摩擦材料是电梯中非常重要的部分，传统的氯丁橡胶开槽铁制电梯门轮已经被无油脂、高耐磨损、高强度的聚合物材料取代，可以提高电梯的稳定安全性和生命使用期限。而电梯套件的电子配件，也有采用新型聚合物材料的趋势，如速度传感器、温度传感器、直接数字控制芯片等，提高了电梯精密度和可靠性。

结束语：

综上所述，电梯的电气设计是建筑电梯中重要的环节之一，其设计的合理性关系到人身和财产的安全。设计师必须要认真负责、遵守规范，时刻考虑电梯的安全和可靠性，以保证电梯的正常运行。因此，在进行建筑电梯的电气设计时，应该对设计规范进行进一步的安全检查，充分考虑每一个细节，设计出科学实用且安全可靠的建筑电梯电气系统。

参考文献：

[1]赵欣.浅谈建筑电气设计中的消防电气设计.电力系统及自动化,2019-09.

[2]李金.浅谈现代建筑电梯的电气设计.建筑设计及理论,2019-06.

[3]卫淑梅.浅谈高层建筑的电气设计与节能.市政工程,2020-09.