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              夏季機房溫度對電梯正常運行的影響
              發布時間:2018-5-28 17:18:56      點擊次數:2204

              1.機房溫度升高的原因

              1.1機房本身的建筑結構位置

              電梯機房大都在建筑物樓頂層,有的機房在建筑物樓頂是一個凸起專用的房間,機房的屋頂和四面墻都是外圍護結構。外圍護結構也就是我們俗話所說的外墻,它的溫度與溫室溫度緊密聯系,從而影響室內的溫度。

              在夏季高溫天氣,室外溫度高,外圍護結構溫度也就高,從而導致機房室內溫度的升高。對一個房間而言,外圍護結構所占整個維護結構的比例越大,室內溫度受室外溫度的影響越大,所以機房的位置決定了機房在夏季是受環境溫度和太陽照射影響比較大的房間。

              1.2電氣系統散發的熱量

              機房電氣系統的主要發熱部件有變頻器、制動電阻、電動機。其中變頻器和電動機是由于本身效率原因,消耗一部分電能,以熱量的形式釋放出來;制動電阻是把電梯再生發電的電能消耗掉,以熱量的形式釋放出來。這兩部分熱量都散發到機房內導致室溫的升高。

              (1)變頻器

              變頻器由主回路和控制回路組成。主回路是給電動機提供調壓調頻電源的電力交換部分,由整流器、平滑回路、逆變器三部分組成。其中逆變器中的逆變元件絕緣柵雙極晶體管(IGBT)是變頻器最主要的發熱源。IGBT的發熱主要集中在開和關的瞬間。因此開關頻率高時變頻器的發熱量就變大。而電梯用的變頻器需要頻繁的啟動,從而釋放大量的熱量。

              (2)制動電阻

              制動電阻本身就是消耗能量轉化成熱量的,例如:電梯空載上行時,對重比轎廂重,主機轉子轉動,切割定子線圈磁力線運動,產生自發電,使電機由電動狀態轉變為發電狀態,而這種再生能量會通過變頻器的制動單元,最終由制動電阻以熱能的方式消耗掉。在工作中曾經有單位做過一個試驗,兩部運行頻率一樣的電梯,其中一部電梯采用外部電源作為動力,電梯再生發電電能由制動電阻消耗掉,另外一部電梯采用外部電源和節電回饋裝置為動力,節電回饋裝置的能量來自電梯的再生發電,在運行一段時間后,外部電能消耗比另外一部電能消耗少35%??梢娭苿与娮璧陌l熱量是多么的大,約是電梯電能消耗的1/3。

              (3)電動機

              電動機運行本身有一定的電能消耗。根據電動機的熱量公式Q=I2Rt,電動機運行中釋放的熱量與電流的平方成正比。而電動機在啟動和制動過程中電流最大,電梯作為垂直運輸的交通工具,又要頻繁地啟動和制動,會產生大量的熱量。

              2.機房高溫對電梯正常運行的影響

              2.1對電氣控制系統的影響

              (1)高溫易引起微機控制板程序異常

              微機控制板或PLC上的電子器件通過電壓、電流大小比較進行邏輯控制,響應執行外部指令。由于電子器件的材料溫度特性,在高于允許溫度下,電子器件邏輯判斷會出錯,微機控制板不穩定,電梯容易發生故障,影響正常運行(例如電梯正常運行中突然停梯關人,電梯運行到門區不開門或不關門,電梯運行到門區不能換速等),同時維修起來也不易發現故障點。

              (2)高溫易損壞電子元器件

              (a)變頻器

              變頻器的故障率隨溫度的升高而成指數的上升,使用壽命隨溫度的升高而成指數的下降,環境溫度升高10℃,變頻器使用壽命減半。

              當環境溫度超過允許溫度時,將使變頻器逆變電路中逆變器件的參數開通時間和關斷時間發生變化,導致在交替過程中,一個器件已經導通,而另一個器件卻未來得及關斷,引起同一橋臂的上、下兩個器件間的“直通”,使該部分處于瞬間短路狀態,逆變器瞬間立即被損壞,變頻器不能正常工作。同時溫度升高變頻器的絕緣性能就會大大降低,很容易導致變頻器損壞,造成電梯故障。

              (b)制動電阻

              當環境溫度過高時,很容易使制動電阻散熱時間過長,如果電梯運行頻繁,制動電阻的熱量多次累積,最終導致制動電阻溫度過高而損壞,甚至造成火災等安全事故。

              (c)其他電子元器件

              接觸器、繼電器、變壓器這些電子元器件在工作時,由于電流通過導體和線圈而產生電阻損耗;交流電路中由于交變電磁的作用,在磁體內產生渦流及磁滯損耗。所有這些損耗,幾乎全部都轉變為熱能,這些熱能一部分散失到周圍的介質中,一部分則滯留在電器中,使電器溫度升高。此時,若環境溫度過高,則各電子元器件散熱狀況就差,一是會使電子元器件的可靠性大大降低;二是會降低電子元器件的使用壽命,甚至損壞電子元器件。統計資料表明電子元器件溫度每升高2℃,可靠性下降10%,溫升50℃時的壽命只有溫升25℃時的

              當環境溫度超過機房的允許溫度時,會嚴重影響曳引電機的散熱,由于電機的頻繁啟、制動,電機本身會釋放大量的熱量,而機房的高溫又不能及時排除,電機持續在高溫環境運行,很容易燒壞線圈,損壞電機。

              2.2對機械系統的影響

              電梯機房的機械系統主要是曳引機,曳引機通常由電動機、制動器、減速箱、曳引輪、導向輪、機架、盤車手輪等組成。

              (1)對曳引電機的影響

              當環境溫度超過機房的允許溫度時,會嚴重影響曳引電機的散熱,由于電機的頻繁啟、制動,電機本身會釋放大量的熱量,而機房的高溫又不能及時排除,電機持續在高溫環境運行,很容易燒壞線圈,損壞電機。雖然電動機的結構設計方面,在加強定子鐵芯的散熱上做了周密考慮。比如:有些產品設計成端蓋支撐方式,省去傳統的機座,使得鐵芯成為開啟式結構,增強冷卻效果;加強定子和轉子鐵芯圓周通風道的布置;加大風罩孔通風量設計等,但這種結構的電機使用較少。大部分采取附裝冷卻風機,由設在定子鐵芯表面的熱敏開關控制。當鐵芯表面溫度達到60℃左右時,熱敏開關動作,接通風機對曳引電動機強制通風冷卻。強制冷卻在機房高溫的情況下,冷卻效果并不明顯??紤]到強制制冷失敗不能降溫時,會使電動機溫度繼續升高,某些電動機產品在每相繞組均埋有熱敏電阻。當電動機溫度升高到155℃時,內部熱敏電阻阻值急劇增大,控制外電路熱保護繼電器動作,通過控制電路迫使電梯在就近層站換速??块_門,直到電動機冷卻后,方可重新啟動運行。雖然這種方法能起到保護電機的作用,但夏季高溫天氣時間較長,頻繁的出現停梯保護,嚴重影響了電梯的正常運行及使用。

              (2)對減速箱的影響

              減速箱由蝸輪、蝸桿組成,蝸桿一般選用硬度高、剛性好的材料,目前大部分采用鎳鉻合金鋼或硅錳類合金鋼,也有用含碳量0.4%-0.55%的碳素鋼鍛造的,蝸桿表面須經淬火或滲碳等硬化處理。蝸輪輪緣選用低摩擦系數的磷青銅、錫青銅或銅錫鎳合金經機加工而成。由于各種材料的熱膨脹系數不同,而且蝸輪的熱膨脹系數大約是蝸桿熱膨脹系數的1/2,當機房溫度高于40℃時,空氣中的熱量與減速箱內各零部件旋轉、摩擦產生的熱量,兩者加在一起,減速箱內的溫度就會更高,持續的高溫則引起零部件的熱膨脹,從而破壞減速箱內蝸輪蝸桿的制作精度,使渦輪軸和蝸桿軸的軸向游隙減小,嚙合面增大,使摩擦面的摩擦力增大,磨損加速,嚴重時會影響電梯運行的舒適性,同時還會產生異響,損壞蝸輪蝸桿(例如:乘坐電梯時會聽到電梯機房有轟隆隆的異聲,轎廂內也會有異常震動等)。同時,減速箱內持續的高溫也會使潤滑油粘度下降,不利于潤滑油膜的生成,還會加速潤滑油的氧化,影響蝸輪蝸桿的潤滑效果,使得蝸輪蝸桿磨損加大。

              3.如何控制機房溫度

              3.1建筑結構方面

              電梯機房做維護結構保溫處理,降低夏季高溫天氣中室外溫度對室內設備的影響,同時不能因為是設備房間而忽略了維護結構的保溫,減小維護結構的厚度。

              3.2安裝通風降溫設備

              在自然通風狀態下,安裝通風設備,以滿足機房溫度的要求,就要安裝空調。在裝設通風設備(如排風扇)時,應與機房的通風口(如百葉窗)對應,使得空氣產生對流,從而起到改善機房環境溫度的目的。

              3.3使用單位、維保單位應安排專職人員加強管理

              維保單位應定期檢查降溫設備是否正常工作,定期對發熱源(如變頻器、制動電阻、電動機)運行情況進行認真檢查。對于有多臺電梯的使用單位,在夏季高溫天氣,應交替運行,避免為了乘坐方便或其他原因只使用某一臺電梯,增加電梯在高溫天氣的運行負擔。另外,使用單位應給每個電梯機房配備滅火器。

              4.結論

              電梯控制系統智能化程度的不斷提高并不能完全消除電梯故障,電梯在使用中的逐年老化導致故障頻發的趨勢不會改變。但通過對電梯機房的建筑結構、電氣控制系統、機械系統的討論分析,采取有針對性的措施對各個環節有效控制,可以保證夏季高溫天氣電梯的機房溫度在正常的范圍之內,最終消除或減少因高溫引發的各種故障,保障電梯在一個安全、穩定、可靠的環境下運行,更好的為用戶服務。


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