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[摘要]：本文对电梯上行超速保护装置的必要性以及对电梯上行超速保护装置的各种类型进行了分析和探讨。
[关键词]：电梯 上行超速 减速元件
中图分类号：TU229 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）32- 0007 -01
引言
GB7588-2003中 9.10条规定：曳引驱动电梯上应装设符合下列条件的轿厢上行超速保护装置。9.10.1条：该装置包括速度监控和减速元件，应能检测出上行轿厢的速度失控，其下限是电梯额定速度的115%，上限是9.9.3规定的速度，并应能使轿厢制停，或至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围。9.10.2条该装置应能在没有那些在电梯正常运行时控制速度、减速或停车的部件参与下達到9.10.1的要求，除非这些部件存在内部的冗余度。该装置在动作时，可以由与轿厢连接的机械装置协助完成，无论此机械装置是否有其他用途。9.10.3条该装置在使空轿厢制停时，其减速度不得大于1gn。以下就对电梯上行超速保护装置做一些简单的探讨。
电梯上行超速保护装置的必要性
曳引驱动电梯的轿厢上行运行过程中有可能发生超速，导致电梯冲顶，具有一定的危险性。设置上行超速保护装置的目的，就是为了防止下列故障时造成电梯冲顶：①曳引机主轴、轴承、齿轮、蜗杆等机械部件断裂或损坏。 ②制动器卡死、制动能力下降、制动臂、轴销断裂等使制动器不能有效闭合。③电气控制系统故障、动力电压异常波动、电动机过热烧坏导致电梯超速。④曳引条件被破坏，曳引轮和钢丝绳之间打滑。当电梯出现以上故障时，如果电梯对重重量大于轿厢重量就会发生轿厢冲顶事故。
上行超速保护装置的类型
GB7588-2003中 9.10.4条规定：该装置应作用于：a）轿厢；或b）对重；或c）钢丝绳系统（悬挂绳或补偿绳）；或d）曳引轮（例如直接作用在曳引轮，或作用于最靠近曳引轮的曳引轮轴上）。
减速元件作用于对重的上行超速保护装置，类似电梯轿厢限速器安全钳装置，其区别在于对重限速器的动作速度范围及对重安全钳的类型选用。在GB7588-2003第9.9.3条：对重（或平衡重）安全钳的限速器动作速度应大于9.9.1规定的轿厢安全钳的限速器动作速度，但不得超过10%。9.8.2.3条若额定速度大于1m/s，对重（或平衡重）安全钳应是渐进式的，其他情况下，可以是瞬时式的。若对重使用瞬时安全钳，则瞬时安全钳的平均制停力远大于渐进式安全钳的平均制停力。制停距离极小，轿厢钢丝绳会完全松弛，轿厢上抛距离可以达到 （V为限速器的动作速度）上抛过程中减速度达到 ，然后轿厢下落，形成复振动，按照单自由度振动模型可以知道，轿厢最大减速度为： （式中n为钢丝绳数量；K为单根钢丝绳单位长度的弹性系数；L为轿厢侧钢丝绳的长度；i为曳引比）。由公式可以计算出瞬时安全钳制动时，轿厢产生的减速度远远大于 ，从而不符合9.10.3条的规定。若对重使用渐进式安全钳，根据安全钳减速过程中空载轿厢的平均减速度公式 式中P为轿厢自重，Q为额定载重量，K为平衡系数。总之，若对重采用渐进式安全钳，则满足标准9.10.3条要求，可作为上行超速保护装置减速元件使用。对重采用瞬时安全钳时，则不能满足标准9.10.3条要求，则不能作为上行超速保护装置的减速元件使用。
作用于钢丝绳系统的夹绳器作为上行超速保护装置的减速元件。目前采用的夹绳器，有一种是采用得电动作原理，在电梯正常运行时，夹绳器的电磁铁是不通电的，当逻辑电路检测到限速器机构动作时，输出一定的电流触发夹绳器的电磁铁动作带动夹绳器动作夹紧钢丝绳。这种夹绳器存在一定的缺陷。对于得电动作的夹绳器不符合GB7588-2003中14.1.1的要求。夹绳器作为电梯上行超速的最后一道保护，如果本身电气故障，如无电压、电压降低、导线中断等导致上行超速时将会使夹绳器不能动作。对于得电动作的夹绳器不能检测到多种原因引起的电气故障而使夹绳器动作。GB7588-2003中9.8.3.2规定不得用电气、液压或气动操纵的装置来操纵安全钳。本人认为，该条款也应该适用于作为电梯上行超速保护装置的钢丝绳夹绳器。如果采用由电气等操纵的装置来操纵钢丝绳夹绳器，大大增加了该装置失效的可能性。因此像得电动作的这种夹绳器是不符合要求的。而应采用诸如弹簧等类似结构的钢丝绳夹绳器。
减速元件直接作用于曳引轮的上行超速保护装置。我们常见的就是永磁同步曳引机，该种曳引机只有一套制动器，位于曳引轮处，即作为正常制动用，又作为上行超速保护装置用。从电梯上行超速保护装置的必要性分析可知，电梯之所以需要配置上行超速保护装置，就是因为各种原因特别是当电梯制动器发生卡死故障或者是电梯曳引条件被破坏，曳引轮和钢丝绳之间打滑引起上行超速时不能停止电梯时，需要一套上行超速保护装置来停止电梯，以免发生电梯冲顶等事故。GB7588-2003中9.8.3.2规定不得用电气、液压或气动操纵的装置来操纵安全钳。本人认为，该条款也应该适用于减速元件直接作用于曳引轮的上行超速保护装置。GB7588-2003第9.10.2条规定该装置应能在没有那些在电梯正常运行时控制速度、减速或停车的部件参与下达到9.10.1的要求，除非这些部件存在内部的冗余度。同步曳引机制动器本身是靠限速器上的电气开关来操纵的，同时又是电梯正常运行时控制速度、减速或者停车的部件。从这个角度讲，永磁同步曳引机制动器作为上行超速保护装置，也有一些的不慎重的地方。但是永磁同步曳引机技术发展到今天已经弥补了这一缺陷。因为如果将永磁同步曳引机的输出端子用适当的制动电阻短接起来，就可自动控制采用永磁同步曳引机驱动的电梯自由溜车速度在其额定速度的10%以内，从而可以避免事故的发生。因而采取了这一措施的永磁同步曳引机，即使制动器发生卡死现象，电梯也是最多以10%额定速度冲顶或蹲底。从这个意义上来讲，将永磁同步曳引机输出端子用适当的制动电阻短接，作为电梯上行超速保护装置，更为恰当些。另外，为了降低永磁同步曳引机制动器发生故障的可能性。在GB7588-2003 12.4.2.1条中也有明确规定：当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。在上述情况下，轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设。如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。同时增设制动器故障检测开关，当制动器出现故障时，终止电梯的运行，并发出故障信号。
通过上述分析，引起电梯上行超速的原因是多方面的，上行超速保护装置应对制动器制动失效和电机传动失效引起的上行超速进行保护。这两种部件失效是引起电梯上行超速是最为常见的原因。目前部分在用电梯存在制动器制动失效和电机传动失效的安全隐患，一些型式的上行超速保护装置不能完全满足标准的电气安全要求。应该引起重视。对于永磁同步曳引机制动器作为上行超速保护装置的减速元件，它不能保护电梯曳引条件发生破坏，曳引轮和钢丝绳之间打滑引起的上行超速。因此，目前上行超速保护装置不能做到保护电梯所有的上行超速。
参考文献：
[1]GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》
[关键词]：电梯 上行超速 减速元件
中图分类号：TU229 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）32- 0007 -01
引言
GB7588-2003中 9.10条规定：曳引驱动电梯上应装设符合下列条件的轿厢上行超速保护装置。9.10.1条：该装置包括速度监控和减速元件，应能检测出上行轿厢的速度失控，其下限是电梯额定速度的115%，上限是9.9.3规定的速度，并应能使轿厢制停，或至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围。9.10.2条该装置应能在没有那些在电梯正常运行时控制速度、减速或停车的部件参与下達到9.10.1的要求，除非这些部件存在内部的冗余度。该装置在动作时，可以由与轿厢连接的机械装置协助完成，无论此机械装置是否有其他用途。9.10.3条该装置在使空轿厢制停时，其减速度不得大于1gn。以下就对电梯上行超速保护装置做一些简单的探讨。
电梯上行超速保护装置的必要性
曳引驱动电梯的轿厢上行运行过程中有可能发生超速，导致电梯冲顶，具有一定的危险性。设置上行超速保护装置的目的，就是为了防止下列故障时造成电梯冲顶：①曳引机主轴、轴承、齿轮、蜗杆等机械部件断裂或损坏。 ②制动器卡死、制动能力下降、制动臂、轴销断裂等使制动器不能有效闭合。③电气控制系统故障、动力电压异常波动、电动机过热烧坏导致电梯超速。④曳引条件被破坏，曳引轮和钢丝绳之间打滑。当电梯出现以上故障时，如果电梯对重重量大于轿厢重量就会发生轿厢冲顶事故。
上行超速保护装置的类型
GB7588-2003中 9.10.4条规定：该装置应作用于：a）轿厢；或b）对重；或c）钢丝绳系统（悬挂绳或补偿绳）；或d）曳引轮（例如直接作用在曳引轮，或作用于最靠近曳引轮的曳引轮轴上）。
减速元件作用于对重的上行超速保护装置，类似电梯轿厢限速器安全钳装置，其区别在于对重限速器的动作速度范围及对重安全钳的类型选用。在GB7588-2003第9.9.3条：对重（或平衡重）安全钳的限速器动作速度应大于9.9.1规定的轿厢安全钳的限速器动作速度，但不得超过10%。9.8.2.3条若额定速度大于1m/s，对重（或平衡重）安全钳应是渐进式的，其他情况下，可以是瞬时式的。若对重使用瞬时安全钳，则瞬时安全钳的平均制停力远大于渐进式安全钳的平均制停力。制停距离极小，轿厢钢丝绳会完全松弛，轿厢上抛距离可以达到 （V为限速器的动作速度）上抛过程中减速度达到 ，然后轿厢下落，形成复振动，按照单自由度振动模型可以知道，轿厢最大减速度为： （式中n为钢丝绳数量；K为单根钢丝绳单位长度的弹性系数；L为轿厢侧钢丝绳的长度；i为曳引比）。由公式可以计算出瞬时安全钳制动时，轿厢产生的减速度远远大于 ，从而不符合9.10.3条的规定。若对重使用渐进式安全钳，根据安全钳减速过程中空载轿厢的平均减速度公式 式中P为轿厢自重，Q为额定载重量，K为平衡系数。总之，若对重采用渐进式安全钳，则满足标准9.10.3条要求，可作为上行超速保护装置减速元件使用。对重采用瞬时安全钳时，则不能满足标准9.10.3条要求，则不能作为上行超速保护装置的减速元件使用。
作用于钢丝绳系统的夹绳器作为上行超速保护装置的减速元件。目前采用的夹绳器，有一种是采用得电动作原理，在电梯正常运行时，夹绳器的电磁铁是不通电的，当逻辑电路检测到限速器机构动作时，输出一定的电流触发夹绳器的电磁铁动作带动夹绳器动作夹紧钢丝绳。这种夹绳器存在一定的缺陷。对于得电动作的夹绳器不符合GB7588-2003中14.1.1的要求。夹绳器作为电梯上行超速的最后一道保护，如果本身电气故障，如无电压、电压降低、导线中断等导致上行超速时将会使夹绳器不能动作。对于得电动作的夹绳器不能检测到多种原因引起的电气故障而使夹绳器动作。GB7588-2003中9.8.3.2规定不得用电气、液压或气动操纵的装置来操纵安全钳。本人认为，该条款也应该适用于作为电梯上行超速保护装置的钢丝绳夹绳器。如果采用由电气等操纵的装置来操纵钢丝绳夹绳器，大大增加了该装置失效的可能性。因此像得电动作的这种夹绳器是不符合要求的。而应采用诸如弹簧等类似结构的钢丝绳夹绳器。
减速元件直接作用于曳引轮的上行超速保护装置。我们常见的就是永磁同步曳引机，该种曳引机只有一套制动器，位于曳引轮处，即作为正常制动用，又作为上行超速保护装置用。从电梯上行超速保护装置的必要性分析可知，电梯之所以需要配置上行超速保护装置，就是因为各种原因特别是当电梯制动器发生卡死故障或者是电梯曳引条件被破坏，曳引轮和钢丝绳之间打滑引起上行超速时不能停止电梯时，需要一套上行超速保护装置来停止电梯，以免发生电梯冲顶等事故。GB7588-2003中9.8.3.2规定不得用电气、液压或气动操纵的装置来操纵安全钳。本人认为，该条款也应该适用于减速元件直接作用于曳引轮的上行超速保护装置。GB7588-2003第9.10.2条规定该装置应能在没有那些在电梯正常运行时控制速度、减速或停车的部件参与下达到9.10.1的要求，除非这些部件存在内部的冗余度。同步曳引机制动器本身是靠限速器上的电气开关来操纵的，同时又是电梯正常运行时控制速度、减速或者停车的部件。从这个角度讲，永磁同步曳引机制动器作为上行超速保护装置，也有一些的不慎重的地方。但是永磁同步曳引机技术发展到今天已经弥补了这一缺陷。因为如果将永磁同步曳引机的输出端子用适当的制动电阻短接起来，就可自动控制采用永磁同步曳引机驱动的电梯自由溜车速度在其额定速度的10%以内，从而可以避免事故的发生。因而采取了这一措施的永磁同步曳引机，即使制动器发生卡死现象，电梯也是最多以10%额定速度冲顶或蹲底。从这个意义上来讲，将永磁同步曳引机输出端子用适当的制动电阻短接，作为电梯上行超速保护装置，更为恰当些。另外，为了降低永磁同步曳引机制动器发生故障的可能性。在GB7588-2003 12.4.2.1条中也有明确规定：当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。在上述情况下，轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设。如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。同时增设制动器故障检测开关，当制动器出现故障时，终止电梯的运行，并发出故障信号。
通过上述分析，引起电梯上行超速的原因是多方面的，上行超速保护装置应对制动器制动失效和电机传动失效引起的上行超速进行保护。这两种部件失效是引起电梯上行超速是最为常见的原因。目前部分在用电梯存在制动器制动失效和电机传动失效的安全隐患，一些型式的上行超速保护装置不能完全满足标准的电气安全要求。应该引起重视。对于永磁同步曳引机制动器作为上行超速保护装置的减速元件，它不能保护电梯曳引条件发生破坏，曳引轮和钢丝绳之间打滑引起的上行超速。因此，目前上行超速保护装置不能做到保护电梯所有的上行超速。
参考文献：
[1]GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》