产品︱检测电气开关在垂直电梯制动器中的作用分析
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广东省特种设备检测研究院湛江检测院的研究人员邓力，在2016年第6期《电气技术》杂志上撰文，主要探讨检测电气开关在垂直电梯制动器中的作用，在全文具体论述中首先分析了垂直电梯制动器检测电气开关的作用，并就制动器检测开关失效类型进行分析，其次分析了垂直电梯制动器检测中存在的问题，最后重点论述了提高垂直电梯制动器检测的有效对策。
垂直电梯是建筑物中重要的运输工具，通常用于人和货物的运输，因此对于电梯的各项安全要求较为严格。制动器作为电梯运行的主要部件，制动性的工作稳定性直接关系着电梯的正常运行。在《电梯制造与安装安全规范》（7588-2003）中明确规定了制动器相关要求，这些要求是保障电梯正常运行的基础。本文主要探讨的是垂直电梯制动器检测电气开关作用，具体分析如下：
1垂直电梯制动器检测电气开关作用分析
1.1 保证轿厢上行超速更安全
当前在电梯上使用较多的就是永磁同步电动机，这种电机制动器的制动力矩较大，制动器直接作用在曳引轮或曳引轮轴，此外，该制动器同时也充当了上行超速保护装置的减速元件。轿厢上超速保装置具体的需要满足GB 7588-2003的9.10.5中的要求：也就是在制动器反应时，应该有对应的电气安全装置发生动作。
限速器作为轿厢上行超速速度的监控元件，同时也是电梯安全保护系统中一个重要的控制部件。运行中的电梯，一旦轿厢发生超速或者坠落，如果其他保护装置失效，限速器将和安全钳发生会联动反应，避免轿厢的超速或者坠落，在限速器中设置有符合GB 7588-2003第14.1.2项要求的电气开关。
图1所示为离心式压绳限速器示意图，从示意图中可以看出，气开关设置在轿厢上行超速保护装置的前端，但是该电气开关并没有检测到减速元件的工作状况，因此在减速元件上通过安装电气开关可在一定程度上使得轿厢上行超速保护更安全[1]。
图1 离心式压绳限速器示意图
注：其中1表示电气开关，2表示甩块，3表示触杆，4表示绳轮，5表示弹簧，6表示压杆。7表示压块，8表示制动轮，9表示底板
1.2 检测制动器工作间隙况态
制动器在同样的制动力臂下，松间隙平均值越大则电磁铁松闸间隙越大，电磁制动器励磁线圈所要求的总磁动势∑AT(线圈电流×线圈匝数）计算公式如下：
在上式中N表示线圈匝数（圈），I表示线圈电流（A），Bg表示磁通密度（Wb/m2)，U2表示空气导磁率=4π×10-7（Wb/m2)，表示空气全间隙长（mm)， HI表示铁心部磁场强度（Wb/m2)，LI表示铁心部HI磁场的磁路长（m）。
将上述复杂的公式进行简化，最终可得到
在上式中δeg表示等效铁心间隙（mm)，δs表示动铁心插进滑动间隙（mm)，G4表示吸引时的铁心间隙（mm)，St表示铁心行程（mm)。
结合上述公式可知在δs越小的情况下，总磁动势∑AT也就越小，所以电梯生产厂家在生产过程中在满足制动力矩要求的基础上，为了尽可能的降低成本，通常会减少制动器线圈匝数，减小损耗，减少线圈电流。
在电梯运行过程中制动器需要打开，同时需要有制动间隙，此外，在电梯停止时制动器可以抱闸。电梯在正式安装之前，电梯生产厂家会通过调整微动开关的动作间隙，在微动开关作用下检测δ空气间隙，根据这一检测结果对制动器的运行况态进行评价。
因此制动器工作间隙况态通过制动器电气开关的检测可实现监测，从而确保制动器工作间隙在正常工作中满足相关要求[2]。
1.3 符合现行相关规范要求
电梯安装过程中除了满足《电梯制造与安装安全规范》中的相关内容外，对于电梯中一些重要设备的相关性能也做了相关规定。比如：电梯曳引机是电梯运行中的主要动力设备，在电梯运行中发挥着重要作用。在《电梯曳引机》（GB/T24478-2009）中对电梯的制动器给出了相关要求。
在该规定中的4.2.2.2项明确提出:在制动轮(盘)施加制动力的所有制动机械设备至少应该分成两组进行设置。对每一组机械部件的运行情况进行监测，如果其中任何一组部件失效，曳引机必须立即停止运行或者无法启动。此外，在满足荷载要求以及运行速度情况下轿厢可以减速运行。
2 制动器检测开关失效类型
2.1 串联失效
在电梯制动器中将检测开关串联到控制主板上，通过控制面板上的端口完成参数的设置，相关参数实现开关的接通与关闭，电梯制动器在出厂时已经进行调试，但是还是会存在串联失效，具体有：
①制动器检测开关在调试过程中没有开通主板功能；②在维修过程中更换不同型号的电气开关后忘记调试、校核；③电梯长时间的运行使得制动器温度升高，内阻增加，相应的内耗也会增加，松闸能力有所降低，不能保证完全松开；④电梯使用时间较长使得制动片出现磨损，改变了松闸间隙。
当前永磁同步电动机在垂直电梯中得到了广泛应用，通常情况下的松闸间隙可以控制在0.11~0.19mm之间，同时制动器的气隙δ也可以控制在0.3~0.55m之间，结合制动器工作间隙的相关计算公式可知，在松闸间隙以及弹簧应力减小的情况下会影响到δS的变化，而δ空气≈δeg+δs≈0.8(St+G4)t+δs，也就是说在δeg恒定的情况下，随着δs的变大δ空气逐渐增加，同时制动力矩逐渐减小，在一定程度上可能使得制动力与现有规范中规定的内容出现差异，造成制动失效。
2.2 并联失效
电梯制动器检测开关在并联过程中，同样可能造成制动器失效，电梯制动器检测开关并联会造成《电梯曳引机》（GB/T24478-2009）中4.2.2.2以及4.2.2.3项中电气检测功能失效，影响到制动器的制动效果。
3 垂直电梯制动器检测中存在的问题
3.1 制动器开关检验力度不够
不管是电梯的制动器还是电梯制动器的检测开关，在电梯安全运行中发挥重要作用，作为电梯生产厂家以及电梯安装管理部门，在电梯制动器以及制动器开关检测上应该严格的遵守质量管理办法以及相关质量验收标准。
但是在实际的电梯制动器开关检验中，检验力度存在严重缺陷，不重视实际操作，过于形式化，执行力差，检验目标不明确，这些问题不仅会影响到电梯的安全运行，同时严重威胁到用户的生命安全。
3.2制动器本身存在缺陷
当前我国电梯制动器质量方面存在较多问题。在电梯制动器检验过程中采用随机抽样方法，部分电梯制动器出现漏检，造成电梯制动器出现质量问题，出现的质量问题导致电气开关无法正常工作，制动器质量问题也是电梯制动器检验中需要重视的[3]。
4 提高垂直电梯制动器检测的有效对策
4.1 增强制动器质量控制意识
在电梯制动器生产过程中高度重视质量控制，具体的有：
①定期对企业员工进行思想道德素质教育，提高企业员工工作中的责任心，提高制动器生产过程中的质量控制意识；②定期召开电梯事故分析会，通过电梯事故案例分析，引起电梯生产企业在质量方面的认识，总结经验，吸取教训，提高企业在制动器生产过程中的质量控制；③建立专门的质量监督部门负责电梯制动器的质量检验和监督工作，制定相应的赏罚制度。通过一系列的措施提高电梯制动器生产过程中的质量控制，保障电梯制动器的质量。
4.2完善质量管理体系
质量问题的出现表明现有的质量管理体系尚不完善。不同的电梯制动器生产部门应加强交流，发现问题，对现有的质量管理体系进行全面评价，解决潜在的问题，重视相关质量检测设备的质量控制，对于质量管理体系中过于陈旧的内容可适当的进行删减，与当前的质量要求保持统一。当然完善的质量管理体系需要具备一定的可操作性和实践性，避免过多形式化内容。
5 结论
电梯在城市发展过程中发挥的作用是显而易见的，特别是高层建筑的快速发展，垂直电梯已经成为了建筑物中必不可少的一部分，定期的做好电梯检测是保证电梯安全运行的前提，而制动器工作检测在整个电梯检测过程中具有重要作用，明确电梯制动器电气开关的检测作用并重视检测工作可有效减少电梯事故。