夹绳器为永磁同步主机电梯制停子系统的轿厢意外移动保护装置探究 丁士轩;黄绍伦课堂教学模式
【摘 要】为研究和进一步排除轿厢意外移动可能带来的风险,分析了轿厢发生意外移动的原因,对现有轿厢意外移动保护装置(UCMP)针对永磁同步主机存在的不足做出了分析,论述了夹绳器做制停子系统的优势,同时提出了该装置在型式实验中存在的争议.
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2019(048)005
【总页数】4页(P271-274)
【关键词】钙粉生产线设备UCMP;轿厢意外移动;夹绳器;制停子系统
【作 者】丁士轩;黄绍伦
【作者单位】广东省特种设备检测研究院惠州检测院,广东惠州 516001;广东省特种设备检测研究院,广东佛山 528251
【正文语种】中 文
【中图分类】TU857
0 引言
1工业除湿机近年来，由于电梯意外移动造成的人身伤害事故屡见报端[1]，为此针对该风险国家在标准和规范制定层面做出了一些列针对性措施，于2016年7月1日起实施的GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第一号修改单首次针对轿厢意外移动做出了具体要求，同时为落实1号修改单具体内容，于2016年6月6日颁布的《电梯型式试验规则》针对电梯意外移动保护装置的型式试验做出了具体规定。电梯轿厢意外移动保护装置（Unintended Car Movement Protection，UCMP）由于在我国强制要求并推广的时间较短，针对相关部件、系统的研究仍不时引发争论，本文就永磁同步主机制动器作为制停子系统能否完全消除轿厢意外移动隐患、如何进一步减小轿厢意外移动风险展开探究。
1 轿厢意外移动原因分析
GB7588-2003第1号修改单明确了轿厢意外移动的定义：“在开锁区域内且开门状态下，轿
厢无指令离开层站的移动，不包含装卸引起的移动”。除去因装卸造成的移动，电梯轿厢发生意外移动的原因大体分两种：一是门回路异常情况下导致的开门走梯，二是由于轿厢安全运行所依赖的驱动主机或驱动控制系统的任何单一元件失效引起轿厢离开层站的意外移动[2]。
开门走梯的极端情况通常发生于电梯开门等待的过程，造成电梯开门走梯的原因通常为门回路的人为短接、门回路接触器的粘连等门回路非正常工作下的电梯移动，由于GB7588-2003第一号修改单及检规2号修改单针对层、轿门旁路装置及门回路检测功能做出了详细规定，此类风险发生的可能性已大幅降低；因轿厢安全运行所依赖的驱动主机或驱动控制系统的任何单一元件失效引起轿厢离开层站的意外移动产生原因有很多，其原因主要是制动系统发生故障或电梯超载引起的力矩失衡[3]，如：（1）弹簧压力过小，不能满足制动要求；（2）传动部件机械卡阻；（3）制动闸瓦与制动轮之间摩擦力不足；（4）电磁线圈不失电等情况[4]，因此针对制动器的故障监测功能尤为重要。
2 意外移动自监测功能
永磁同步主机制动器因其本身的冗余设置，符合GB 7588-2003第一号修改单对制停子系统蒸汽吹灰器
的要求，因此永磁同步主机电梯通常采用曳引主机制动器作为UCMP制停子系统。针对该型制停子系统失效风险，GB7588-2003第一号修改单规定了在使用曳引主机制动器的情况下，UCMP应具备自监测功能，具体要求如表1所示。
表1 自监测方式与周期要求监测方式制动力验证对机械装置正确提起（或释放）的验证对机械装置正确提起（或释放）的验证和制动力验证检测周期≤24 h定期维护保养时≤15天
综上所述，UCMP自监测子系统能够定期监测的抱闸运行情况并对异常情况做出反应，从而起到轿厢意外移动保护的功能，但深究其检测周期不难发现，三种监测方法的最频繁检测周期为24 h内，在设备高频率使用的状态下，最大24 h的检测周期显然不能完全排除制动器故障导致的轿厢意外移动危险，而最大检测周期为15天的人为制动力监测方式更无法排除不规范维保行为带来的风险，在此期间若不当的维保方式导致制动闸瓦油污、或制动器出现卡阻、制动连杆螺栓疲劳断裂等导致抱闸制动力突然大幅下降或丧失情况，UCMP将无法起到应有的作用。
不难理解，电梯过于频繁的制动力监测行为不利于抱闸及主机的稳定运行及长期使用，制动力监测的周期兼顾了电梯运行成本的同时仍存在一定的安全隐患。
3 夹绳器作为UCMP制停子系统的应用
当电梯制动器失效后，通常需要除制动器以外的其它安全保护装置来代替制动器执行安全保护任务[5]。由于UCMP各子系统相互适配的类型逐渐增多，一种冗余的UCMP组合进一步排除了上述永磁同步曳引主机制动器失效风险：永磁同步主机与非制动器制停子系统的组合，如夹绳器作为永磁同步主机电梯UCMP系统的制停子系统。夹绳器作为制停子系统的型式试验要求与其他类型制停子系统的要求并无很大区别，由于其独立于驱动主机制动器工作，其动作可靠性不受驱动主机制动器故障状态的影响，具备独立制停意外移动轿厢的能力，作为安全冗余部件在更大程度上消除了由于主机制动器失效所带来的轿厢意外移动风险，同时，针对老旧电梯，加装轿厢意外移动保护装置可以解决部分老旧电梯轿厢意外移动风险，解决其先天不足[6]，夹绳器作为制停子系统，相较于其他类型制停子系统在老旧电梯的系统匹配及操作可行性方面具有明显的优势，理应受到更广泛的认可和重视。
4 关于夹绳器作为UCMP制停子系统的讨论
夹绳器作为永磁同步主机UCMP制停子系统在更大程度上消除了轿厢意外移动风险的同时，由于GB7588-2003第1号修改单对于该安全部件作制停子系统相比其作上行超速保护
装置在制停距离方面提出了明确要求，在型式试验中该型安全部件存在诸多的不确定因素及相对离散的实验结果，引发了实验人员对于实验数据的诸多讨论。在以夹绳器为制停子系统的UCMP型式试验中遇到的问题主要有以下几点：
4.1 难以排除其他制停部件的影响
涤绒《电梯型式试验规则》T3.2对制停距离的定义：“在制停子系统（即制停部件）制停过程中，轿厢从开始减速到完全停止所经过的距离[7]”。因此，意外移动的制停距离理应认为是轿厢在制停子系统单独作用下UCMP的制停距离。
在实际实验中，对以夹绳器为制停子系统的UCMP制停距离造成干扰的部件主要为曳引机制动器及安全钳。由于电梯安全运行所依赖的部件至少包括制动器及安全钳，在具体实验过程中为暂时阻止主机制动器动作通常需要人为使其保持松开状态，而UCMP制停子系统的动作通常伴随着主机制动器的动作，但人为保持制动器松开的状态在一定程度上取决于人为因素，无法完全排除制动器主动动作的影响，从而对制停过程造成干扰。当夹绳器作为UCMP制停子系统时，其触发装置通常为限速器，而限速器同时承担了触发安全钳动作的功能，在现场实验过程中，若实验电梯安装了安全钳，在轿厢满载下行制停实验将电梯
制停后，常见安全钳也同时处于动作后的状态，因此制停距离通常为多制停部件组合作用的结果，从而使实验结果存在争议。
4.2 制停减速度问题
4.1 节提到，轿厢意外移动的制停过程可能是多种因素作用的结果，在排除其他制停部件干扰的情况下，若单独制停子系统制停条件下的制停距离及制停减速度符合要求，在整机的试验中常出现单次制停过程中多种制停部件同时动作，从而使轿厢制停减速度超过1gn的情况发生。
以上制停试验中试验仪器采用轿厢意外移动检测系统SDS-200C（图1），采集了2∶1曳引比永磁同步主机条件下的夹绳器作为UCMP制停子系统的制停数据，试验模拟了1.2 m/s速度下电梯满载下行制停过程，试验中各制停部件（夹绳器、抱闸、安全钳）均在自动条件下参与了制停过程。试验数据表明，电梯在389 ms内实现了制停，平均减速度4.055 m/s，但是最大减速度达到了18.243 m/s，远远超出了标准所规定的1gn的制停减速度。
4.3 干扰因素的限制问题
plc学习机钢丝绳制动器触发方式目前有机械触发和电气触发两种方式[8]，其制停原理均为通过摩擦元件与钢丝绳之间的摩擦实现钢丝绳系统的制停从而实现轿厢意外移动的制停。摩擦元件与钢丝绳间的摩擦力取决于复杂的因素，但型规及GB7588-2003（含一号修改单）并没有对可能造成摩擦力变化的所有可能其进行详细的限制，如：
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