В лифтах скоро наступит сезон повышенной жары! Охлаждение машинного отделения становится необходимой мерой.

Почему в летнюю жару так часто случаются поломки лифтов? В основном это связано с тем, что основные компоненты лифта, как правило, расположены на верхнем этаже дома. Жаркая погода приводит к повышению температуры в машинном отделении лифта, в то время как верхний предел рабочей температуры оборудования может составлять всего около 40 градусов. Как только этот предел превышен, система автоматически останавливается, и происходит внезапная остановка лифта на полпути. Это влияет на нормальную работу, например, лифт внезапно останавливается и выключается в обычном режиме, не открывает и не закрывает двери при движении к дверному проему, не может изменить скорость при движении к дверному проему и т.д.
Сегодня мы подробно поговорим о том, почему температура в машинном отделении так сильно влияет на нормальную работу лифта летом. Мы надеемся, что эта статья привлечет внимание владельцев лифтов к эффективному охлаждению машинного отделения и обеспечит бесперебойную работу лифта!
Причины повышения температуры в машинном зале
1. Расположение самой конструкции машинного отделения.

Большинство лифтовых помещений расположены на уровне крыши здания, некоторые из них представляют собой приподнятые над уровнем крыши отдельные помещения; крыша и четыре стены таких помещений образуют внешнюю оболочку. Внешняя оболочка, также известная как наружная стена, тесно связана с температурой в теплице, влияя, таким образом, на температуру внутри помещения.
В жаркую летнюю погоду, когда температура наружного воздуха высока, температура ограждающих конструкций также высока, что приводит к повышению температуры внутри котельной. Чем больше доля внешней оболочки в общей конструкции помещения, тем сильнее влияние температуры наружного воздуха на температуру внутри, поэтому расположение серверной определяет, что именно это помещение в большей степени подвержено влиянию температуры окружающей среды и солнечного излучения летом.
2. Тепло, выделяемое электрической системой.

Основными тепловыделяющими компонентами электрической системы в машинном отделении являются частотный преобразователь, тормозной резистор и электродвигатель. Инвертор и двигатель потребляют часть электрической энергии за счет собственного КПД и выделяют ее в виде тепла; тормозной резистор потребляет электрическую энергию, вырабатываемую рекуперативным торможением, и выделяет ее в виде тепла. Обе части тепла выделяются в машинное отделение, вызывая повышение температуры в помещении.

(1) Инвертор

Частотный преобразователь состоит из основной цепи и цепи управления. Основная цепь — это часть двигателя, отвечающая за обмен энергии, обеспечивающая регулирование напряжения и частоты, и состоит из трех частей: выпрямителя, сглаживающей цепи и инвертора. Инверторный компонент, биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), является основным источником тепловыделения в инверторе, и тепловыделение IGBT в основном концентрируется в момент включения и выключения. Тепловыделение IGBT в основном концентрируется в момент включения и выключения. Инвертор для лифтов необходимо часто запускать, что приводит к выделению большого количества тепла.

(2) Тормозные резисторы

Тормозной резистор сам по себе является источником энергии, преобразуемой в тепло. Например: когда лифт разгружен и движется вверх, противовес тяжелее кабины, ротор главного двигателя вращается и прерывает движение магнитной линии обмотки статора, генерируя собственную энергию, так что двигатель переходит из электрического состояния в состояние генерации электроэнергии. Эта регенеративная энергия проходит через тормозной блок инвертора и в конечном итоге потребляется тормозным резистором в виде тепла. В ходе испытаний одного из блоков, работающего на одинаковой частоте, два лифта использовали внешнее питание, потребляя рекуперативное торможение за счет энергии тормозного резистора; другой лифт использовал внешнее питание и энергосберегающее устройство обратной связи, потребляя энергию рекуперативного торможения за счет энергии рекуперативного торможения. После некоторого времени работы потребление внешнего питания оказалось на 35% меньше, чем потребление энергии другим лифтом. Это показывает, сколько тепла выделяет тормозной резистор, что составляет примерно 1/3 от потребления электроэнергии лифтом.

(3) Мотор

Работа самого двигателя влечет за собой определенное потребление электроэнергии. Согласно формуле тепловыделения двигателя Q=I²Rt, количество тепла, выделяемого во время работы двигателя, пропорционально квадрату тока. Электродвигатель потребляет наибольший ток в процессе запуска и торможения, а лифт, как средство вертикального перемещения, часто запускается и тормозит, что приводит к выделению большого количества тепла.

Высокая температура в машинном отделении лифта.

Влияние на нормальную работу

1. Влияние на систему электрического управления

(1) Высокая температура может вызвать сбои в программе платы управления микрокомпьютера.

Электронные устройства на плате управления микрокомпьютера или ПЛК осуществляют логическое управление посредством сравнения значений напряжения и тока и реагируют на выполнение внешних команд. Из-за температурных характеристик материалов электронных устройств, при температуре выше допустимой, логические решения электронных устройств будут ошибочными, и плата управления микрокомпьютера станет нестабильной.

(2) Высокая температура легко повреждает электронные компоненты.

(а) Инвертор

Частота отказов инвертора экспоненциально возрастает с повышением температуры, а срок службы экспоненциально уменьшается с повышением температуры, сокращаясь вдвое при повышении температуры окружающей среды на 10℃.

Когда температура окружающей среды превышает допустимую, это приводит к изменению параметров инвертора в цепи инвертора в моменты открытия и закрытия, вызывая чередование: одно устройство уже включено, а другое еще не готово к закрытию, что приводит к «сквозному» замыканию между верхним и нижним устройствами одного и того же мостового плеча. Это мгновенно выводит инвертор из строя, и он не может нормально работать. В то же время температура изоляции инвертора значительно снижается, что легко может привести к его повреждению и выходу из строя.

(б) Тормозной резистор

При слишком высокой температуре окружающей среды тормозной резистор легко может слишком долго выделять тепло. Если лифт работает часто, тепло, выделяемое тормозным резистором, накапливается многократно, что в конечном итоге приводит к его повреждению из-за высокой температуры и даже к пожару и другим авариям.

(c) Другие электронные компоненты

Контакторы, реле, трансформаторы — эти электронные компоненты в процессе работы теряют энергию за счет тока, протекающего через проводник и катушку, а также сопротивления; в цепях переменного тока электромагнитные колебания в магнитах приводят к вихревым токам и гистерезисным потерям. Все эти потери почти полностью преобразуются в тепловую энергию, которая частично рассеивается в окружающую среду, а частично сохраняется в приборе, вызывая повышение его температуры. В это время, если температура окружающей среды слишком высока, электронные компоненты плохо отводят тепло, что, во-первых, значительно снижает их надежность; во-вторых, сокращает срок службы и даже может привести к повреждению электронных компонентов. Статистика показывает, что при повышении температуры электронных компонентов на каждые 2 ℃ надежность снижается на 10%, а при повышении температуры на 50 ℃ срок службы сокращается всего на 1/6.

2. Воздействие на механическую систему

Механическая система машинного отделения лифта в основном состоит из тягового механизма, который обычно включает в себя двигатель, тормоз, редуктор, тяговое колесо, направляющее колесо, раму, дисковое опорное колесо и т. д.

(1) Влияние на тяговый двигатель

Когда температура окружающей среды превышает допустимую температуру в машинном отделении, это серьезно влияет на теплоотвод тягового двигателя. Из-за частых запусков и торможений двигатель выделяет большое количество тепла, и высокая температура в машинном отделении не может быть своевременно устранена.

Хотя конструкция двигателя хорошо продумана с точки зрения усиления теплоотвода сердечника статора, например, некоторые изделия имеют конструкцию с торцевыми крышками, что исключает необходимость в традиционном основании машины, делая сердечник открытой структурой и повышая эффективность охлаждения; усилено расположение вентиляционных каналов вокруг сердечников статора и ротора; увеличена вентиляционная способность отверстий ветрозащитного экрана и т. д., эта конструкция используется в двигателях реже. Большинство из них оснащены вентиляторами охлаждения, управляемыми термовыключателями, расположенными на поверхности сердечника статора. Когда температура поверхности сердечника достигает примерно 60 °C, термовыключатель активируется, и вентилятор подключается к тяговому двигателю для принудительной вентиляции и охлаждения. Эффект принудительного охлаждения не очевиден при высоких температурах в машинном отделении. Учитывая, что температура двигателя будет продолжать расти, если принудительное охлаждение не справляется со своей задачей, в некоторых моделях двигателей терморезисторы встроены в каждую фазную обмотку. Когда температура двигателя повышается до 155 °C, сопротивление внутреннего терморезистора резко возрастает, и срабатывает термозащитное реле в цепи управления, в результате чего лифт меняет скорость и останавливается на ближайшей станции этажа, чтобы открыть дверь, пока двигатель не остынет, после чего возобновляется работа.

Хотя этот метод может сыграть роль в защите двигателя, длительные часы жаркой погоды летом и частые остановки лифта для защиты серьезно влияют на его нормальную работу и использование.

(2) Воздействие на коробку передач

Редуктор состоит из червячного колеса и червячной передачи. Червячная передача обычно изготавливается из материалов с высокой твердостью и хорошей жесткостью, в основном из никель-хромовой легированной стали или кремний-марганцевой легированной стали, но также и из кованой углеродистой стали с содержанием углерода 0,4%-0,55%, а поверхность червяка должна быть закалена или цементирована. Обод червячного колеса изготавливается методом механической обработки из фосфористой бронзы, оловянной бронзы или медно-оловянно-никелевого сплава с низким коэффициентом трения. Поскольку коэффициент теплового расширения различных материалов различен, а коэффициент теплового расширения червячного колеса составляет примерно половину коэффициента теплового расширения червяка, при температуре в машинном отделении выше 40℃ тепло из воздуха и тепло, выделяемое при вращении и трении деталей редуктора, вместе приводят к повышению температуры в редукторе, а длительная высокая температура вызывает тепловое расширение деталей, что ухудшает точность изготовления червячной передачи в редукторе. Это уменьшает осевой зазор между валом турбины и валом червяка, увеличивает площадь зацепления, увеличивает трение на поверхностях трения, ускоряет износ и серьезно влияет на комфорт лифта, а также может вызывать посторонние шумы и повреждать червячную передачу (например, при поездке на лифте вы услышите гул в машинном отделении лифта, и в кабине возникнет ненормальная вибрация). В то же время, постоянная высокая температура в редукторе также снижает вязкость смазки, что не способствует образованию смазочной пленки и ускоряет окисление смазки, влияя на смазывающий эффект червячной передачи и увеличивая ее износ.

Как регулировать температуру в машинном отделении

1. Конструкция здания

Для проведения работ по теплоизоляции в машинном отделении лифта необходимо уменьшить воздействие наружной температуры на внутреннее оборудование в жаркую летнюю погоду. В то же время, поскольку это машинное отделение, нельзя игнорировать теплоизоляцию в ремонтных помещениях и уменьшать толщину теплоизоляции.

2. Установить вентиляционное и охлаждающее оборудование.

При естественной вентиляции для обеспечения необходимой температуры в серверной комнате требуется установка вентиляционного оборудования, а также кондиционера. При установке вентиляционного оборудования (например, вытяжных вентиляторов) оно должно соответствовать вентиляционным отверстиям в серверной комнате (например, жалюзи), создавая конвективный поток воздуха и тем самым способствуя повышению температуры в серверной комнате.

3. Использование энергосберегающих устройств

Тепловая энергия тормозного резистора в шкафу управления преобразуется в электрическую энергию и накапливается в аккумуляторе или возвращается в электросеть, что позволяет устранить источник тепловыделения и способствует энергосбережению. Во время работы лифта неизбежно происходит процесс выработки электроэнергии. Когда лифт разгружается и движется вверх и вниз, ротор двигателя перемещается под действием внешних сил или нагрузка поддерживается за счет инерции вращения, что приводит к тому, что фактическая скорость двигателя превышает синхронную скорость на выходе инвертора. В это время двигатель находится в режиме выработки электроэнергии, и вырабатываемая им электрическая энергия накапливается в фильтрующем конденсаторе внутри инвертора. Если эта энергия не используется, напряжение на шине постоянного тока быстро возрастает, что влияет на нормальную работу инвертора. Обычно для утилизации этой энергии используется тормозной блок или тормозной резистор, которые преобразуют эту энергию в тепло и отводят ее. Энергосберегающее устройство может заменить тормозной блок и тормозной резистор и возвращать эту энергию в сеть, обеспечивая экологичность и энергосбережение.

Устройство энергосбережения предназначено для автоматического определения напряжения шины постоянного тока инвертора и напряжения сети, и с помощью процессора и инвертора преобразует напряжение постоянного тока в звене постоянного тока инвертора в переменное напряжение той же частоты и фазы, что и напряжение сети, и подключает его к сети переменного тока после многоступенчатой ​​фильтрации шума, тем самым обеспечивая возврат энергии в сеть.

4. Подразделения, занимающиеся эксплуатацией и техническим обслуживанием, должны выделить специальный персонал для усиления управления.

Подразделения технического обслуживания должны регулярно проверять исправность системы охлаждения и проводить регулярные и тщательные проверки работы источников тепла (таких как частотные преобразователи, тормозные резисторы и двигатели). Подразделения, использующие несколько лифтов, должны чередовать режимы работы в жаркую летнюю погоду, чтобы избежать использования только одного лифта для удобства поездки или по другим причинам, которые увеличивают нагрузку на лифт в жаркую погоду. Кроме того, каждое машинное отделение лифта должно быть оборудовано огнетушителем.

В заключение: повышение уровня интеллектуальности системы управления лифтом не исключает полностью отказы лифтов, и тенденция к частым поломкам, обусловленная старением эксплуатируемых лифтов, не изменится. Однако, обсуждая и анализируя конструкцию здания, систему электроуправления и механическую систему машинного отделения лифта, а также принимая целенаправленные меры для эффективного контроля каждого звена, мы можем обеспечить поддержание температуры в машинном отделении лифта в пределах нормы в жаркую летнюю погоду и, в конечном итоге, устранить или уменьшить различные отказы, вызванные высокими температурами, тем самым обеспечивая безопасную, стабильную и надежную работу лифта и лучшее обслуживание пользователей.