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電梯的起源

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電梯的起源

發布日期:2018-04-22 作者: 點擊:

電 梯 的 起 源


電梯是現代多層及高層建筑物中不可缺少的垂直運輸設備。早在公元前1100年前后,我國古代的周朝時期就出現了提水用的轆轤,這是一種由木制(或竹制)的支架、卷筒、曲柄和繩索組成的簡單卷揚機。

由于早期升降機大都采用卷筒提升,棉麻繩牽引,斷繩墜落事故時有發生,因而電梯的發展受到了考驗。1852年,41歲的美國人奧的斯發明了一種安全鉗,在吊索斷裂時,它能將轎廂鎖住在導軌上,防止下墜。從此老式升降機發生了一次重大變革。1854年,在紐約“水晶宮”展覽會上,奧的斯親自表演了安全鉗的性能,他站在高高的升降機平臺上,然后把吊索割斷,在觀眾們的一片驚呼聲中,平臺被安全鉗穩穩地咬住,奧的斯先生安然無恙地走下了平臺。由此開始,電梯的防墜安全性能有了可靠的保證。

現代電梯興盛的根本在于采用電力作為動力的來源。1831年法拉第發明了直流發電機。1880年德國早出現了用電力拖動的升降機,從此一種稱為電梯的通用垂直運輸機械誕生了。盡管這臺電梯從當今的角度來看是相當粗糙和簡單的,但它是電梯發展史上的一個里程碑。

雖然曳引式的驅動結構早在1853年已在英國出現,但當時卷筒式驅動的缺點還未被人們充分認識,因而早期電梯以卷筒強制驅動的型式居多。隨著技術的發展,卷筒驅動的缺點日益明顯,如耗用功率大,行程短、安全性差等等。1903年,奧的斯電梯公司將卷筒驅動的電梯改為曳引驅動,為長行程電梯奠定了基礎,從此在電梯的驅動方式上,曳引驅動占居了主導地位。曳引驅動使傳動機構體積大大減小,而且還使電梯曳引機在結構設計時有效地提高了通用性。

從20世紀初開始,交流感應電動機進一步完善和發展,開始應用于電梯拖動系統,使電梯拖動系統簡化,對于電梯的普及有很大的幫助。

20世紀30年代,美國奧的斯電梯公司采用直流發電機——電動機方式在紐約的102層摩天大樓內安裝了74臺電梯,其中高額定運行速度已達6m/s。西屋電器公司也于1937年在紐約70層的“洛克菲勒”中心安裝了75臺電梯,其中高額定運行速度達7m/s。

2.電梯控制技術的演變

早期電梯的控制方式幾乎全部采用有司機轎內開關控制,電梯的起動、運行、減速、平層、停車等判斷均靠司機作出,操作起來很不方便。1894年,奧的斯公司開發了一種由層樓控制器自動控制平層的技術,從而成為電梯控制技術發展的先導。

1915年,奧的斯公司又發明了由兩個電動機控制的微驅動平層控制技術,它由一個電動機專用于起動和快速運行,另一個則用于平層停車,從而得到了16∶1的減速范圍,運行較為舒適,平層較準。

為了解決乘客候梯時間長的矛盾,1925年出現了一種集選控制技術。它能將各層站上下方向的召喚信號和轎廂內的指令集中和電梯轎廂位置信號比較,從而使電梯合理運行,縮短了乘客候梯的時間,提高了電梯運行效率。這種技術使司機的操作大大簡化,不再需要司機對電梯的運行方向和停層選擇作出判斷,司機僅需按層樓按鈕及關閉層門按鈕。這一種控制技術現在還在廣泛使用,被認為是電梯控制技術的一大進步。

20世紀30年代,交流感應電動機因其價格低,制造和維修方便而廣泛應用于電梯上。用改變電動機極對數的方法達到了雙速控制的要求,使拖動系統結構簡化,可靠性大大提高。目前我國大多數在用電梯均采用這種交流雙速變極拖動控制。

早期的直流拖動電梯,在發展到交流單、雙速拖動后,隨著30年代高層建筑的發展,人們對電梯額定運行速度的要求日益提高,產生了直流調速控制的直流電動機拖動的高速電梯。這一系統從開環、有級、有觸點控制發展到閉環、無級、無觸點控制系統。這是電梯控制技術的又一次進步。

隨著電子技術的發展,從20世紀60年代末到70年代初,開始發展了應用交流電動機的交流調速拖動,它從交流調壓調速進而發展到變頻變壓調速系統。它以其突出的節能效果在一定范圍內(≤4m/s)取代了直流拖動系統。這是目前正在大力發展的技術,被認為是電梯拖動技術的一次飛躍。

微電子技術的飛速發展使微電腦用于電梯的控制,正全面替代有觸點的繼電器控制方式。從而使電梯的拖動控制,信號操作及自動調度控制達到了一個新的高度。如今,微電腦的大量應用及大功率半導體元件的技術發展使得電梯控制系統日益自動化、智能化,交流調頻調壓技術也正向大功率、高速度方向發展。目前,這一技術的發展已使交流調速拖動的電梯速度達到了7m/s,必將逐步取代直流拖動電梯。

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