¡Los ascensores están a punto de entrar en la temporada de calor! Refrigerar la sala de máquinas se convierte en una medida necesaria.

¿Por qué ocurren fallas en los ascensores con tanta frecuencia durante el calor del verano? Esto se debe principalmente a que los componentes principales del ascensor suelen estar ubicados en la planta superior de la casa. El calor provoca un aumento de la temperatura en la sala de máquinas, mientras que el límite superior de la temperatura ambiente de trabajo del equipo solo puede rondar los 40 grados. Una vez superada la línea de control de temperatura, el sistema deja de funcionar automáticamente y se produce una parada repentina del ascensor a mitad de camino. Esto afecta el funcionamiento normal; por ejemplo, el ascensor se detiene repentinamente y se apaga, no abre ni cierra la puerta al acercarse a la zona de la puerta, no puede cambiar de velocidad al acercarse a la zona de la puerta, etc.
Hoy explicaremos en detalle por qué la temperatura de la sala de máquinas tiene un gran impacto en el funcionamiento normal del ascensor en verano. Esperamos que este artículo ayude a los profesionales a refrigerar eficazmente la sala de máquinas del ascensor y garantizar su correcto funcionamiento.
Causas de la temperatura elevada en la sala de máquinas
1. La ubicación de la estructura del edificio de la propia sala de máquinas.

La mayoría de las salas de ascensores se encuentran en la azotea del edificio; algunas son una sala elevada dedicada a ello. El techo y las cuatro paredes de la sala conforman la envolvente exterior. Esta envolvente, también conocida como pared exterior, está estrechamente relacionada con la temperatura del invernadero, lo que afecta a la temperatura interior.
En verano, cuando la temperatura exterior es alta, la temperatura de la envolvente también lo es, lo que provoca un aumento de la temperatura interior de la sala de máquinas. En una sala, cuanto mayor sea la proporción de la estructura de mantenimiento ocupada por la envolvente exterior, mayor será la influencia de la temperatura interior sobre la temperatura exterior. Por lo tanto, la ubicación de la sala de servidores determina que sea la sala más afectada por la temperatura ambiente y la exposición solar en verano.
2. Calor emitido por el sistema eléctrico

Los principales componentes generadores de calor del sistema eléctrico de la sala de máquinas son el convertidor de frecuencia, la resistencia de frenado y el motor eléctrico. El inversor y el motor consumen parte de la energía eléctrica debido a su propia eficiencia y la liberan en forma de calor; la resistencia de frenado consume la energía eléctrica generada al regenerar el ascensor y la libera en forma de calor. Ambas partes del calor se emiten a la sala de máquinas, provocando un aumento de la temperatura ambiente.

(1) Inversor

El convertidor de frecuencia consta de un circuito principal y un circuito de control. El circuito principal es el componente de intercambio de potencia del motor, que proporciona la potencia para la regulación de voltaje y frecuencia, y consta de tres partes: el rectificador, el circuito de suavizado y el inversor. El componente inversor, el transistor bipolar de puerta aislada (IGBT), es la principal fuente de generación de calor en el inversor, y esta generación se concentra principalmente en el momento del encendido y apagado. El inversor para ascensores debe arrancarse con frecuencia, lo que libera una gran cantidad de calor.

(2) Resistencias de frenado

La resistencia de frenado en sí misma es el consumo de energía en calor, por ejemplo: cuando el ascensor está descargado y en ascenso, el contrapeso es más pesado que la cabina. El rotor de la máquina principal gira e interrumpe el movimiento de la línea de fuerza magnética de la bobina del estator, generando autogeneración, de modo que el motor cambia del estado eléctrico al estado de generación de energía. Esta energía regenerativa pasará por la unidad de frenado del inversor y finalmente será consumida por la resistencia de frenado en forma de calor. En el trabajo de una unidad se ha realizado una prueba, dos ascensores funcionando a la misma frecuencia, uno de los ascensores utiliza energía externa como energía, la generación de energía regenerativa del ascensor por el consumo de la resistencia de freno, el otro ascensor utiliza energía externa y un dispositivo de retroalimentación de ahorro de energía para la energía. El dispositivo de retroalimentación de ahorro de energía de la generación de energía regenerativa del ascensor. Después de un período de funcionamiento, el consumo de energía externa es un 35% menor que el otro consumo de energía. Esto muestra cuánto calor es generado por la resistencia de frenado, que es aproximadamente 1/3 del consumo de energía eléctrica del ascensor.

(3) Motor

El funcionamiento del motor en sí mismo consume cierta cantidad de energía eléctrica. Según la fórmula del calor del motor Q=I²Rt, el calor liberado durante su funcionamiento es proporcional al cuadrado de la corriente. El motor eléctrico tiene la corriente más alta durante el arranque y el frenado, y el ascensor, como medio de transporte vertical, debe arrancar y frenar con frecuencia, lo que genera una gran cantidad de calor.

Alta temperatura en la sala de máquinas del ascensor.

Efectos sobre el funcionamiento normal

1. Impacto en el sistema de control eléctrico

(1) Es probable que la temperatura alta provoque anomalías en el programa de la placa de control del microordenador.

Los dispositivos electrónicos de la placa de control del microordenador o PLC realizan control lógico mediante la comparación de voltaje y corriente, y responden a la ejecución de instrucciones externas. Debido a las características de temperatura del material de los dispositivos electrónicos, a temperaturas superiores a las permitidas, el cálculo lógico de los dispositivos electrónicos será erróneo y la placa de control del microordenador se volverá inestable.

(2) Las altas temperaturas dañan fácilmente los componentes electrónicos.

(a) Inversor

La tasa de fallas del inversor aumenta exponencialmente con el aumento de la temperatura, y la vida útil disminuye exponencialmente con el aumento de la temperatura, y la vida útil del inversor se reduce a la mitad cuando la temperatura ambiente aumenta en 10 ℃.

Cuando la temperatura ambiente excede la temperatura admisible, los parámetros del inversor en el circuito inversor cambian en el tiempo de apertura y cierre, lo que resulta en un proceso alterno: un dispositivo ya está encendido mientras el otro no está listo para cerrarse, causando una "conexión directa" entre los dispositivos superior e inferior del mismo brazo del puente, lo que pone la pieza en un estado de emergencia. El inversor se daña instantáneamente y no puede funcionar normalmente. Al mismo tiempo, la temperatura del rendimiento de aislamiento del inversor se reduce considerablemente, lo que fácilmente puede dañarlo y provocar una falla del elevador.

(b) Resistencia de frenado

Cuando la temperatura ambiente es demasiado alta, es fácil que la resistencia de freno disipe calor durante demasiado tiempo. Si el ascensor funciona con frecuencia, el calor de la resistencia de freno se acumula con frecuencia, lo que eventualmente provoca daños debido a la alta temperatura de la resistencia de freno e incluso incendios y otros accidentes que afectan la seguridad.

(c) Otros componentes electrónicos

Contactores, relés, transformadores, estos componentes electrónicos en el trabajo, debido a la corriente a través del conductor y la bobina y las pérdidas de resistencia; circuito de CA debido a la función del electromagnetismo alterno, en el imán para producir corrientes parásitas y pérdidas por histéresis. Todas estas pérdidas se transforman casi en su totalidad en energía térmica, que se disipa parcialmente en el medio circundante y parte retenida en el aparato, provocando el aumento de la temperatura del aparato. En este momento, si la temperatura ambiente es demasiado alta, los componentes electrónicos son deficientes en la disipación de calor, lo que hará que la fiabilidad de los componentes electrónicos se reduzca considerablemente; el segundo es reducir la vida útil de los componentes electrónicos e incluso dañarlos. Las estadísticas muestran que la temperatura de los componentes electrónicos cada 2 ℃, la fiabilidad disminuye en un 10%, el aumento de temperatura de 50 ℃ cuando la vida útil del aumento de temperatura de 25 ℃ es solo 1/6.

2. El impacto en el sistema mecánico

El sistema mecánico de la sala de máquinas del ascensor es principalmente la máquina de tracción, que generalmente está compuesta por motor, freno, caja de cambios, rueda de tracción, rueda guía, bastidor, rueda de disco, etc.

(1) Efecto sobre el motor de tracción

Cuando la temperatura ambiente supera la temperatura admisible en la sala de máquinas, la disipación de calor del motor de tracción se ve gravemente afectada. Debido a los frecuentes arranques y frenadas, el motor libera mucho calor, lo que impide que la alta temperatura de la sala de máquinas se elimine a tiempo.

Si bien el diseño estructural del motor está bien pensado para mejorar la disipación térmica del núcleo de hierro del estator, algunos productos están diseñados para soportar tapas terminales, eliminando la necesidad de una base de máquina tradicional, convirtiendo el núcleo en una estructura abierta y mejorando el efecto de refrigeración; reforzando la disposición de los canales de ventilación alrededor de los núcleos del estator y del rotor; aumentando la capacidad de ventilación de los orificios del parabrisas, etc. Sin embargo, esta estructura se utiliza menos en motores. La mayoría de ellos están equipados con ventiladores de refrigeración, controlados por interruptores térmicos ubicados en la superficie del núcleo del estator. Cuando la temperatura superficial del núcleo alcanza aproximadamente 60 °C, el interruptor térmico se activa y el ventilador se conecta al motor de tracción para la ventilación y refrigeración forzadas. El efecto de refrigeración de la refrigeración forzada no es evidente en caso de altas temperaturas en la sala de máquinas. Dado que la temperatura del motor seguirá aumentando cuando la refrigeración forzada no logre enfriar, algunos productos de motor incorporan termistores en cada devanado de fase. Cuando la temperatura del motor sube a 155°C, la resistencia del termistor interno aumenta bruscamente y el relé de protección térmica en el circuito de control se activa, lo que obliga al ascensor a cambiar de velocidad y detenerse en la estación del piso más cercano para abrir la puerta hasta que el motor se enfríe antes de reiniciar el funcionamiento.

Si bien este método puede desempeñar un papel en la protección del motor, las largas horas de clima cálido en verano y las frecuentes paradas del ascensor para protección afectan gravemente el funcionamiento y uso normales del ascensor.

(2) Impacto en la caja de cambios

La caja de engranajes se compone de una rueda helicoidal y un engranaje helicoidal. El engranaje helicoidal suele estar fabricado con materiales de alta dureza y buena rigidez, principalmente acero de aleación de níquel-cromo o acero de aleación de silicio-manganeso, pero también acero al carbono forjado con un contenido de carbono del 0,4 % al 0,55 %. La superficie del engranaje helicoidal debe templarse mediante temple o cementación. La llanta del engranaje helicoidal está fabricada mediante mecanizado con bronce fosforoso, bronce al estaño o aleación de cobre-estaño-níquel con un bajo coeficiente de fricción. Como el coeficiente de expansión térmica de varios materiales es diferente, y el coeficiente de expansión térmica de la rueda helicoidal es aproximadamente la mitad del coeficiente de expansión térmica del tornillo sin fin, cuando la temperatura de la sala de máquinas es superior a 40 ℃, el calor en el aire y el calor generado por la rotación y fricción de las piezas en la caja de cambios, ambos juntos, la temperatura en la caja de cambios será más alta y la alta temperatura continua causará la expansión térmica de las piezas, destruyendo así la precisión de la producción del engranaje helicoidal en la caja de cambios. Esto reducirá la holgura axial del eje de la turbina y el eje del tornillo sin fin, aumentará la superficie de engrane, aumentará la fricción de la superficie de fricción, acelerará el desgaste y afectará gravemente la comodidad del ascensor, además de producir ruidos extraños y dañar el engranaje helicoidal (por ejemplo, al viajar en el ascensor, oirá un sonido retumbante en la sala de máquinas del ascensor y habrá una vibración anormal en la cabina). Al mismo tiempo, la alta temperatura continua en la caja de engranajes también reducirá la viscosidad del lubricante, lo que no favorece la generación de una película lubricante y acelerará la oxidación del lubricante, afectando el efecto de lubricación del engranaje helicoidal y aumentando su desgaste.

Cómo controlar la temperatura de la sala de máquinas

1. Estructura del edificio

Sala de máquinas del ascensor para hacer el tratamiento de aislamiento de la estructura de mantenimiento, reducir el impacto de la temperatura exterior en el equipo interior en el clima cálido del verano, al mismo tiempo no puede ser porque es sala de equipos e ignorar la estructura de mantenimiento del aislamiento, reducir el espesor de la estructura de mantenimiento.

2. Instalar equipos de ventilación y refrigeración.

En condiciones de ventilación natural, la instalación de equipos de ventilación para satisfacer los requisitos de temperatura de la sala de servidores requiere la instalación de aire acondicionado. Al instalar equipos de ventilación (por ejemplo, extractores de aire), estos deben coincidir con las aberturas de ventilación de la sala de servidores (por ejemplo, rejillas de ventilación), lo que permite que el aire sea convectivo y mejora la temperatura ambiente de la sala.

3. Uso de dispositivos de ahorro de energía

La energía térmica de la resistencia de frenado del armario de control se convierte en energía eléctrica y se almacena en la batería o se devuelve a la red eléctrica, lo que elimina la fuente de generación de calor y contribuye al ahorro energético. Cuando el ascensor está en funcionamiento, inevitablemente genera energía. Cuando el ascensor está descargado y sube y baja, el rotor del motor es arrastrado por fuerzas externas o la propia carga se mantiene gracias a la inercia rotacional, lo que hace que la velocidad real del motor supere la velocidad síncrona de salida del inversor. En este momento, el motor se encuentra en estado de generación de energía y la energía eléctrica emitida se almacena en el condensador de filtro del inversor. Si esta energía no se consume, la tensión del bus de CC aumenta rápidamente, afectando al funcionamiento normal del inversor. La forma habitual de gestionar esta energía es añadir una unidad de frenado o una resistencia de frenado, que la convierte en calor y la desperdicia. El dispositivo de ahorro de energía puede sustituir la unidad de frenado y la resistencia de frenado, y devolver esta energía a la red eléctrica, logrando así objetivos ecológicos, respetuosos con el medio ambiente y de ahorro energético.

El dispositivo de ahorro de energía está diseñado para detectar automáticamente el voltaje del bus de CC del inversor y el voltaje de la red, y a través del procesador y el inversor para invertir el voltaje de CC del enlace de CC en el inversor en voltaje de CA de la misma frecuencia y fase que el voltaje de la red, y conectarlo a la red de CA después de múltiples enlaces de filtrado de ruido, a fin de lograr el propósito de realimentar energía a la red.

4. Las unidades de uso y las unidades de mantenimiento deben contar con personal dedicado para fortalecer la gestión.

Las unidades de mantenimiento deben comprobar periódicamente el correcto funcionamiento del equipo de refrigeración y realizar inspecciones periódicas y minuciosas del funcionamiento de las fuentes de calor (como convertidores de frecuencia, resistencias de frenado y motores). En el caso de unidades con varios ascensores, se debe alternar su funcionamiento durante el calor del verano para evitar usar solo uno por comodidad del viaje o por otras razones, lo que aumenta la carga de trabajo del ascensor en climas cálidos. Además, la unidad debe equipar cada sala de máquinas con un extintor.

En resumen: el aumento de la inteligencia del sistema de control del ascensor no elimina por completo las averías, y la tendencia de averías frecuentes debido al envejecimiento de los ascensores en uso año tras año no cambiará. Sin embargo, mediante el análisis de la estructura del edificio, el sistema de control eléctrico y el sistema mecánico de la sala de máquinas, y la adopción de medidas específicas para controlar eficazmente cada componente, podemos garantizar que la temperatura de la sala de máquinas se mantenga dentro del rango normal durante el calor del verano y, en última instancia, eliminar o reducir diversas averías causadas por altas temperaturas, garantizando así un funcionamiento seguro, estable y fiable del ascensor y un mejor servicio a los usuarios.