电梯运行从身着制服的乘务员手动开门和驾驶轿厢,发展到如今能够复制并改进这些功能的自动化系统。早期的实验采用气动和谐波驱动装置,其四段式运动曲线由恒速交流电机驱动。高压直流和电阻控制可以实现不同的开门和关门曲线,但难以实现低速扭矩,而固态脉冲宽度调制技术解决了这一问题,能够在低速下提供高扭矩。微处理器闭环控制和编码器反馈进一步优化了门的运动曲线,并减少了机械故障。以哥伦比亚和费马托公司的产品(例如ALURE和ROBUSTA)为代表的线性驱动装置,具有高扭矩皮带、更少的部件、更低的运行噪音、正面安装便捷以及符合规范的可靠性能等优点。
过去的服务员已经让位于高科技的自动化解决方案。
某个年龄段的人可能还记得汽车不是通过电子方式而是手动启动,通过转动手摇曲柄,或者当电话呼叫而不是拨号通过人工操作员路由时,或者当电梯由训练有素的服务员操作时。 电梯操作员通常穿着类似于今天门卫和礼宾员穿的制服,完全负责运行电梯。 他们的两个主要任务是打开和关闭门和/或大门以允许乘客进出,以及使用轿厢开关上的华丽杠杆“驱动”电梯从一层到另一层来启动和停止轿厢并进行调节它的速度。 该专业需要一定水平的经验和技能才能舒适安全地停车,因此它与每层楼的入口齐平,并尽可能顺利地手动打开和关闭车门。
手动操作的电梯无处不在,广泛存在于住宅和写字楼、百货公司、酒店和旅游景点。 20 世纪初,现代化导致自动电梯系统的发展,使乘坐的公众可以在没有人工操作员帮助的情况下使用电梯。 为了实现这一目标,操作员的两个主要职责变得自动化。 电梯在井道上下运动的轿厢开关控制让位于采用按钮的新型轿厢站面板,以及当今最先进的触摸面板。 采用电机、杠杆、皮带、离合器和联锁装置组合的自动门操作器取代了手动打开和关闭的门和大门。 虽然手动操作的电梯在世界各地仍然偶尔出现,但汽车站和自动门操作器的出现使它们在很大程度上成为过去。
实验导致了第一批自动门操作器,它使用气动系统、活塞、可逆油门检查和其他不太理想的设备。 创新最终导致了第一个实用解决方案和行业标准的发展——谐波算子,其中很多至今仍在使用。
新的谐波操作器机械地创建了一个由四部分组成的轮廓来打开和关闭门,这是必要的,因为早期的操作器是由恒速交流电机驱动的。 Columbia Elevator 总裁 LJ Blaiotta, Jr. 解释说:
“想象一下钟摆的摆动,这个概念就变得清晰了。 您会在摆动的一个极端看到一个缓慢的阶段,在中间点上升到快速移动,从中间点下降到较慢的移动,然后再次缓慢接近相反的极端。 在谐波系统的第一次运动过程中,门的线速度缓慢增加,使轿厢门和井道门安静地接合,并且在打开门时,为限流器和联锁装置留出时间脱开。 线速度在第二次运动中增加直到到达开门中点,在第三次运动中从中点到减速点减少,在第四次运动中减少直到门停止。”
对于谐波系统,门在打开和关闭时的移动速度是相同的,并且出于安全原因,寻求一种方法让门缓慢关闭而打开速度更快。 这导致了直流电机驱动操作器的发展。 为了创建用于打开和关闭的单独配置文件,引入了高压直流电机,由限位开关和电阻器控制,改变电机电流和电压并使门“知道”何时关闭。 一个缺点是电阻控制的直流电机在低速时扭矩低,这会导致移动较重的门时出现问题。
手动操作的电梯无处不在,广泛存在于住宅和写字楼、百货公司、酒店和旅游景点。
克服这个问题的过程导致了固态电机控制算子的引入,它允许使用脉宽调制 (PWM) 代替电阻来控制电机的速度。 PWM 发送持续时间不同的直流电机全电压方波脉冲来控制电机速度,从而在低电机速度下实现高电机扭矩并精确控制扭矩和加速度。 “它在概念上与我们汽车上的防抱死制动器有些相似,”Blaiotta 指出。 “与更高和更低级别的制动力不同,防抱死制动器始终向车轮施加全功率,但以测量的、快速的“爆发”或“脉冲”来准确控制汽车的运动。”
门禁进入电脑时代
20 世纪后半叶,电梯门操作员通过微处理器控制进入了计算机时代。 这是向前迈出的一大步,这使得重型装饰性大堂门和位于同一井道中较高位置的轻型门保持相同的门速度,以及无需调整开关或传感器即可创建和修改打开和关闭配置文件。 根据编码器反馈,闭环微处理器改变电机电流和电压,以确保门遵循编程的配置文件。 使用编码器反馈跟踪配置文件,电机电流根据需要变化,以确保门以指定的速率打开或关闭。 “简单来说,”Blaiotta 指出,“微处理器向电机'解释'了它需要做什么来打开和关闭门。 而且,将其与电机电流传感技术相结合,可以消除作为未来潜在问题根源的限位开关。”
多年来,门操作器技术的改进对最终用户、安装人员和电梯维护技术人员产生了积极影响。 它使门操作器的安装和维修变得更轻、更容易且成本更低,改进了地板到地板的速度时间,降低了机械故障的频率,并与 ASME 规定保持同步。 传统的谐波操作器具有许多优点,包括门开闭轮廓的机械创建,安装人员非常熟悉的经过验证的设计,其灵活性允许相同的设备用于各种打开类型并工作使用其他制造商的轨道和井道设备。
谐波算子面临挑战
然而,谐波算子确实存在一些缺点。 它们由许多带有轴承的运动部件组成,这些部件会产生噪音、松动和失效。 初始安装和设置相对复杂。 它们很重,导致平衡驾驶室出现问题。 它们的旋转部件和连杆增加了门设备的质量,并导致动能增加,从而影响了最短的门关闭时间。 它们安装在驾驶室顶部,要求提供大量的头顶空间。 驱动连杆通常安装在门的背面,这限制了装饰玻璃门的使用,而无需创建特殊面板来掩盖操作员组件。
最近,进一步的改进导致了线性算子的发展。 在这种形式中,门板由吊坠(吊架)移动,吊坠由蜗轮、电缆、链条或皮带驱动,延伸到开门所需的整个长度。 在引入美国之前在欧洲广泛使用,引入微处理器控制后,线性算子变得更加流行。 它们提供了许多新的优势。 它们由中央处理单元控制,使用高扭矩驱动皮带来降低噪音,并且运动部件更少。 许多型号不再需要限位开关。 对于安装人员/维护人员,优势包括与操作员结合的轨道组件、减少安装时间以及从汽车前部接触组件。 布莱奥塔说:
“Columbia Elevator 历来参与门操作器的发展,如今处于该技术的最前沿。 我们从 2007 年收购堪萨斯州的前蒙哥马利/通力工厂开始,该工厂生产谐波操作器已有 50 年的历史。 通过收购,我们获得了制造 MAC® 运营商的许可,我们继续这样做。 此外,为了解决住宅和有限用途/有限应用市场(MAC 算子太大太重)的问题,我们与全球最大的门制造商西班牙 Fermator 合作开发了自己的更轻、更小的 ALURE® 算子。 由于 Fermator 的欧洲门操作器不符合北美规范,我们通过从 Fermator 购买电机和编码器并将它们与美国尺寸的轨道结合以满足国内安全规范要求来做到这一点。”
通过与 Fermator 的合作,Columbia Elevator 认为北美市场已经为按照美国标准和规范构建的商业线性运营商做好了准备。 Fermator ROBUSTA™ 线性算子本质上是哥伦比亚 ALURE 产品的更强大版本,具有高级属性。 带有门开关、限流器、轨道和悬垂装置的操作器已预先安装到割台上。 它在 230 VAC 下运行,采用扁平直流永磁驱动电机,并采用可变电压、可变频率闭环控制器。 它具有运行安静的蛇形和高扭矩驱动皮带驱动机构。 它适合大多数驾驶室的横梁/头部空间,并可从汽车前部进行调节。 Fermator 安装在门上的离合器与 GAL 井道设备接口,悬垂螺栓的间距为 4.125 英寸,以便与为 GAL 钻孔的门配合使用。 Blaiotta 指出:“从手动电梯操作员时代到今天的 Robusta 技术,我们已经走过了漫长的道路。 幸运的是,我们看到对这项新技术的需求非常强劲!”











