电梯状态在线监测技术详解
电梯状态在线监测技术详解
电梯作为现代建筑中不可或缺的垂直交通工具，其安全运行至关重要。本文将详细介绍电梯的结构组成、常见故障类型及其监测方法，帮助读者全面了解电梯状态在线监测的技术要点。
电梯的结构组成
电梯主要由以下系统组成：
- 曳引系统
- 导向系统
- 门系统
- 轿厢系统
- 重量平衡系统
- 电力拖动系统
- 电气控制系统
- 安全保护系统
主要故障类型
电梯的故障可分为机械故障和电气故障两大类。
机械故障
机械故障按电梯的各个子系统可划分为：
- 曳引系统故障
- 导向系统故障
- 轿厢故障
- 门系统故障
- 平衡装置故障
- 安全系统故障
其中，影响乘用质量且对乘客心理影响较大的故障主要包括曳引系统故障和导向系统故障。
电梯机械系统故障的主要原因包括：
- 电梯润滑系统故障及日常保养不到位导致转动部件润滑不良
- 易损部件使用频率高且更换不及时
- 长期运行导致的螺栓螺钉松动
- 平衡系数配置不当
- 建筑物倾斜或移位
电气故障
电气故障主要由元器件老化、传感器损坏、外部环境恶劣等因素造成。其特点是故障较难判别，但电信号容易检测，可通过逻辑分析判断故障所在。
监测方法
轿厢振动信号采集
根据《GBT10058-2009电梯技术条件》，轿厢振动的相关要求如下：
- 乘客电梯启动加速度和制动减速度最大值均不应大于1.5m/s²
- 当电梯额定速度为1m/s<V<2m/s时，A95加减速度不应小于0.5m/s²；当电梯额定速度为2m/s<V<6m/s时，A95加减速度不应小于0.7m/s²
- 乘客电梯轿厢运行在恒加速度区域内的垂直（Z轴）振动的最大峰峰值不应大于0.3m/s²，A95峰峰值不应大于0.2m/s²
- 乘客电梯轿厢运行期间水平（X轴，Y轴）振动的最大峰峰值不应大于0.2m/s²，A95峰峰值不应大于0.15m/s²
- 乘客电梯轿厢运行时，垂直方向和水平方向的振动加速度分别不大于0.25m/s²和0.15m/s²（单峰值）
电梯曳引机振动信号采集
若轿厢在平滑垂直的导轨上运行，可以认为轿厢所受的激励是一个平稳随机过程。但如果导轨存在缺陷或者导轨接头部位偏差较大时，相当于突然给轿厢加入了一个冲击激励，故而引起了轿厢水平振动量增大，轿厢振动曲线中会出现较大波动，在该时间点处信号振动幅值增大，能量增加。由于电梯轿厢水平振动的固有频率较低，所以由导轨强激励引起的低频信号振动能量的增加，影响电梯水平振动的因素有很多，其中最主要的是导轨的安装质量和导靴的磨损以及导轨表面轮廓，尤其是导轨在接头处的安装偏差以及导轨过大的挠度。电梯的振动信号会随着其运行状态的变化而变化，因此，其时域指标也会随之发生改变。
监测方案
- 振动监测
采用三格电子的三轴加速度传感器，监测转子故障。（参考产品说明书：三轴MEMS加速度传感器，型号：SG-MEMS-XYZ-V1）
- 转子不平衡时域图
- 转子不平衡频谱图
- 转子不对中时域图
- 转子不对中频谱图
- 压力、温度监测
在空压机出口处设计温度传感器，对排出气体的温度数据进行实时收集传输，保证在超出预警值温度时及时做到报警停机处理。在空压机腔体设计压力传感器，对排出气体的压力数据进行收集监测，超出预警值压力时及时进行报警停机处理。
- 电机振动以及电气特性监测
采用三格电子的电机运维模组监测电机健康状态，可以及时发现电机故障。（参考产品说明书：电机预测性维护模组，型号：SG-Motor-431）
小结
电梯状态在线监测方案通过对转子、进气阀门、油液分离等关键部件以及电机进行传感器数据监控，能够及时发现潜在问题并预警，对于保障电梯安全运行具有重要意义。