Les ascenseurs entrent bientôt dans la saison des fortes chaleurs ! Le refroidissement de la salle des machines devient indispensable.

Pourquoi les pannes d'ascenseurs sont-elles si fréquentes en été ? Cela est principalement dû au fait que les composants principaux de l'ascenseur sont généralement situés au dernier étage. La chaleur fait monter la température de la salle des machines, alors que la température ambiante maximale de fonctionnement des équipements ne peut dépasser 40 °C. Une fois la température de consigne dépassée, le système s'arrête de lui-même et l'ascenseur s'arrête brutalement à mi-course. Cela affecte le fonctionnement normal : l'ascenseur s'arrête brusquement en fonctionnement normal, la porte ne s'ouvre ou ne se ferme pas lorsqu'il se dirige vers la porte, ou il ne peut pas changer de vitesse lorsqu'il se dirige vers la porte, etc.
Aujourd'hui, nous allons expliquer en détail pourquoi la température de la salle des machines a un impact si important sur le fonctionnement normal de l'ascenseur en été. Nous espérons que cet article attirera l'attention des acteurs clés sur la nécessité de refroidir efficacement la salle des machines et d'assurer ainsi le bon fonctionnement de l'ascenseur !
Causes d'une température élevée dans la salle des machines
1. L'emplacement de la structure du bâtiment de la salle des machines elle-même

La plupart des cabines d'ascenseurs se trouvent au niveau du toit du bâtiment, et certaines sont des pièces dédiées surélevées. Le toit et les quatre murs de la cabine constituent l'enveloppe extérieure. Cette enveloppe extérieure, également appelée mur extérieur, est étroitement liée à la température de la serre, affectant ainsi la température intérieure.
En été, lorsque la température extérieure est élevée, la température de l'enveloppe l'est également, ce qui entraîne une augmentation de la température intérieure du local technique. Pour une pièce, plus l'enveloppe extérieure occupe une place importante dans la structure de maintenance, plus l'influence de la température extérieure sur la température intérieure est importante. Ainsi, l'emplacement de la salle des serveurs détermine qu'elle est la pièce la plus affectée par la température ambiante et l'exposition au soleil en été.
2. Chaleur émise par le système électrique

Les principaux composants générateurs de chaleur du système électrique de la salle des machines sont le convertisseur de fréquence, la résistance de freinage et le moteur électrique. L'onduleur et le moteur consomment une partie de l'énergie électrique de par leur propre rendement et la restituent sous forme de chaleur ; la résistance de freinage consomme l'énergie électrique générée par la régénération de l'ascenseur et la restitue sous forme de chaleur. Ces deux parties de la chaleur sont rejetées dans la salle des machines, ce qui entraîne une augmentation de la température ambiante.

(1) Onduleur

Le convertisseur de fréquence se compose d'un circuit principal et d'un circuit de commande. Le circuit principal, qui assure la régulation de tension et de fréquence du moteur, est composé de trois éléments : le redresseur, le circuit de lissage et l'onduleur. Le transistor bipolaire à grille isolée (IGBT), composant de l'onduleur, est la principale source de chaleur générée par l'IGBT. Cette chaleur est principalement générée lors des mises sous tension et hors tension. L'onduleur pour ascenseurs doit être démarré fréquemment, ce qui génère une grande quantité de chaleur.

(2) Résistances de freinage

La résistance de freinage elle-même convertit l'énergie en chaleur. Par exemple, lorsque l'ascenseur est déchargé et en mouvement, le contrepoids étant plus lourd que la cabine, le rotor de la machine principale tourne et coupe le mouvement de la ligne de force magnétique de la bobine du stator, générant ainsi une auto-génération. Le moteur passe alors de l'état électrique à l'état de production d'énergie. Cette énergie régénératrice traverse l'unité de freinage de l'onduleur et est finalement consommée par la résistance de freinage sous forme de chaleur. Lors d'un essai, deux ascenseurs fonctionnant à la même fréquence ont été testés : l'un utilisant une alimentation externe, la production d'énergie régénératrice par la résistance de freinage consommant de l'énergie, l'autre utilisant une alimentation externe et un dispositif de rétroaction d'économie d'énergie. Ce dispositif de rétroaction d'économie d'énergie, alimenté par la production d'énergie régénératrice, consomme 35 % de l'énergie externe consommée par l'autre. Ceci montre la quantité de chaleur générée par la résistance de freinage, qui représente environ un tiers de la consommation électrique de l'ascenseur.

(3) Moteur

Le fonctionnement du moteur consomme lui-même une certaine quantité d'énergie électrique. Selon la formule thermique du moteur Q=I²Rt, la chaleur dégagée pendant son fonctionnement est proportionnelle au carré du courant. Le moteur électrique présente le courant le plus élevé au démarrage et au freinage, et l'ascenseur, moyen de transport vertical, doit démarrer et freiner fréquemment, ce qui génère une grande quantité de chaleur.

Température élevée dans la salle des machines de l'ascenseur

Effets sur le fonctionnement normal

1. Impact sur le système de contrôle électrique

(1) Une température élevée est susceptible de provoquer des anomalies dans le programme de la carte de contrôle du micro-ordinateur

Les composants électroniques de la carte de commande du micro-ordinateur ou de l'automate programmable (API) effectuent un contrôle logique par comparaison de la tension et du courant et répondent à l'exécution d'instructions externes. En raison des caractéristiques thermiques des matériaux des composants électroniques, une température supérieure à celle autorisée peut fausser le jugement logique des composants électroniques et rendre la carte de commande du micro-ordinateur instable.

(2) Les températures élevées endommagent facilement les composants électroniques

(a) Onduleur

Le taux de défaillance de l'onduleur augmente de façon exponentielle avec l'augmentation de la température, et la durée de vie diminue de façon exponentielle avec l'augmentation de la température, et la durée de vie de l'onduleur est divisée par deux lorsque la température ambiante augmente de 10℃.

Lorsque la température ambiante dépasse la température admissible, les paramètres d'ouverture et de fermeture de l'onduleur dans le circuit d'alimentation changent. Un dispositif est alors activé et l'autre n'est pas prêt à se fermer. Cela provoque un court-circuit entre les dispositifs supérieur et inférieur du même bras de pont, ce qui provoque une défaillance instantanée de l'onduleur. L'onduleur est alors instantanément endommagé et ne peut plus fonctionner normalement. Parallèlement, la température de l'onduleur diminue considérablement, ce qui peut facilement endommager l'onduleur et entraîner une panne de l'ascenseur.

(b) Résistance de freinage

Lorsque la température ambiante est trop élevée, la résistance de freinage peut facilement dissiper la chaleur trop longtemps. Si l'ascenseur fonctionne fréquemment, la chaleur de la résistance de freinage s'accumule, ce qui peut entraîner des dommages dus à sa température élevée, voire des incendies et autres accidents.

(c) Autres composants électroniques

Les contacteurs, relais et transformateurs, composants électroniques, fonctionnent sous l'effet du courant traversant les conducteurs et les bobines, ainsi que des pertes de résistance. Dans les circuits alternatifs, le rôle du courant alternatif électromagnétique génère des courants de Foucault et des pertes par hystérésis dans les aimants. Ces pertes sont presque entièrement transformées en énergie thermique, qui est en partie dissipée dans le milieu environnant et en partie retenue dans l'appareil, provoquant une élévation de température. Une température ambiante trop élevée peut entraîner une mauvaise dissipation thermique des composants électroniques, ce qui peut réduire considérablement leur fiabilité et leur durée de vie, voire les endommager. Les statistiques montrent qu'une augmentation de la température des composants électroniques de 2 °C diminue leur fiabilité de 10 %, et qu'une augmentation de température de 50 °C ne représente qu'un sixième de leur durée de vie pour une augmentation de température de 25 °C.

2. L'impact sur le système mécanique

Le système mécanique de la salle des machines de l'ascenseur est principalement la machine de traction, qui est généralement composée d'un moteur, d'un frein, d'une boîte de vitesses, d'une roue de traction, d'une roue de guidage, d'un châssis, d'une roue de guidage à disque, etc.

(1) Effet sur le moteur de traction

Lorsque la température ambiante dépasse la température admissible dans la salle des machines, la dissipation thermique du moteur de traction est gravement affectée. En raison des démarrages et freinages fréquents, le moteur dégage une chaleur importante, rendant impossible l'élimination rapide de la température élevée de la salle des machines.

Bien que la conception structurelle du moteur soit bien pensée pour renforcer la dissipation thermique du noyau de fer du stator. Par exemple, certains produits sont conçus pour être soutenus par des embouts, éliminant ainsi le besoin d'une base de machine traditionnelle, créant une structure ouverte du noyau et améliorant l'effet de refroidissement ; renforçant la disposition des canaux de ventilation autour des noyaux du stator et du rotor ; augmentant la capacité de ventilation des orifices du pare-brise, etc., cette structure est moins utilisée dans les moteurs. La plupart sont équipés de ventilateurs de refroidissement, commandés par des thermocontacts situés à la surface du noyau du stator. Lorsque la température de surface du noyau atteint environ 60 °C, le thermocontact est activé et le ventilateur est connecté au moteur de traction pour une ventilation et un refroidissement forcés. L'effet de refroidissement forcé n'est pas évident en cas de températures élevées dans la salle des machines. Étant donné que la température du moteur continue d'augmenter lorsque le refroidissement forcé ne parvient pas à refroidir, certains moteurs intègrent des thermistances dans chaque enroulement de phase. Lorsque la température du moteur atteint 155 °C, la résistance de la thermistance interne augmente fortement et le relais de protection thermique du circuit de commande est activé, forçant l'ascenseur à changer de vitesse et à s'arrêter à la station d'étage la plus proche pour ouvrir la porte jusqu'à ce que le moteur refroidisse avant de redémarrer l'opération.

Bien que cette méthode puisse jouer un rôle dans la protection du moteur, les longues heures de chaleur en été et les arrêts fréquents de l'ascenseur pour la protection affectent sérieusement le fonctionnement normal et l'utilisation de l'ascenseur.

(2) Impact sur la boîte de vitesses

Le réducteur est composé d'une roue et d'un engrenage à vis sans fin. L'engrenage à vis sans fin est généralement fabriqué dans des matériaux à haute dureté et à bonne rigidité, principalement en acier allié nickel-chrome ou en acier allié silicium-manganèse, mais aussi en acier au carbone forgé avec une teneur en carbone de 0,4 à 0,55 %. La surface de la vis sans fin doit être durcie par trempe ou cémentation. La jante de la roue est en bronze phosphoreux, en bronze d'étain ou en alliage cuivre-étain-nickel, à faible coefficient de frottement usiné. Français Comme le coefficient de dilatation thermique des différents matériaux est différent et que le coefficient de dilatation thermique de la roue à vis sans fin est d'environ la moitié du coefficient de dilatation thermique de la vis sans fin, lorsque la température de la salle des machines est supérieure à 40 ℃, la chaleur dans l'air et la chaleur générée par la rotation et le frottement des pièces dans la boîte de vitesses, toutes deux ensemble, la température dans la boîte de vitesses sera plus élevée et la température élevée continue provoquera une dilatation thermique des pièces, détruisant ainsi la précision de la production de l'engrenage à vis sans fin dans la boîte de vitesses. Cela réduira le jeu axial de l'arbre de turbine et de l'arbre à vis sans fin, augmentera la surface d'engrènement, augmentera le frottement de la surface de frottement, accélérera l'usure et affectera sérieusement le confort de l'ascenseur, ainsi que produira des bruits étranges et endommagera l'engrenage à vis sans fin (par exemple, lorsque vous conduisez l'ascenseur, vous entendrez un grondement dans la salle des machines de l'ascenseur et il y aura des vibrations anormales dans la cabine). Dans le même temps, la température élevée continue dans la boîte de vitesses réduira également la viscosité du lubrifiant, ce qui n'est pas propice à la génération d'un film lubrifiant et accélérera l'oxydation du lubrifiant, affectant l'effet de lubrification de l'engrenage à vis sans fin et augmentant son usure.

Comment contrôler la température de la salle des machines

1. Structure du bâtiment

Salle des machines d'ascenseur pour effectuer le traitement d'isolation de la structure de maintenance, réduire l'impact de la température extérieure sur l'équipement intérieur par temps chaud d'été, en même temps ne peut pas être parce que c'est une salle d'équipement et ignorer la structure de maintenance de l'isolation, réduire l'épaisseur de la structure de maintenance.

2. Installer des équipements de ventilation et de refroidissement

En cas de ventilation naturelle, l'installation d'équipements de ventilation pour répondre aux exigences de température de la salle des serveurs nécessite l'installation d'une climatisation. Lors de l'installation d'équipements de ventilation (par exemple, des ventilateurs d'extraction), ceux-ci doivent correspondre aux ouvertures de ventilation de la salle des serveurs (par exemple, des persiennes), afin de favoriser la convection de l'air et d'améliorer ainsi la température ambiante.

3. Utilisation de dispositifs d'économie d'énergie

L'énergie thermique de la résistance de freinage de l'armoire de commande est convertie en énergie électrique et stockée dans la batterie ou réinjectée dans le réseau électrique, ce qui permet d'éliminer la source de chaleur et de réaliser des économies d'énergie. En fonctionnement, l'ascenseur produit inévitablement de l'électricité. Lorsque l'ascenseur est déchargé et se déplace verticalement, le rotor du moteur est entraîné par des forces externes ou la charge est maintenue par l'inertie de rotation, ce qui fait que la vitesse réelle du moteur est supérieure à la vitesse de synchronisme de sortie de l'onduleur. À ce moment-là, le moteur est en mode de production d'électricité. L'énergie électrique produite par le moteur est stockée dans le condensateur de filtrage de l'onduleur. Si cette énergie n'est pas consommée, la tension du bus continu augmente rapidement et affecte le fonctionnement normal de l'onduleur. La solution habituelle pour gérer cette énergie consiste à ajouter une unité de freinage ou une résistance de freinage, qui transforme cette énergie en chaleur et la gaspille. Ce dispositif d'économie d'énergie peut remplacer l'unité de freinage et la résistance de freinage et réinjecter cette énergie dans le réseau, réalisant ainsi des économies d'énergie et des économies d'énergie écologiques.

Le dispositif d'économie d'énergie est conçu pour détecter automatiquement la tension du bus CC de l'onduleur et la tension du réseau, et via le processeur et l'onduleur pour inverser la tension CC de la liaison CC dans l'onduleur en tension CA de la même fréquence et de la même phase que la tension du réseau, et le connecter au réseau CA après plusieurs liaisons de filtrage du bruit, afin d'atteindre l'objectif de réinjection d'énergie dans le réseau.

4. Les unités d'utilisation et les unités de maintenance doivent disposer d'un personnel dédié pour renforcer la gestion

Les unités de maintenance doivent vérifier régulièrement le bon fonctionnement des équipements de refroidissement et procéder à des inspections régulières et minutieuses du fonctionnement des sources de chaleur (telles que les convertisseurs de fréquence, les résistances de freinage et les moteurs). En cas d'utilisation d'unités comportant plusieurs ascenseurs, il est conseillé d'alterner leur fonctionnement pendant les fortes chaleurs estivales afin d'éviter d'utiliser un seul ascenseur pour des raisons de commodité ou pour d'autres raisons, ce qui alourdirait la charge de travail par temps chaud. De plus, l'unité utilisatrice doit équiper chaque salle des machines d'un extincteur.

En résumé : l’intelligence croissante du système de contrôle des ascenseurs ne permet pas d’éliminer totalement les pannes, et la tendance aux pannes fréquentes dues au vieillissement des ascenseurs d’année en année ne s’inversera pas. Cependant, en analysant la structure du bâtiment, le système de contrôle électrique et le système mécanique de la salle des machines, et en prenant des mesures ciblées pour contrôler efficacement chaque maillon, nous pouvons garantir que la température de la salle des machines reste dans les limites normales pendant les fortes chaleurs estivales, et ainsi éliminer ou réduire les pannes dues aux températures élevées, garantissant ainsi un fonctionnement sûr, stable et fiable de l’ascenseur et un meilleur service aux utilisateurs.