电梯水平震动及噪音控制
http://wWW.LWlm.Com随着社会的进步和科技的发展，人们对自己所居住的环境质量的要求不断的升高。随着高楼的不断建设，电梯已经成为人们生活中必不可少的交通工具。电梯的水平震动和噪音，一直都是想象电梯乘坐环境的两个主要因素。本文以电梯的水平震动和噪音为基础，对电梯的水平震动和噪音的产生原理进行了分析，并提出了相应的解决措施。希望本文能为电梯的降震降噪方面有所帮助。
1 电梯水平震动与噪音产生的原因 1.1 水平震动分析 电梯水平震动的影响因素有很多，其中包括：滚动导靴的导轮外形、导轨的安装和制造误差、井道外形结构以及井道气流、乘客负载的变动和轿厢的静平衡状态、轿厢速度运行的高低等。 电梯震动的一个重要来源就是导向系统。导轨接头的台阶和间隙与导轨的垂直度是电梯水平震动的重要原因，在电梯的运行速度低于5m/s时，电梯导轨的不平度，是电梯水平震动的主要震源。所以，现今针对水平震动的研究，一般是针对导轨的激励。电梯导轨的扰动模型有：脉冲激励模式、二角和阶跃激励模式和正弦和阶跃激励模式。在轿厢的水平震动中导靴也是其来源的一种，对于滚动导靴电梯，当导轮外缘有干扰或导轮外形不规则时，都会引发电梯震动。电梯的震动是电梯质量和舒适性好坏的重要的标准，需要对其进行定量的比较。电梯的震动分：起动、制动和电梯的平稳运行。本文主要针对电梯的平稳运行的过程。评价电梯震动的方法有：加速度均方根、平均值和峰值评价法等三种。 轿厢噪音的产生原因有电梯系统自身和轿厢运行中推动空气产生气流等。电梯系统自身噪音有：（1）电梯的曳引机的刚性放置而引发的噪音；（2）电梯的驱动方式所引发的噪音；（3）机房内的电梯的马达启动和停止时，抱阀触点动作，进而引发的噪音；（4）电梯的电气控制柜柜继电器的触点动作所引发的噪声；（5）电梯轿厢通风、开关门装置引发的噪音；（6）轨道与轿厢之间的摩擦所引发的噪音；（7）播音系统引发的噪音。风噪，是电梯在高速的向下运行的时侯，前进方向上的空气受到轿厢的挤压，气体的压强增大，迫使气流的上升，进而挤压井道和轿厢之间的空隙，从而形成了噪音。 2 电梯水平震动和噪音的控制措施 2.1 电梯水平控制的措施 在震动领域中，震动的主动控制是主动控制技术的一项很重要的应用，包括闭环和开环两种类别的控制方式，其中，震动控制的主要闭环系统是由下面几个环节组成的。①作动器：作动器也可以叫做作动机构，它是一种可以提供作用力矩或作用力的装置，作用力矩或者作用力能够直接的施加在受控对象之上；②受控对象；③测量系统：测量系统包括有滤波器、传感器、放大器以及适调器等，它们能把受控对象的震动等相关的信息转换并且传输至控制器的输入端的各个环节；④控制器：控制器是主动控制系统的核心环节，它的作用就是实现所需要的控制律；⑤能源：作动器在运行过程中所需要的外界能量就是由它提供的，它与作动器是形式对应的关系，包括有：电源、气源和油源等。 在震动系统中，震动的主动控制技术主要有：系统的实现、控制器的设计和系统模型的分析与建立等这几个方面。同时，相对应的，主动控制电梯水平震动主要从下面三个方面对其进行分析和研究。 （1）主动控制模型的建立 主动控制系统中，系统的设计要从受控对象的模型的建立开始。同时，在此的基础之上，确立系统对于设计方面的要求，进而对其进行形式化描述；然后选择几种或一种设计的方法进行对控制系统的设计，并且进一步的依附于模型或仿真实验来进行判别设计的控制系统是不是符合性能的要求。该设计的模型，最主要的指的是数学模型，就目前而言，现有的电梯水平震动模型，具有过于复杂或精度不够的缺陷。所以，进行震动主动控制的必要前提是建立比较系统的模型。 （2）配置传感器和作动器 传感器和作动器在控制器和受控对象之间建立了相关联系，它们的配置、制造以及设计对于控制系统而言，具有着非常重要的意义。通常用到的作动器有压电式、伺服液压式、电动式、伺服气动式、电流变流体和电磁式等等。传感器是用来从系统中提起受控对象相关的震动信息和检测系统信号等；在进行配置的时候，可以依据实际不同的需要选择比较合适类的传感器。此外，实现作动器和传感器的合理配置，舍得作动器和传感器的位置和数目在消耗量最小的条件之下，获得最好的控制效果，也是主动控制系统的一个比较重要的研究内容。当前，已经出现了许多种优化准则，比如最大化的主动阻尼耗能原则等。 作为主动控制系统的执行机构，作动器在震动主动控制系统中，是一个非常重要的部件。所以，开发出一种新型的具有高可靠性、实用性强和高精准度的作动器也是主动控制系统的重要研究内容。 （3）设计控制策略 在震动主动控制系统中，其的核心问题就是控制策略的设计。它需要依据实际中控制对象的具体情形采取不同的控制策略。我国当前所建立的电梯的水平震动模型，全是将电梯系统当做线性系统。基于此，在进行设计控制策略之时，不应过多的借助那些经典的控制理论。因为，根据电梯的震动的实际情况分析，电梯轿厢所产生的水平震动，是由许多因素共同作用而造成的。电梯系统是存在着非线形特性的随时变化的系统，所以，经典的控制理论在实际的应用之中具有很大的局限性。最优化的预测控制和控制等较 为先进的控制理论以及神经网络控制、模糊控制等智能化的控制理论，在实现实际中电梯水平震动的主动控制中，提供了更为有效的控制途径。 2.2 噪音的控制措施 （1）运行过http://wWW.LWlm.Com程之中，针对电梯系统自身噪音的措施 随着社会的发展与科技的进步，电梯系统中应用的新技术也越来越多。如：传统的斜齿轮传动和蜗轮蜗杆方式，因为其效率低而且噪音大等，在实际中应用中正在逐渐的被淘汰。轿厢内所采取的控制噪音措施有：可以依据实际情况，如依据门的风压和重量等具体情况调整开关门的速度和力度，从而实现降低噪音的效果；轿厢的门机采用当今先进的永磁同步的电机，其降低噪音的效果也很显著；采用音调柔和的播音器于轿厢的内部播音系统，也能够起到降低噪音的效果；以及轿厢内部冷却风扇可以采用带有隔音罩的风扇等。针对机房之内的噪音措施针对机房噪音，在实际中可以采取的措施有：增设减震橡胶于支撑钢梁和曳引机底座，避免电梯在运行的过程中和建筑物产生共振；采用现有先进的永磁同步曳引机，最大限度的降低机房的噪音，同时还能节约电能和提高工作效率；采用微电脑控制方式，淘汰那些传统的继电器控制方式以及采用内涨式的电磁抱阀制动器等等。井道内噪音的控制措施有：采用无手脚架式的电梯安装工艺，提高电梯安装的垂直精度，尽可能的减少因为震动所引起的噪音；采用高精确度的导轨；导轨与轿厢之间，采用现今比较先进的电子滚轮导靴，减少因震动产生的噪音以及采用超薄垫片填平导轨之间的接驳处缝隙，避免在电梯运行过程中，因气流的冲击而产生的噪音等。 （2）在电梯的运行过程中，针对风噪所采取的措施 风噪所产生的原因和建筑的设计有着很大的相关性，在建筑的设计过程中，开发商往往为了节约空间而要求压缩井道的尺寸；尤其在单井道的设计之中，若井道尺寸的余量如果过小，在电梯的运行过程中，活塞效应则会强烈，气流碰撞轿厢和井道壁，会引起十分严重的风啸声和震动，厅门处和轿厢内均能够清晰的听见。针对于电梯的设计可采取的噪音控制有：采用双轿壁的电梯设计；加厚轿壁钢板的设计选材，降低气流的冲击对轿厢的影响；超高速的电梯可以增设上下防风罩；于轿壁之外包隔音材料；于轿厢底部增设降震橡胶以及厅门的门槛到下层厅门的门头增设防风板等。针对建筑设计中可采取的噪音控制措施：井道的设计和施工要尽可能的平整；尽量的放大井道的此存余量；根据电梯的具体情况，在井道的顶部开设一或两个不小于0.15平方米的泄压口以及于电梯的大堂设当的设计防风门等。 小结： 电梯的震动和噪音是影响电梯乘坐舒适性的主要原因。在实际的应用中，造成电梯震动和噪音的因素有很多。在对震动和噪音进行控制的时候，应当根据具体的情况，依据科学的方法，采取合理的方式进行控制和降低。同时，还需要我们不断的研究与创新，为广大乘客提供一个舒适良好的电梯乘坐环境。