有关一种基于直线电机驱动电梯的安全应急新方法毕业论文写作资料-论文写作网

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电梯降落伞论文范文

摘要:直线电机驱动技术是一门新兴的驱动技术,在电梯上的应用将带来电梯应用技术的革命.该文从电梯的运行安全角度出发,在直线电机驱动的无绳电梯上,提出了一些新的应急安全设施新构想和设计理念.利用速度传感器控制降落伞式安全系统和快速膨胀物质气垫安全系统,达到保护乘梯人安全目的.

关键词：直线电机无绳电梯速度传感器降落伞安全系统快速膨胀物质气垫安全系统

中图分类号：TM359.4 TU857 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)08(a)-0018-02

随着现代生活水平的提高,高层建筑将成为人们家居、办公的主要场所.作为运送人的工具——电梯也越来越重要.特别是电梯安全问题成为人们高度关心并急需解决的重要问题.现在的有绳电梯事故频发,以坠梯事故最为严重.主要原因是钢绳裂断所致.如果我们采用直线无绳电梯就会将这种事故大大减少.直线电机驱动技术是一门新兴的驱动技术,随着技术发展和实践的进步,直线电机驱动技术正在走向成熟.现在,已经被广泛应用于军事、工业生产和日常生活等诸多领域.目前在很多方面已经有了成功应用.直线电机在电梯上的应用才刚刚开始.与传统电梯相比,直线驱动的无绳电梯具有高效、节能、调速范围宽,提升不受设备限制,便于控制,噪音少及无污染等优点.在高层建筑领域具有巨大的发展空间,并将产生很好的经济效益.

1.直线电机运行原理

直线电动机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的执行装置.绕组通入交流电或直流电后,电流与磁场相互作用产生电磁推力,使电机产生直线运动.直线电动机技术早在1845年由Wheat stone提出,直线电机应用于普通电梯中,是从1985年开始的.有绳电梯由于结构原因,所采用的安全装置全是刚性的,机械式的,在电梯出现运行故障时将牵引电梯的曳引轮抱死,使钢绳不能牵引,这样电梯就不动了.其抱阐如图1、图2所示.

这种抱阐结构只有在牵引钢绳没有断裂时,可以使电梯不动.当电梯的牵引钢绳断裂时,就不起用了.无绳电梯由于结构与有绳电梯的结构完全不同,需要研究新的方法解决这个问题.

我们来比较一下无绳电梯与有绳电梯结构区别,见图3、图4.

有绳电梯是通过钢丝绳把轿箱和配重联系起来的,由旋转电机驱动,使轿箱上下运行,这种结构要占用井道空间,而且井道顶部还要设置机械室,如图3所示.这使得轿厢上部和下部的空间都有物体（钢丝绳和配重等）,不是一个净的空间.要安装一些安全设施会受到影响.而,无绳电梯是靠直线电动机直接驱动,无须设置配重,也不要机械室,这样就节省了大量的空间,如图4所示.可以看出,由直线电机驱动的电梯,在轿厢顶部和底部是一个开放的空间,没有任何阻碍物,这就给我们留下一个可以安装安全设施的空间.

2.电梯安全新方式

在无绳电梯的轿厢顶部安装一种特殊的降落伞装置,在无绳电梯出现自由落式下降时（类似于有绳电梯的断绳事故）,降落伞会自动打开,将无绳电梯的轿厢速度降下来,使轿厢缓慢降到底层.

降落伞的功用是依靠气动阻力使下降物体稳定和减速,以达到安全着陆的目的.因此要尽可能设计出一种阻力系数较大的降落伞.而简单、有效的措施是,在伞衣上使用零透气量或微透气量的材料.该种材料后,降落伞的开伞动载会很高,稳定性能极差,因此,在设计降落伞时既要增加阻力系数还要解决降落伞的稳定性问题.

另一个方法是在无绳电梯的轿厢的底部和无绳电梯的电梯井底部,同时安装一种装有快速膨胀物质的气垫（类似于汽车的安全气囊）,在无绳电梯的轿厢以高于设计的速度下降时,同时打开这种气垫,使轿厢在下降时会有很大的缓冲,而达到保护轿厢内人的安全的目的.

常用的发泡塑料有发泡聚乙烯（PE）、发泡聚苯乙烯（Ps）、发泡聚氨酷（Pu）等.这类材料的共同特点是材料内部具有无数微小气孔,因此具有阻止空气对流的作用,不易传热；且比重轻、吸音隔声、具有弹性、不怕潮湿、吸水性小等.这种材料没有记忆性,是随意的形状.

还有一种是空间充气展开结构,是由柔性薄膜材料制造而成的一种新型太空结构.这种结构在发射时以折叠的形式储存在运载火箭发射舱里,进入到太空后通过向结构内部充入气体而使结构充气展开,达到预先设计的形状,并实现其功能要求.而我们需要的是这两种材料的结合体,既要能快速发泡,也要能有记忆成型.这就需要我们在努力的去寻找这种材料.

这两种装置都是在一种速度传感器控制下进行开启工作的.由于轿厢在自由落体式下落时,在直线电机驱动的无绳电梯中基本上是电梯没有推力,也就是说无绳电梯是在无电的情况下运行的,这样直线电机是没有电磁力,直线电机这时是停止工作.只有靠其它设备来使无绳电梯停下来.速度传感器就是为了这种状况才设计出来的.速度传感器是一个双供电系统,一个由无绳电梯系统供电,另一个是自身的独立供电系统,只有两个系统都同时向速度传感器供电时无绳电梯才能正常运行.如果是速度传感器自身供电系统出现问题,无绳电梯不会触发安全装置（即降落伞系统和气垫系统）,而只是无绳电梯不运行.如果是无绳电梯供电系统出现断电,则速度传感器会触发上述的降落伞系统和气垫系统使无绳电梯缓慢降落到电梯井底部,达到保护乘梯人的安全的.

速度传感可以采用独立的单片机来实现其判断和触发命令的功能.

降落伞系统主要是考虑其展开的时间、展开的高度问题和降落伞的载重等等.展开时间过长会起不到阻止轿厢下落的作用.从展开角度考虑,降落伞展开速度越快越好.这又受到轿厢的位置限制,如果轿厢在顶层时,无绳电梯的电梯井的顶部与轿厢的顶部有足够的空间时,则降落伞的展开就不会受到限制,可以在轿厢所停留的任何位置展开.如果在顶层时,无绳电梯的电梯井的顶部与轿厢的顶部没有足够的空间时,还要考虑降落伞在顶层不能展开的因素.我个人认为如果采用降落伞式安全系统,无绳电梯的电梯井顶部与轿厢运行到顶层时轿厢的顶部距离最好有足够的安全距离以供降落伞的展开,毕竟乘梯人的安全时第一位的.

对于快速膨胀物质气垫安全系统,就是要求这种气垫要重量轻,而且要有一定的刚度和弹性.有弹性会起到缓冲作用,当无绳电梯的轿厢以自由落体式的方式下降时,一定的弹性变性会起到很好的缓冲作用,最大限度的保护乘梯在身体上不受到伤害.快速膨胀物质气垫这种物质还要有一定刚度,就是抗变形的能力,这好像与弹性变形是对立的,但是,在这个快速膨胀物质气垫安全系统中是对立又统一的.只有好的弹性不能阻止无绳电梯的轿厢充分将其作自由落式下降的速度以一种快速并且人类可以接受的速度停下来.只有当这种快速膨胀物质气垫在其弹性变形时,快速膨胀物质气垫逐渐增大其刚度,变形越大其刚度越大,这样会使得无绳电梯的轿厢在与快速膨胀物质气垫相遇时,无绳电梯的轿厢还在下降并不时马上停止下来,而时随着快速膨胀物质气垫的变形加大而停下来,这样只要我们计算好快速膨胀物质气垫阻止无绳电梯的轿厢停止的时间,我认为这种速度的变化程度人们是可以接受的,而且不会有伤害发生.

在轿厢内部要安装应急按钮,与整个控制系统相连.在电梯出现坠梯时,乘梯人可以直接按下应急按钮来起动保护装置.

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3.结语

电梯安全保障问题受到极大关注,机械式电梯的刚性保护已经跟不上社会发展的需要了,人们还是要寻找能够更安全更能保护我们的装置.虽然,直线电机在无绳电梯的中应用还没有普及.是作为一种快速的、高效的运载工具,随着其理论与应用方法的不断完善,必将会有广泛的应用.本文提出的一些在无绳电梯安全装置的方法,是打破了传统的刚度保护走向软保护的一种探索.虽然,会受到成本,技术和理论,观念等等原因的束缚不一定会在短期内实现,而且我们一定能找到.

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