广东高菱电梯有限公司
摘要：现本文就电梯门的相关技术、构成及功能等展开论述，浅析电梯门中的直流电机装置的实用性，为后续直流调速技术的使用提供理论支持。
关键词：电梯门机；直流调速；工作原理；实用性
Application Research of DC speed regulation board in elevator door system
Yanjiaen
Guangdong High Lift Elevator Co.，Ltd.
Abstract：In this paper，the elevator door related technologies，components and functions are discussed，Analysis of the practicability of DC motor device in elevator door，It can provide theoretical support for the follow-up DC speed regulation technology.
Keywords：Elevator door machine；DC speed regulation；Working principle；Practicability
电梯专用门在电流的选择上，之所以选择直流电机而非交流电机的重要因素是由于直流电本身具有电压的稳定性以及可靠性较好，在运行过程中，不会轻易受到外界因素的干扰，且在安装时，所占的空间较小，符合电梯空间小的特点，在后期维护中，直流电机的维护措施也比较便捷，所以电梯门的控制系统一般选择直流电机，但是直流电机也存在造价高，制作中很难形成大功率的电动机等弊端。
一、电梯门系统概述
电梯的门机是安装在电梯门上的一个控制构件，电梯运行中主要负责开启和关闭机门，其运行原理是在其接收到开关电梯门的信号之后，电梯门系统中的控制系统就会对主管开门的电机进行控制，电机自身所产生的矩力就会相应的转化为方向一定的一个力，最终实现开、关门的操作。在对电梯门进行设计时，出于安全性能的考虑，开关电梯门的动能应控制在10焦以下，防止关门的应力应保证在150牛之内，阻止关门的应力超出150牛时，电梯门的电机就会自动停止关门的状态，进而起到保护作用。为了提升电梯的运作性能，在传动结构的选择上，还应满足可靠性高、运行状态平稳、运行噪声小以及重量轻等具体要求。
（一）电梯门电机控制系统
电梯门的控制系统的主要结构包括电机门的驱动装置、控制装置以及电动机，电机控制器顾名思义主要是用于控制电机的正常运行和停止，确保其可以按照定门机设定的曲线正常运行，最终实现电梯门能够按照使用者要求安全、平稳地开关。
（二）电梯门结构
电梯门的主要结构包括：电梯门双扇、导轨以及门锁。当前运行的电梯中主要有单扇门和双扇门两种主要形式，其中，双扇门的电梯其系统的便捷性较强，性能也更优越，所以使用范围也更加广泛。在选择电梯门时，首先应当考虑其坚固性，同时还应确保其具有防火的特性，而导轨为了保证门扇能够正常滑动，所以一定要十分光滑且坚固性要好。为了保证电梯在运行过程中电梯门不能随意打开，所以要特别注意门锁的牢固性与安全性。
（三）安全检测
由于电梯在运行过程中可能出现各种危险事故，例如可能出现电梯门夹伤乘客的危险情况，为了降低此类事故发生的概率，一般电梯门系统中都会设置安全检测系统，这样一来就能检测在电梯门开合过程中，是否有乘客位于电梯门中间。通常安全检测系统都会设置成若有乘客通过时，电梯门就会停止关闭并及时打开。当前安全检测系统一般使用光电装置或者电磁装置进行安全控制。
（四）乘客检测系统
在一些性能高的电梯系统中，都设置了大厅内乘客检测装置，确定乘客是否全部进入电梯。目前，主要采用光电装置和热敏装置来检测乘客或货物，当乘客或货物仍在门检测区域内时，电梯的门系统会自动延时关门，等乘客或货物全部进入电梯才关上电梯门。有的门机系统还采用热敏电磁装置和图象采集系统检测乘客或货物，由于受到性能和成本的限制，应用的并不多。
（五）保护装置
在一些电梯中，还设置有电梯门过载保护装置，即电梯门在开关过程中，如果电梯门在运行中受到较大的外力影响，就会自动使门向相反的方向运行，这样一来，能够是避免电梯门在外力作用下受损。
此外，一些电梯在运行状态下，也会由于运行系统故障导致电梯门自动打开，为了尽量避免这种情况，电梯的安全系统一般有运行中强行关闭电梯门的设置，这样一来就能保证电梯门在运行的状态下不会随意被打开。实现该功能的主要措施有通过使电梯门的电机堵转的方式将电梯门压紧，或者利用电磁效应，通过使用电磁力将两扇门完全闭合，且不能轻易打开。
电梯门系统中，除了以上叙述的功能以及系统构件之外，在电梯系统设计时，还应注意一个十分重要的问题，就是电梯门的保持时间，其保持时间过长或者过短都不利于电梯的运行，一旦时间过长则会降低其运行效率，而如果时间过短可能给乘客上下电梯时带来安全隐患，所以应当根据电梯的使用情况确定适宜的保持时间，既能保证乘客的安全，还应最大限度上压缩电梯门保持时间，进而提升电梯的运行效率。在当前的电梯门系统设计时，主要采用的是相对时间自主适应的方式对保持时间进行控制。
二、电梯直流门机系统工作原理分析
电梯的直流门系统的工作原理是利用连杆装置推动弹簧，弹簧带动电梯门，而连杆与电梯门之间并不是刚性连接，所以在电梯门中间有物体的时候，由于受到阻碍就会马上停止闭合，但是连杆装置在电机的带动下还是会继续移动，弹簧在这个过程中受到挤压，当压缩至特定程度时，连杆装置就会开启反向的开关，这时，电机就会相应的反转，电梯门也就又会被打开。同时，弹簧又会充当缓冲装置，为门与连杆提供足够的缓冲距离，确保电梯内的人和物品的安全。为了提升电梯的安全性，通常还会加装双重保护措施，即当反向开关失灵时连杆继续移动，触动保护开关，电机停止工作并报警，提示反向开关失灵，确保万无一失。
现以BRDS门机电气控制原理为例（如图1）。
图1 BRDS门机控制原理图
说明：R1：关门速度（高速段）调整电阻
R2：开门速度（高速段）调整电阻
R3和R4：分压电阻（不可调）
R5：开关门减速段速度调整（开关门中速和开关门低速）
14：关门一级减速点开关23：开门一级减速点开关
13：关门二级减速点开关24：开门二级减速点开关
DCL：关门到位开关 DOL：开门到位开关
工作原理说明：
开门过程：当端子4和端子17连通时开门继电器102A吸合，二极管D6，D2，D4导通，凸轮开关23，24断开，门机开门速度（高速段）由R2的阻值决定，当门开到凸轮开关23闭合时，门电机被电阻R5分流，开门速度第一级减速，当门开到凸轮开关24闭合时，门电机被进一步分流，实现了第二级减速，直到开门到位开关DOL断开，102A继电器释放，开门结束。
关门过程：当端子4和端子18连通时关门继电器101A吸合，二极管D5，D1，D3导通，凸轮开关13，14断开，门机关门速度（高速段）由R1的阻值决定，当门关到凸轮开关14闭合时，门电机被电阻R5分流，关门速度第一级减速，当门关到凸轮开关13闭合时，门电机被进一步分流，实现了第二级减速，直到关门到位开关DCL断开，101A继电器释放，关门结束。
三、电动机的选择
电梯是否能够平稳、安全的运行关系到千万乘客的生命安全，所以在进行电梯设计、电机的选择以及控制电路的设置时，都应将安全作为最根本的目标，同时根据不同使用要求制定相应的电机控制措施。
在电梯门的各种电机中，直流电机是性能相对较好的一种类型，但是由于其结构上具有一定的特殊性，所以在运用过程中，其使用的范围也相应受到限制。而交流异步电机则主要被应用与工业生产当中，这类电机具有操作便捷的特点，但是本身的调速装置的精度却普遍不高，相比之下，交流同步电机在操作控制方面，性能要略差于异步电机，其操作较为繁复，且会出现失步的情况。直流电则具备交流电机不具备的优势，具体包括以下几个方面：（1）适用于各类新旧电梯门构架中；（2）对于开门宽度无要求，所以试用范围较广，且宽度越大，直流电机的优势越显著；（3）运行质量高，出现故障的概率低，后期维护成本较低且不用另装反馈装置，降低安装成本；（4）调速过程较为便捷，非专业人员也可操作；（5）无极调速、转矩大，全程运行曲线平滑，可轻松实现低速高转矩控制；（6）安装更加容易，不需要进行特殊的固定，所以安装空间较小，这样一来，系统安装的灵活性就会相应提升；（7）直流电机没有电磁污染，更加安全环保，也能有效避免对于控制线路以及周边电子元件的干扰。
四、选用电梯门机控制系统实用性分析
（一）适用客梯门机
电梯门直流调速板的控制系统可以适用于各类新旧电梯门系统中，直流电控制系统具备操作便捷、运行稳定、抗干扰能力强的优势，在后期投入运行中，更加便于维护，且使用中也不用特别安装反馈装置，更加利于前期安装成本的控制。在运行中，直流电控制系统具备较好的开关门运行曲线，且在曲线控制上也更加平滑、安全。
（二）适用货梯门机
货梯由于其功能的特殊性，所以在设置上电梯门一般较宽，这也使得进行电梯门的控制时，难度相对较大，特别是在门运行过程中，由于惯性导致速度难以把控，所以在使用过程中，两扇电梯门会经常受到冲撞。冲撞频率的提升会导致电梯门本身的机械传动结构出现松动甚至发生形变，最后可能演变成较为严重的安全问题。本公司的永磁直流驱动电梯门控器，具有高扭力的特性，可以完全克服上述缺陷，同时可以达到与客梯开关门相同的舒适曲线。
（三）适用电梯改造
在对旧电梯门机进行改造时，通常会将部件升级改造为变频控制装置，但是这种改造方式大大提升了建造成本，且在电梯门自重较大或者门扇较重的情况下，由于机械传动产生的磨损也会相应增加，一旦出现这种情况，变频器就会进行自学习以修正误差，这是导致死机的重要原因。而直流电控制板无需对原有机械进行更换也能保证变频器运行线路的稳定性与平滑度，且电子控速装置无需进行误差的修正，大大降低出现死机的概率，在升级过程中，也不需要大量更换专业设备，在提升运行效率的同时，严控改造成本，最终提升竞争优势。
五、总结
总之，直流电调速板是电梯门控制系统中的一个重要构件，在应用过程中直流电机具备交流电机无法比拟的优势，直流电机不仅操作更加便捷，且在运行的过程中，稳定性更高，能够保证电梯在运行过程中更具安全性、实用性、可靠性，值得推广。
参考文献
[1]管小川.无刷直流电机在电梯门机系统中的控制原理[J].魅力中国，2010（02）.
[2]万健如，刘春江，刘洪池，陈曦.双极式直流PWM电梯门机调速系统设计与应用[J].制造业自动化，2002（04）.
论文作者:严嘉恩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第13期
论文发表时间:2017/10/16
标签：电梯论文; 电机论文; 直流电机论文; 装置论文; 就会论文; 关门论文; 系统论文; 《建筑学研究前沿》2017年第13期论文;