2022年某项目电梯机房高温的报告 .pdf

1关于某项目电梯机房高温对设备影响的报告项目目使用单位：项目共有台垂直电梯，分布在大厦顶层机房内，进入夏季后，机房内温度有所升高，最高室温记录为40.3（附图 1 机房温度） ，甚至出现因控制柜逆变器高温检测引发的电梯死机情况。现就机房温升原因、影响及解决方案报告如下：一、 机房温度升高的原因1、机房本身的建筑结构位置电梯机房设在大厦顶层， 有的机房大厦顶层是一个凸起专用的房间，机房的屋顶和四面墙都是外墙，它的温度与温室温度紧密联系，从而影响室内的温度。在夏季高温天气，室外温度高，外墙温度也就高，从而导致机房室内温度的升高。对一个房间而言，外墙所占比例越大，室内温度受室外温度的影响越大。2、电气系统散发的热量机房电气系统的主要发热部件有变频器、制动电阻、电动机。其中变频器和电动机是由于本身效率原因，消耗一部分电能，以热量的形式释放出来；制动电阻是把电梯再生发电的电能消耗掉，以热量的形式释放出来。这两部分热量都散发到机房内导致室温的升高。（1）变频器变频器由主回路和控制回路组成。主回路是给电动机提供调压调频电源的电力交换部分，由整流器、平滑回路、逆变器三部分组成。其中逆变器中的逆变元件绝缘栅双极晶体管（IGBT）是变频器最主要的发热源。大厦电梯的逆变器内共有 5 个 IGBT 模块， IGBT 的发热主要集中在开和关的瞬间。因此开关频率高名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2时变频器的发热量就变大。而电梯用的变频器需要频繁的启动，从而释放大量的热量。 （附图 2 逆变器外部温度）附图 1 机房室温附图 2 逆变器外部温度（2）制动电阻制动电阻本身就是消耗能量转化成热量的，例如：电梯空载上行时，对重比轿厢重，主机转子转动，切割定子线圈磁力线运动，产生自发电，使电机由电动状态转变为发电状态，而这种再生能量会通过变频器的制动单元，最终由制动电阻以热能的方式消耗掉。 （附图 3 散热电阻温度）（3）电动机电动机运行本身有一定的电能消耗。根据电动机的热量公式Q=I2Rt，电动机运行中释放的热量与电流的平方成正比。而电动机在启动和制动过程中电流最大，电梯作为垂直运输的交通工具， 又要频繁地启动和制动， 会产生大量的热量。（附图 4 电动机温度）附图 3 散热电阻温度附图 4 电动机温度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3二、 机房高温对电梯正常运行的影响1、对电气控制系统的影响（1）高温易引起变频控制板程序异常大厦三菱电梯采用了全电脑交流变压变频（VVVF ）技术，微机控制板上的电子器件通过电压、电流大小比较进行逻辑控制，响应执行外部指令。由于电子器件的材料温度特性，在高于允许温度范围时，电子器件逻辑判断会出错，微机控制板不稳定，电梯容易发生故障，影响正常运行（例如电梯正常运行中平层开门停梯，瞬间恢复等），同时维修起来也不易发现故障点。（2）高温易损坏电子元器件（a）变频器变频器的故障率随温度的升高而成指数的上升，使用寿命随温度的升高而成指数的下降，环境温度升高10，变频器使用寿命减半。当环境温度超过允许温度时， 将使变频器逆变电路中逆变器件的参数开通时间和关断时间发生变化，导致在交替过程中，一个器件已经导通，而另一个器件却未来得及关断，引起同一桥臂的上、下两个器件间的“ 直通” ，使该部分处于瞬间短路状态，逆变器瞬间立即被损坏，变频器不能正常工作。同时温度升高变频器的绝缘性能就会大大降低，很容易导致变频器损坏，造成电梯故障。（附图 5 损坏的 IGBT 模块）附图 5 损坏的 IGBT 模块名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4（b）制动电阻当环境温度过高时，很容易使制动电阻散热时间过长，如果电梯运行频繁，制动电阻的热量多次累积，最终导致制动电阻温度过高而损坏，甚至造成火灾等安全事故。随着高温时间的延长，制动电阻的散热效果也会降低，从而引发其它关联元件的性能下降，甚至损坏。（c）其他电子元器件接触器、继电器、变压器这些电子元器件在工作时，由于电流通过导体和线圈而产生电阻损耗；交流电路中由于交变电磁的作用，在磁体内产生涡流及磁滞损耗。所有这些损耗，几乎全部都转变为热能，这些热能一部分散失到周围的介质中，一部分则滞留在电器中，使电器温度升高。此时，若环境温度过高，则各电子元器件散热状况就差，一是会使电子元器件的可靠性大大降低；二是会降低电子元器件的使用寿命，甚至损坏电子元器件。统计资料表明电子元器件温度每升高 2，可靠性下降10%，温升 50时的寿命只有温升25时的 1/6。2、对机械系统的影响电梯机房的机械系统主要是曳引机，曳引机通常由电动机、 制动器、减速箱、曳引轮、导向轮、机架等组成。（1）对曳引电机的影响当环境温度超过机房的允许温度时，会严重影响曳引电机的散热， 由于电机的频繁启、制动，电机本身会释放大量的热量，而机房的高温又不能及时排除，电机持续在高温环境运行， 很容易烧坏线圈， 损坏电机。夏季高温天气时间较长，长期高温将严重影响了电梯电动机的使用寿命。（2）对减速箱的影响名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5减速箱由蜗轮、蜗杆组成，大厦电梯蜗杆选用硬度高、 刚性好的镍铬合金钢，蜗杆表面须经淬火或渗碳等硬化处理。蜗轮轮缘选用低摩擦系数的磷青铜经机加工而成。由于各种材料的热膨胀系数不同，而且蜗轮的热膨胀系数大约是蜗杆热膨胀系数的 1/2，当机房温度高于40时，空气中的热量与减速箱内各零部件旋转、摩擦产生的热量，两者加在一起，减速箱内的温度就会更高，持续的高温则引起零部件的热膨胀，从而破坏减速箱内蜗轮蜗杆的制作精度，使涡轮轴和蜗杆轴的轴向游隙减小，啮合面增大，使摩擦面的摩擦力增大，磨损加速，严重时会影响电梯运行的舒适性，同时还会产生异响，损坏蜗轮蜗杆（例如：乘坐电梯时会听到电梯机房有轰隆隆的异声，轿厢内也会有异常震动等）。同时，减速箱内持续的高温也会使润滑油粘度下降，不利于润滑油膜的生成，还会加速润滑油的氧化，影响蜗轮蜗杆的润滑效果，使得蜗轮蜗杆磨损加大。三、如何控制机房温度1、建筑结构方面一般情况下，电梯机房做外墙保温处理， 降低夏季高温天气中室外温度对室内设备的影响。大厦外墙结构已经无法改变，此法不做考虑。2、采用节能装置把控制柜中制动电阻的热能转换为电能回馈到电网中，既可以消除发热源，又起到节能作用。 根据试装测量结果显示， 能量回馈量可达15%-25%，可以收到绿色环保的效果，但该类系统设备在国内处于起步阶段，价格稍高，故障返厂维修率偏高，故不做考虑。3、 安装通风降温设备在自然通风状态下， 安装通风设备，或者安装空调，以满足机房温度的要求。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6目前大厦电梯通风风机与窗户无法形成有效空气对流，对改善温度作用不大。大厦建筑不容更改，无法再开通风孔来满足对流要求。建议考虑安装制冷空调。由专业暖通人员针对机房面积、设备使用率、设备散热量进行充分计量，设计安装可以有效改善机房环境温度的空调设备。目前大厦电梯出现的停梯故障， 发生在下班高峰期， 电梯绝大数是空载上行，系统处于发电状态，机房内空气流通量不够，机房内温度上升，散热电阻不能进行有效散热，逆变器检测到高温而保护停止。 根据大厦多年来电梯运行状况分析，大厦电梯机房内设备在夏季一直是处于高温状态（夏季室温 35-40） ，设备的元件性能较安装之初已经有所下降，甚至损坏。5 月 22日至 26 日， 在下班高峰期使用热成像仪对机房设备进行了温度监测。电阻温度最高，一般在140-280之间，监测到的最高值为342（电梯连续多次运行热量累计时）；逆变器外部温度一般在60-80范围；电动机和减速箱温度在 70左右（附图 6 减速箱温度） ，室温均在 35以上。附图 6 减速箱温度附图 7 机房室温现已临时在部分机房内设置强力风扇，强制使机房内空气形成对流状态，以降低机房温度，经一周的温度监测显示，放置风扇后，温度改善不明显，较其它名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7机房温度低 2-3（附图 7 机房室温） 。建议大厦电梯机房内加装制冷空调，以达到长期有效控制机房温度，减少设备因高温导致性能下降而引发的故障，延长设备使用寿命。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -