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浅谈电梯停电应急救援装置

    随着科技的不断进步,人们生活水平的提高,对生活品质的要求也越来越高。电梯的运用已经非常广泛,安全和环保也成为电梯发展的方向。由于电梯在运行中会遇到遭遇突然停电导致人或物被困在电梯里这种状况,所以电梯停电应急装置就由此诞生。
    
    停电应急救援装置按结构原理的不同,可分为以下两大类:
  (一)专用的电梯停电应急救援装置
  它与电梯控制柜独立,当电梯正常电源失电时,该装置将电梯的控制权全部接管过去,控制轿厢运行到最近的平层位置并开门使乘客安全撤离。
  这类停电应急救援装置一般是成套的产品,整套装置安装在一个柜体内,其通用性较好,可与大部分的电梯控制柜匹配,对于电梯整梯生产企业来说,只要整套购买回来,安装在电梯控制柜旁边,处理好同控制柜的接口的接线即可,电梯生产企业的技术人员并不需要花太多的精力深入了解该装置的内部构造,而且,大部分停电应急装置的生产企业都提供安装调试服务,因此,这类产品很受中小型电梯生产企业及工程企业的欢迎,在国内使用得最早也最广泛。这种停电应急救援装置由控制电路及蓄电池两部分组成,其中控制电路一般由检测控制回路、充电回路、逆变回路组成。检测控制回路负责检测电梯电源,在电源失电时启动停电应急装置,然后检测电梯的相关信号。当检测到电梯安全回路接通(如有相序继电器,应短接),电梯检修/正常开关处于正常状态时,装置开始工作,进一步检测轿厢的位置,如果轿厢在平层位置,停电应急救援装置提供开门电源及信号,电梯开门让乘客撤离;如果轿厢不在平层位置,即启动逆变回路,将蓄电池的直流电逆变成低压低频交流电,供曳引电动机工作,电梯以低速爬行到最近层平层位置,再开门让乘客撤离。在电梯开门再延时几秒钟后救援结束,救援装置退出工作。
  系统的主拖动回路及开门控制回路如下图,图中QA为电梯的主电源开关,MD为曳引电动机,YC为变频器输出接触器,YC1为停电应急输出接触器,在控制上YC和YC1应电气联锁。
 
   需要注意的是,这类停电应急救援装置在拖动时是开环控制的,电机的转速并没有反馈到逆变板上。对于普通异步电机,采用这种控制是完全可以的,但对同步电机,采用开环控制显然是很难使电机按照设定的速度正常运转,因此,这类停电应急救援装置一般不能用于同步曳引机上。
  有的停电应急救援装置厂家宣称自己的产品除了有停电自动救援功能外,还有故障救援功能,即一旦电梯出现故障停在层楼中间不能运行时,停电应急救援装置对故障进行检测,若符合救援的运行条件时,切断控制柜控制电源,由停电应急救援装置实施救援运行。例如,当电梯的控制回路全部符合运行条件,但由于变频器出现故障,造成电梯停在层楼中间困人时,停电应急装置投入运行。对于这一功能如确实需要使用,在使用时应当十分谨慎,严格控制停电应急装置投入运行的条件,防止使用过程中可能发生的意外。

 

   (二)由通用的不间断电源(UPS)控制的停电应急救援装置
  当电梯正常电源失电时,该装置供电给电梯控制柜(包括变频器),电梯在后备电源供电时仍全部由控制柜控制,以检修或自救速度运行到平层位置。
  这是一类新型设计的停电应急装置,近年才开始在国内使用,但目前使用得仍不多,主要是因为受到变频器功能的限制,目前并不是所有变频器都可采用这种方式控制。因为UPS提供的电源一般为单相交流220伏,所以要求变频器可以在单相220伏电源供电时以低速拖动曳引机运行。
  这一类停电应急救援装置的结构很简单,它由一个标准的UPS和相应的控制线路组成。UPS可放在控制柜内或独立放在控制柜旁,其控制线路一般放在控制柜内,与控制柜设计为一体。下图是一种比较普遍的控制线路图,图中QA为电梯的主电源开关,MD为曳引电动机,YC为变频器输出接触器,AC为变频器三相输入接触器,TC1为变频器单相220伏输入接触器,DC为正常供电时控制柜的电源接触器,TC2为停电应急运行时控制柜的电源接触器,在控制上AC和TC1,DC和TC2应电气联锁。电源变压器要求使用单相220伏电压输入。
    有的变频器虽然没有单相220伏输入功能,但有直流低压输入运行功能,例如安川G5、L7变频器可采用直流48伏作低速运行,利用这一功能,可以设计类似用UPS的停电应急装置。其结构包括一台小功率的充电/逆变器及蓄电池。供电正常时充电/逆变器给蓄电池充电,停电时蓄电池逆变出220伏电源供控制柜工作,同时蓄电池给变频器直流输入端供电,变频器拖动电动机低速运行。
  停电应急救援装置的比较
  通过以上对停电应急救援装置的结构原理的分析,我们可以对其性能作出比较,为行业的发展方向作参考。
  (一)通用性
  第一类在异步机上具有较好的通用性,但在同步机上的应用受到限制;第二类不能适用于全部的变频器,使用上也受到一定限制,但是,对于变频器生产企业来说,只要市场有需要,要增加单相220V输入或直流低压输入运行功能都是较为简单的,并不需要增加额外的成本。因此,在通用性上,第二类的可发展空间更大;
  (二)安全性
  第一类停电应急装置工作时直接拖动电梯运行,如果没有严格的控制,其出现危险的可能性是较大的;第二类停电应急装置并没有直接控制电梯运行,而是供电给控制柜,由后者控制电梯,在安全性上,它与正常运行没有多少差别,在恢复正常供电时也不存在位置信号错误的现象,显然,第二类停电应急装置的安全性能要更好。
  (三)经济性
  在产品的内部结构上,第一类停电应急装置比第二类要复杂得多,不但控制部分多了安全检测、接触器输出等电路,还多了三相直流逆变部分,因此其直接的材料成本远大于第二类停电应急装置,而且因该装置作为专用的产品,其产量及生产规模远不及作为通用产品的UPS,也增加了其产品的成本。在价格上,第一类停电应急装置高于第二类的两倍。