侧置式机房电梯的设计探讨

摘要：随着人们生活水平的提高，电梯的使用越来越普及。如何改变电梯的设计布局来提高建筑物的空间利用率，是电梯设计人员一直在研究的问题，因而提出了侧置式机房电梯的设计。文章通过对侧置式机房电梯的设计分析，提出常规机房电梯和侧置式机房电梯的特点、设计侧置式机房电梯的意义、实用性分析，解决设计过程中的一些重点技术问题。

关键词：侧置式机房；电梯设计；高层建筑；有机房电梯；无机房电梯 文献标识码：A

中图分类号：TU976 文章编号：1009-2374（2017）04-0017-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.009

电梯已经是楼房中不可缺少的垂直交通工具，它的使用率几乎与汽车相同。随着社会的不断发展，城市中对于侧置式机房电梯的使用量越来越多。基于此，文章以侧置式机房电梯的设计为中心，分几个部分展开了细致的分析和探讨，提供了一些优质的设计理论。

1 设计侧置式机房电梯的意义

常用电梯有有机房电梯和无机房电梯。因为有机房电梯要在井道顶再建设一个机房，对于有楼层限高的用户来说是不能实现的；无机房电梯是没有机房的，因为考虑电梯的使用与维修的安全性，只适合载重小、楼层低的用户，因此研发一种侧置式机房电梯能满足因楼层限高、载重量大、楼层高的用户。

2 常规电梯与侧置式机房电梯的特点

2.1 常规电梯的特点

有机房电梯是把曳引机、控制柜、限速器等部件安装在机房内。无机房电梯是相对于有机房电梯而言的，也就是说，用新型的设计方式把机房安装的部件，安装在顶层、底坑、井道侧边等位置，从而取消了传统的机房。可是有机房电梯要在建筑上增加机房的成本，无机房电梯可以省去机房，降低建筑上的成本，但存在噪音、震动、故障维修及人员救援等方面因素。

2.2 侧置式机房电梯的特点

侧置式机房电梯的设计图如图1所示，通过图1可知侧置式机房电梯具备的特点，即结构设计以及整体布局上相对于常规的电梯要复杂很多，故此侧置式机房电梯对于制造工艺的要求很高，需要在制造的过程中加强质量方面的控制。

3 侧置式机房电梯的設计

3.1 电梯整体布置的设计

侧置式机房电梯根据机房布置可以分为顶层侧置式机房电梯、中层侧置式机房电梯、首层侧置式机房电梯，下面一起探讨不同机房的优缺点。

3.1.1 顶层侧置式机房电梯又可分顶层左侧置式机房电梯、顶层右侧置式机房电梯、顶层后侧置式机房电梯，顶层左、右侧置式机房电梯在轿架整体结构上没有改变，只有在开门方向上有改变，顶层后侧置式机房电梯在轿架整体结构设计上增加了一个向后导向的上梁装置来满足后置机房的导向。主要的缺点有机房设置在顶层对于维修与安装增加了不方便性，优点是降低了电梯运行时噪音的影响。

3.1.2 中层侧置式机房电梯又可分中层左侧置式机房电梯、中层右侧置式机房电梯、中层后侧置式机房电梯，轿架、开门方向的设计与顶层侧置式机房电梯的相同，主要的缺点有机房设置在中层增加了钢丝绳的长度优点是降低了电梯机房的温度，提高了机房部件的使用寿命。

3.1.3 首层侧置式机房电梯又可分首层左侧置式机房电梯、首层右侧置式机房电梯、首层后侧置式机房电梯，轿架、开门方向的设计与顶层侧置式机房电梯的相同，主要的缺点有机房设置在首层噪音影响比较大，优点是维修与安装比较方便，亦降低了电梯机房的温度，延长了机房部件的使用寿命。

3.2 曳引机安装的设计

电梯曳引机是电梯的主要驱动装置。主要是把驱动动力传到导向装置中，从而使电梯运行。由电动机、制动器、减速箱、曳引轮等组成。曳引钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对重装置。侧置式机房电梯曳引机的选用，都是按常规的。但在安装时，由于机房设置在井道侧边，为了保证曳引机的设计受力向下，在曳引机的左右两边设置导向轮。

3.3 限速器与夹绳器联动的设计

电梯限速器是电梯安全部件之一。每台电梯必须要设备一套的，可分手动复位限速器与自动复位限速器。侧置式机房电梯的机房设置在井道的侧边，只能选择自动复位限速器，在动作时能在控制柜上远程复位。

电梯夹绳器是电梯安全部件，主要作用是当限速器发出上行超速信号时，它直接将制动力作用于曳引钢丝绳上，从而停止电梯的运行。

限速器是监测系统，夹绳器是制停系统，两者是配套使用的，现在两者的联动是通过钢丝绳连接的，如果两者安装的距离比较近，将较容易实现通过钢丝绳连接联动的，但如果两者安装的距离比较远，则不能通过钢丝绳连接联动。对于侧置式机房电梯就是两者安装的距离比较远，限速器安装在井道的顶部，夹绳器安装在井道侧边的机房内，为了实现两者的联动，在夹绳器端安装一个220V的电磁铁开关，当限速器发出上行超速信号时，给电给电磁铁使电磁铁开关吸合，从而拉动夹绳器制动开关，使制动力作用于曳引钢丝绳上，停止电梯的运行。

3.4 电气系统的设计计算

3.4.1 控制系统。目前市面上的电梯控制系统多种多样，选择合适的控制系统，要考虑到电梯的安全性、舒适性、智能性、维修等问题，本电梯是通过实践经验选用了型号NICE1000变频器，其在使用中、安装中、维修中都给我们提供了网络化的功能。

3.4.2 主要电气元件类型。

第一，接触器计算：

按额定载重量：3000kg、额定速度：0.5m/s的计算，选用接触器型号为GMC-50，其参数为：

线圈电压：220V、50Hz

主触点额定电流：63A

额定电压：380V

主触点数量：3对

辅助触点数量：1常开、1常闭

验算：

主触点额定电压Vec=660V，

线路额定电压Vex=380V

Vec>Vex

公式：Ic=

式中：Ve为电动机额定线电压（V）；Iec为被选定的接触器额定电流；Pe为被控电动机功率（kW）；Ic为接触器主触点电流；K为经验常数，一般取1～1.4，现取1.2。

代入公式：

Ic==41.6A

Ie=63A>Ic

结论：可靠。

第二，开、关门接触器计算：

开关门电机功率P1=120W，电阻消耗功率P2=200W

开关门电流Ic=P1+P2=320≈3A

V110

选用接触器型号：LC1-D129/220

线圈电压：AC220V

电流：12A>3A

结论：可靠。

第三，变压器计算：

变压器所需容量（VA）：Sb

控制电路最大负载所需功率（VA）：∑Sxc

变压器容量的储备系数：KB=1.1～1.25

所有同时启动的接触器、中间继电器在起动时所需总功率（VA）：∑Sjq

同时吸合的接触器数量：3个，吸持功率：32VA，起动功率：230VA

同时吸合的中间继电器数量：5个，吸持功率：12VA，起动功率：75VA

门系统功率：290VA

制动器消耗功率：120VA

微机功率：60VA

信號显示功率：50VA

∑Sxc=32×3+12×5+2×290+120+80+50=974（VA）

∑Sjq=230×3+75×5+2×290+120+80+50=1795（VA）

变压器容量Sb要符合下述两个公式：

公式（1）：Sb1=KB∑Sxc=1.25×974=1217.5（VA）

公式（2）：Sb2=0.6∑Sxc=0.25∑Sjq+110

=0.6×974+0.25×1795+110

=1143.15（VA）

所选用的电源变压器选型号为：BK-2000

容量：2000VA

结论：可靠。

第四，主回路与控制回路导线截面的选用：

根据《家用和类似用途电器的安全》（GB 4706.1-2005）的标准：家用电器额定电流≤6A，使用的导线标称截面积为0.75mm2；电器额定电流为40～52时，导线标称截面积为10mm2。

由以上计算可知：主回路额定电流I≈43A

控制回路额定电流I≤6A

本电梯选用主回路导线截面积：10mm2

本电梯选用控制回路导线截面积：1mm2

结论：可靠。

第五，主电源开关计算：

按正常的情况，电梯的异步电动机起动时候的电流，会比正常运行的电流大。在以往工作的经验和结合有关标准，主电源开关的额定电流在选用时，都会是电机电流的1.2～1.5倍，现取1.4倍，电机额定电流Ied=43A。

主电源开关额定电流I=1.4×43=60（A）

选用电源开关型号为DZ20J-100，脱扣器额定电流：60A。

结论：可靠。

3.5 电梯主要零部件选择原则

侧置式机房电梯在主要部件的选择上，较传统的电梯具有更高的要求，对于侧置式机房电梯而言，在使用中如果出现损坏，需要更换或者维修相对十分麻烦，因此对于侧置式机房电梯的设计者而言，在主要部件的选择时，就必须严格按照相关规定以及实际的使用场景，进行最合理的主要部件选择，保障侧置式机房电梯其主要部件的使用寿命，减少其维修次数。

4 结语

综上所述，侧置式机房电梯其在形式上较之传统的电梯在其结构、系统以及布局上都实现了很大程度上的突破，是一种极其先进的设计方式。

作者简介：陈波（1980-），男，广东廉江人，广东东日电梯有限公司电气工程师，研究方向：电梯电气。

（责任编辑：黄银芳）