电梯技术发展趋势与标准知识介绍课件.ppt
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1、电梯技术发展趋势与电梯技术发展趋势与电梯标准基础知识电梯标准基础知识电梯技术发展趋势电梯技术发展趋势p 概述概述l与其他特种设备一样,电梯追求的目标是:与其他特种设备一样,电梯追求的目标是:安全,环保,节能,经济。安全,环保,节能,经济。l电梯集机、电、光为一体,是一种较为复电梯集机、电、光为一体,是一种较为复杂的机电产品,是一个工程系统。新技术杂的机电产品,是一个工程系统。新技术在电梯上的应用前景十分广阔。在电梯上的应用前景十分广阔。高效节能高效节能:大量采用变频技术、各型永磁同步无齿曳引机,并采用各种节能技术以提高效率,降低能耗;绿色环保:绿色环保:环保型低能耗、低噪声、无漏油、低电磁干扰
2、、无井道导轨油渍污染的电梯;更高速:更高速:上海金茂,9 m/s ;台北101大厦,16.8m/s;日本三菱研制成功 18m/s 的高速电梯(上海中心大厦) ;更安全:更安全:上行超速保护装置、防止意外移动装置、防夹指装置风险评估机制、GESRs、功能安全;高科技、新材料、新工艺:高科技、新材料、新工艺:可变速电梯;TWIN双子电梯;蓝牙技术无线组网;物联网;未来超导电力拖动技术和磁悬浮驱动技术在电梯上的应用 p 悬挂系统悬挂系统目标:减少电动机的驱动力矩。目标:减少电动机的驱动力矩。lAramid曳引绳及悬挂系统曳引绳及悬挂系统 蒂森克虏伯电梯公司开发,由蒂森克虏伯电梯公司开发,由Arami
3、dAramid曳引曳引绳、绳、AramidAramid曳引轮和曳引轮和AramidAramid曳引绳头组合曳引绳头组合等部分组成。等部分组成。 AramidAramid绳是一种非金属绳,其材料为芳纶绳是一种非金属绳,其材料为芳纶纤维,具有抗拉强度高、耐腐蚀、单位重纤维,具有抗拉强度高、耐腐蚀、单位重量轻、有较强的耐火能力等特点,且其与量轻、有较强的耐火能力等特点,且其与专用的曳引轮使用会产生较大的摩擦力。专用的曳引轮使用会产生较大的摩擦力。 芳纶纤维芳纶纤维 由于采用了高摩擦力的材料,使由于采用了高摩擦力的材料,使D/dD/d从从40:1 40:1 降低到降低到21:121:1,大大降低了输出
4、转矩,减小了曳引机的体积、,大大降低了输出转矩,减小了曳引机的体积、制造材料和电能的消耗。制造材料和电能的消耗。 AramidAramid 绳的单位重量较钢丝绳大大降低,安装和绳的单位重量较钢丝绳大大降低,安装和维护更为方便,降低了安装维护的危险程度。维护更为方便,降低了安装维护的危险程度。 AramidAramid 绳和轮都采用了非金属材料,且该绳柔性绳和轮都采用了非金属材料,且该绳柔性好,使系统有效降低震动的传递,减少轿厢的垂直好,使系统有效降低震动的传递,减少轿厢的垂直震动;同时也降低了曳引绳和曳引轮运行时的噪音,震动;同时也降低了曳引绳和曳引轮运行时的噪音,提高了电梯乘用的舒适感。提高
5、了电梯乘用的舒适感。lPoly-V 曳引钢带曳引钢带 迅达电梯公司开发。钢带内部为迅达电梯公司开发。钢带内部为1212根细钢根细钢丝股,外覆橡胶或聚酯材料。丝股,外覆橡胶或聚酯材料。 特点:特点:减小了曳引轮和导向轮的直径,使曳引减小了曳引轮和导向轮的直径,使曳引机的体积缩小,整体布置非常紧凑机的体积缩小,整体布置非常紧凑, ,节省空节省空间;间;重量更轻,安装劳动力减低;重量更轻,安装劳动力减低;降低电梯运行噪音;降低电梯运行噪音;寿命更长。寿命更长。p 新型传动技术新型传动技术体积小、传动效率高、节能环保、寿命长。体积小、传动效率高、节能环保、寿命长。机械传动效率可达机械传动效率可达90
6、以上,相对同样提升力的蜗轮式曳引机节能以上,相对同样提升力的蜗轮式曳引机节能3040 , 体积仅其一半;设计寿命超过体积仅其一半;设计寿命超过2万万h,正常运行,正常运行l5年以上,年以上,免维护,全密封、无渗漏、无污染;免维护,全密封、无渗漏、无污染; 变速比范围大;起动电流小变速比范围大;起动电流小(1.4Ie)可大大降低供电系统容量。但运行平稳性和噪声控制是其弱)可大大降低供电系统容量。但运行平稳性和噪声控制是其弱项。项。l 行星齿轮传动行星齿轮传动l 永磁同步曳引机永磁同步曳引机 采用低转速、大功率特点的永磁同步采用低转速、大功率特点的永磁同步电机技术,不需要中间减速器,电动电机技术,
7、不需要中间减速器,电动机直接带曳引轮旋转。结构简单紧凑,机直接带曳引轮旋转。结构简单紧凑,机械传动效率得到提高,且能做到免机械传动效率得到提高,且能做到免维护或少维护。维护或少维护。l 摩擦带驱动绳轮系统摩擦带驱动绳轮系统FUJITECFUJITEC的的TALONTALON驱动系统:驱动系统: 防止打滑的发生防止打滑的发生 轿厢轻量化轿厢轻量化 减少对建筑物的载荷减少对建筑物的载荷 节能、环保节能、环保 节省空间并允许更灵活的布置形式节省空间并允许更灵活的布置形式 更长的钢丝绳寿命更长的钢丝绳寿命 l此外还有此外还有摩擦带驱动钢丝绳摩擦带驱动钢丝绳、滚轮驱动滚轮驱动等传动系统等传动系统p 节能
8、技术节能技术l 节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略,鼓励、发并举、把节约放在首位的能源发展战略,鼓励、支持节能科学技术的研究、开发、示范和推广,支持节能科学技术的研究、开发、示范和推广,促进节能技术创新与进步。促进节能技术创新与进步。 l 20092009年年5 5月月1 1日起施行的修订版日起施行的修订版特种设备安全监特种设备安全监察条例察条例强调了特种设备节能降耗的要求,在特强调了特种设备节能降耗的要求,在特种设备设计、制造、使用、检验检测等环节,增种设备设计、制造、使用、检验检测等环节,增加了有关特种设
9、备节能管理的规定。加了有关特种设备节能管理的规定。 l 采用先进的科学技术和管理方法,有效降低电梯采用先进的科学技术和管理方法,有效降低电梯的能耗,提高电梯的运行能效,能够获得良好的的能耗,提高电梯的运行能效,能够获得良好的社会和经济效益。社会和经济效益。l主要节能技术主要节能技术/ /措施:措施: 优化电梯系统优化电梯系统; ; 利用再生能源;利用再生能源; 加强能源管理;加强能源管理; 上述的组合。上述的组合。 机械传统系统:机械传统系统:在电梯参数和电力拖动类型相同的情况下,采用无齿轮传动比有齿轮传动的能耗低,因此,采用高效减速机构或无齿轮传动系统替代传统的有齿轮传动系统,可以提高电梯的
10、能效。 电力拖动系统电力拖动系统:在电梯参数和机械传统系统相同的情况下,采用VVVF系统的电梯比ACVV系统和AC-2电梯的能耗低。因此,采用VVVF系统,可以提高电梯的能效。 在相同的测试方法下,每在相同的测试方法下,每tkmtkm的耗电量:的耗电量: AC-2 AC-2:8.308.308.76 kWh8.76 kWh ACVV ACVV:5.015.015.28 kWh5.28 kWh VVVF VVVF有齿轮:有齿轮:1.671.673.46 kWh3.46 kWh VVVF VVVF无齿轮:无齿轮:1.051.052.27 kWh2.27 kWh(中国特种设备检检协会(中国特种设备检
11、检协会电梯能电梯能效评价指标与检测方法研究效评价指标与检测方法研究课题组对全国课题组对全国1010个城市不同型个城市不同型号电梯的检测数据统计)号电梯的检测数据统计)(1)优化电梯系统 重量平衡系统:重量平衡系统:电梯的平衡系数通常取4050。对于平均负载率较低的电梯,在保证安全运行的前提下,适当减少对重可以减少电梯的运行能耗。 控制系统:控制系统:使用先进的控制系统和软件,通过智能控制、合理调度、减少电梯的启停次数等方式,可以有效地减少等待时间,提高运行效率,从而减少电梯的能耗。 其他:其他:通过建筑物内电梯的交通流量分析来进行电梯配置、采用高能效的矩阵逆变器和直线电机、双轿厢系统,以及采用
12、高能效轿厢照明等均可有效提高电梯的能效。(2)利用再生能源)利用再生能源l曳引电梯的电动机通常是工作在拖动耗电或制动发电的交替状态下。当电梯空载或轻载下行及重载或满载上行时,电动机工作在电动状态下,此时是将电能转化为机械能。当电梯空载或轻载上行及重载或满当电梯空载或轻载上行及重载或满载下行以及电梯平层前逐步减速时,电动载下行以及电梯平层前逐步减速时,电动机工作在发电制动状态下,此时是将机械机工作在发电制动状态下,此时是将机械能转化为电能。能转化为电能。l 就采用就采用“交交- -直直- -交交”变频拖动系统的电梯而言,变频拖动系统的电梯而言,当电动机工作在发电制动状态时,电梯运行中多当电动机工
13、作在发电制动状态时,电梯运行中多余的机械能通过电动机和变频器转换成直流电储余的机械能通过电动机和变频器转换成直流电储存在变频器直流回路的电容中,此时电容就好比存在变频器直流回路的电容中,此时电容就好比是一个小水库,回送到电容中的电能越多,电容是一个小水库,回送到电容中的电能越多,电容电压就越高,如不及时释放电容器储存的电能,电压就越高,如不及时释放电容器储存的电能,就会产生过压故障,电梯无法正常运行。为防止就会产生过压故障,电梯无法正常运行。为防止出现这种情况,通常采用制动电阻消耗电容中储出现这种情况,通常采用制动电阻消耗电容中储存电能的方法来防止电容过电压,但电阻耗能不存电能的方法来防止电容
14、过电压,但电阻耗能不仅降低了系统的效率,电阻产生的大量热量还劣仅降低了系统的效率,电阻产生的大量热量还劣化了电梯控制柜周边的环境。化了电梯控制柜周边的环境。l采用采用制动电能回馈装置制动电能回馈装置,可以将电容,可以将电容中多余的电能转变为与电网同频率、同中多余的电能转变为与电网同频率、同相位、同幅值的交流电能回送给电网,相位、同幅值的交流电能回送给电网,并达到抑制电容电压的目的,既节约了并达到抑制电容电压的目的,既节约了电能,又避免了大功率电阻耗电发热,电能,又避免了大功率电阻耗电发热,大大改善了电梯控制系统的运行环境。大大改善了电梯控制系统的运行环境。 l 采用超级电容的电梯节能装置,近年
15、来得到了关采用超级电容的电梯节能装置,近年来得到了关注和深入研究。注和深入研究。 比较先进的能量回收电梯,采用电能回馈技术,比较先进的能量回收电梯,采用电能回馈技术,电梯机械能由电机转成电能,通过整流电路直接电梯机械能由电机转成电能,通过整流电路直接回馈到电网。由于电梯运行时的功率变化幅度很回馈到电网。由于电梯运行时的功率变化幅度很大,因而会对电网造成较大冲击,尤其是能量回大,因而会对电网造成较大冲击,尤其是能量回馈时,对用户配电系统造成较大扰动,危害电力馈时,对用户配电系统造成较大扰动,危害电力系统安全运行。另外,由电机发出的电能经过变系统安全运行。另外,由电机发出的电能经过变频驱动电路处理
16、己经是直流电,该电能通过整流频驱动电路处理己经是直流电,该电能通过整流电路转换为交流电送电网,通常认为其效率较直电路转换为交流电送电网,通常认为其效率较直流电形式直接储存方式为低。流电形式直接储存方式为低。 采用超级电容技术,即在整流器与逆变器采用超级电容技术,即在整流器与逆变器之间的直流母线上加挂一个带有双向之间的直流母线上加挂一个带有双向DC/DCDC/DC电路的超级电容储能装置,在电动机制动电路的超级电容储能装置,在电动机制动状态可以高效率地吸收回馈能量,在电动状态可以高效率地吸收回馈能量,在电动机电动状态则可将吸收的能量供电动机使机电动状态则可将吸收的能量供电动机使用,从而既可达到节能
17、目的,又可以平衡用,从而既可达到节能目的,又可以平衡功率、减少对电网的冲击。功率、减少对电网的冲击。 但是,由于超级电容在电梯上的运用还存但是,由于超级电容在电梯上的运用还存在着能量密度仍不够高、均压问题尚难解在着能量密度仍不够高、均压问题尚难解决以及性价比优势不足等方面的问题,目决以及性价比优势不足等方面的问题,目前还处在进一步的研究中。前还处在进一步的研究中。(3)加强能源管理)加强能源管理 如开展电梯节能监管,建立电梯能效市场如开展电梯节能监管,建立电梯能效市场准入制度;加强电梯日常使用能源管理,准入制度;加强电梯日常使用能源管理,在电梯上装设电能测量装置以测量系统的在电梯上装设电能测量
18、装置以测量系统的电压、电流、总功率因数、用电量、功率电压、电流、总功率因数、用电量、功率和最大用电需求量,及时监控电梯的能耗;和最大用电需求量,及时监控电梯的能耗;采用非繁忙时段使电梯处于待机备用状态、采用非繁忙时段使电梯处于待机备用状态、闲置轿厢通风装置自动关闭、系统休眠等闲置轿厢通风装置自动关闭、系统休眠等措施;等等。措施;等等。p 功能安全 功能安全+上述新技术的组合运用 性能卓越,节能高效的电梯产品电梯标准基础知识电梯标准基础知识1 几个概念 2 ISO电梯标准介绍 3 欧盟电梯标准介绍 4 美国ASME电梯标准介绍 5 我国电梯标准介绍1 几个概念几个概念(1)法规: 由权力机构通过
19、的有约束力的法律性文件。(ISO/IECISO/IEC指南指南2 2标准化和相关活动的通用词标准化和相关活动的通用词汇汇; GB/T 20000.1; GB/T 20000.1标准化工作指南第标准化工作指南第1 1部分:部分:标准化和相关活动的通用词汇标准化和相关活动的通用词汇)“法律法规法律法规” 我国通称的我国通称的“法律法规法律法规”,指我国现行有,指我国现行有效的法律、法律解释、行政法规、地方法效的法律、法律解释、行政法规、地方法规、部门规章、地方规章及其他规范性文规、部门规章、地方规章及其他规范性文件,以及对法律法规的修改和补充。件,以及对法律法规的修改和补充。 起到明示、指引、教育
20、、预防、校正、强起到明示、指引、教育、预防、校正、强制等作用。制等作用。宪法:具有最高的法律效力,一宪法:具有最高的法律效力,一切法律、行政法规、地方性法规、切法律、行政法规、地方性法规、规章都不得同宪法相抵触。规章都不得同宪法相抵触。法律:法律:国家制定或认可的,由国国家制定或认可的,由国家强制力保证实施的,以规定当家强制力保证实施的,以规定当事人权利和义务为内容的具有普事人权利和义务为内容的具有普遍约束力的社会规范。遍约束力的社会规范。全国人民全国人民代表大会或其常务委员会制定,代表大会或其常务委员会制定,国家主席签署主席令予以发布。国家主席签署主席令予以发布。效力高于行政法规、地方性法规
21、、效力高于行政法规、地方性法规、规章。规章。行政法规:行政法规:国务院根据全国人大常委国务院根据全国人大常委会以及法律的授权,制订并颁布的具会以及法律的授权,制订并颁布的具有法律约束力的规范性文件。国务院有法律约束力的规范性文件。国务院组织起草,国务院常务委员会审议,组织起草,国务院常务委员会审议,或者由国务院审批,总理签署国务院或者由国务院审批,总理签署国务院令后公布施行。一般有条例、办法、令后公布施行。一般有条例、办法、实施细则、规定等形式。其地位仅次实施细则、规定等形式。其地位仅次于法律,于法律,效力高于地方性法规、规章。效力高于地方性法规、规章。地方性法规:地方(指各省、自治区、直辖市
22、和地方性法规:地方(指各省、自治区、直辖市和较大的市)人大常委会批准,地方行政首脑签署后较大的市)人大常委会批准,地方行政首脑签署后发布实施。发布实施。效力高于本级和下级地方政府规章。效力高于本级和下级地方政府规章。如浙江省特种设备安全管理条例、鞍山市特种设备安全监察条例等等部门规章:部门规章:国务院部门组织起国务院部门组织起草,经部务会议或者委员会会草,经部务会议或者委员会会议决定,本部门首长签署命令议决定,本部门首长签署命令予以公布。仅在本部门的权限予以公布。仅在本部门的权限范围内有效。范围内有效。地方政府规章:由省、自治区、直辖市和较大的市地方政府规章:由省、自治区、直辖市和较大的市的人
23、民政府组织起草,经政府常务会议或者全体会的人民政府组织起草,经政府常务会议或者全体会议决定,省长、自治区主席、市长签署命令予以公议决定,省长、自治区主席、市长签署命令予以公布。仅在本行政区域内有效。省、自治区、直辖市布。仅在本行政区域内有效。省、自治区、直辖市的人民政府制定的规章效力高于本行政区域内的较的人民政府制定的规章效力高于本行政区域内的较大的市的人民政府制定的规章。大的市的人民政府制定的规章。如北京市电梯安全监督管理办法(2)技术法规 规定技术要求的法规,它或者直接规定技术要求,或者通过引用标准、技术规范或规程来规定技术要求,或者将标准、技术规范、或规程的内容纳入法规中。(。(ISO/
24、IECISO/IEC指南指南2 2)l 按照按照WTO/TBTWTO/TBT协议,技术法规是指协议,技术法规是指“强制执行强制执行的的规定产品特性或其有关加工和生产方法,包括适规定产品特性或其有关加工和生产方法,包括适用的管理规定的文件。技术法规也可以包括或专用的管理规定的文件。技术法规也可以包括或专门规定用于产品、加工或生产方法的术语、符号、门规定用于产品、加工或生产方法的术语、符号、包装、标志或标签要求。包装、标志或标签要求。”技术法规(技术法规( Technical Regulations )l随着科学技术的不断发展,人民生活水平随着科学技术的不断发展,人民生活水平的日益提高,法规的执行
25、越来越多地涉及的日益提高,法规的执行越来越多地涉及到技术问题,于是出现了规定技术要求的到技术问题,于是出现了规定技术要求的法规法规“技术法规技术法规”。l技术法规是保障国家安全、防止欺骗、保技术法规是保障国家安全、防止欺骗、保障人身健康和安全、保护动植物和环境的障人身健康和安全、保护动植物和环境的重要法律形式,它规定了最基本的技术要重要法律形式,它规定了最基本的技术要求和管理措施,是普遍性法律的支撑和延求和管理措施,是普遍性法律的支撑和延伸,为实现法律目标提供了具体的方法和伸,为实现法律目标提供了具体的方法和途径。途径。市场经济体制国家技术法规的共同特点市场经济体制国家技术法规的共同特点l限于
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