电梯制动器系统及发展趋势

曹挺

摘要：制动器是曳引式电梯极其重要的安全部件，分析了电梯常用抱闸式制动器和的结构型式和工作原理，介绍了一种新式的弹簧加压式电磁安全制动器、工作原理以及优点。

关键词：电梯制动器；安全要求；抱闸式；电磁式

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.07.098

随着社会的发展，城市化建设的不断扩大，各地方的高层建筑像雨后春笋般呈现在人们的眼前。电梯作为高层建筑中必不可少的一种垂直运输工具和人们的生活紧密的联系起来。然而电梯事故的频繁发生不仅让人们产生恐慌。大量事实案例验证，电梯蹲底、溜梯、冲顶、停层失控等事故发生的主要原因就是源于电梯制动器制动力值不当。制动器采用为最常使用一个安全元件承担电梯的正常运行的重要责任。它使系统能够有效地停止电梯，并确保在没有电源的情况下，电动机立即停止。它已成为电梯安全的安全可靠运行的重要保证。

1 电梯制动器系统的应用

1.1 电梯制动器的功能

电梯制动器是一个重要的安全装置，它的安全性，可靠性是在电梯的安全操作的一个重要因素。制动器的功能是保持电梯轿厢停止状态，当电梯发生故障时能够紧急制动，并使轿厢停止下来保持静止状态。它能够保证电梯的运输工程中的安全运行。

1.2 对电梯制动器的要求

根据电梯的使用需要，对制动器的功能有以下几点基本要求。

（1）制动系统应具有一个机电式制动器（摩擦型），不得采用带式制动器；制动器应在持续通电下保持松开状态。被制动部件应以机械方式与曳引轮、卷筒或链轮直接刚性连接。

（2）所有参与向制动轮（盘）施加制动力的制动器机械部件应至少分两组装设。应监测每组机械部件的动作状态，如果有一组部件不起作用，则电梯驱动主机应当停止运行或不能启动。

（3）电梯驱动主机的额定制动力矩按GB7588与电梯驱动主机用户商定，或按额定转矩折算到制动轮（盘）上的力矩的2.5倍。如果有一组部件不起作用，则其余制动器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，即需大于额定转矩折算到制动轮（盘）上的力矩。

（4）制动器制动响应时间应不大于0.5s，对于兼作轿厢上行超速保护装置制动元件的电梯驱动主机制动器，其响应时间应同时满足制造厂商的设计值。

（5）制动器应进行不少于200万次的动作试验，试验过程不得进行任何维护，试验结束后，1-4条仍应满足要求。

2 传统抱闸式制动系统的工作原理

电磁抱闸制动控制原理是：用电磁力对运动机械实施制动。当旋转机械或直线机械运转时，电磁抱闸在弹簧力的作用下松开，机械可以运转，当需要将机械停止运行时，给抱闸电磁线圈通入电流，使得线圈产生的磁场将制动铁芯磁化，在铁芯的开口部位产生电磁力，使铁芯吸合，带动抱闸实施制动。当电梯处于停止状态时，曳引电动机、电磁制动器的线圈中电流为零，制动臂在制动弹簧压力作用下将制动轮抱死，限制曳引轮的运动；当曳引电动机通电旋转的瞬间，电磁铁中的线圈同时电流通过，电磁铁吸合，带动制动臂，制动瓦块张开，与制动轮完全脱离，曳引轮可以再次运行；当电梯轿厢停靠所需层数时，曳引电动机失电，制动臂在制动弹簧压力作用下将制动轮抱死，曳引轮停止运动，电梯停止运行。

3 电梯制动系统发展趋势——弹簧加压式电磁安全制动器的应用

弹簧加压式电磁制动器主要是作为安全制动器的关键部件之一，安装在电机的制动电机上，保证着电梯运行的安全性可靠性，目前广泛应用于起重，电梯等行业。随着工业自动化，智能化，市场对于电磁制动安全性，可靠性，舒适平稳，噪音低，适应恶劣环境，使用寿命等方面不断提出更高的要求。

弹簧加压式电磁制动器也称为电磁刹车，是在干式条件下工作的直流电磁制动器，可以在电机轴在电源故障或紧急制动的情况下，或者关断电动机轴后正常运转保持制动状态。它具有结构紧凑，响应速度快，制动平稳，性能稳定可靠，易于安装和维护，寿命长，噪音低，容易控制等特点。

3.1 基本结构

弹簧加压式电磁安全制动器的基本结构如图3所示，这种制动器的主要是由转子系统及电磁铁系统构成。转子系统包括轴套5和制动摩擦盘6。电磁铁系统包括电磁铁2、衔铁3、制动弹簧4、手动释放9等。

3.2 工作原理

弹簧加压式电磁安全制动器主要依靠弹簧力来制动，依靠电磁力来解除制动。当制动器失电时，电磁铁2同时失去电磁力，压缩弹簧4依靠自身的弹力将衔铁3和制动摩擦盘6压向对偶摩擦盘7，随着电机轴旋转的摩擦盘与衔铁和对偶摩擦盘产生摩擦力而使制动器制动、电机轴停止转动。当制动器接通电流后，电磁铁产生一个电磁场，衔铁在电磁力的作用下，抵消弹簧力被吸引到电磁铁上，衔铁与制动摩擦盘分离，制动器制动被释放，电机轴可以带着摩擦盘正常旋转。

弹簧加压式电磁安全制动器相较于传统的抱闸式制动器其稳定性更高，结构更加良好，性能更加完善，是较高端化和专业化的自动设备，现如今广泛应用于高速和吨位较大的电梯系统之中。

4 结束语

目前，弹簧加压式电磁安全制动器的发展趋势是更高安全性，更高可靠性，更低噪音，更长寿命，更少的能源消耗。通过对先进的制动技术和关键技术进行结构特点分析，吸收产品结构，技术条件和生产工艺并按照中国的实际情况进行技术移植，对不合理的结构和技术进行淘汰，改进和创新，降低成本的同时提高产品性能。