電 梯 的 起 源

電梯是現(xiàn)代多層及高層建筑物中不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。早在公元前1100年前后，我國(guó)古代的周朝時(shí)期就出現(xiàn)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(jiǎn)單卷?yè)P(yáng)機(jī)。

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

現(xiàn)代電梯興盛的根本在于采用電力作為動(dòng)力的來源。1831年法拉第發(fā)明了直流發(fā)電機(jī)。1880年德國(guó)早出現(xiàn)了用電力拖動(dòng)的升降機(jī)，從此一種稱為電梯的通用垂直運(yùn)輸機(jī)械誕生了。盡管這臺(tái)電梯從當(dāng)今的角度來看是相當(dāng)粗糙和簡(jiǎn)單的，但它是電梯發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。

雖然曳引式的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)早在1853年已在英國(guó)出現(xiàn)，但當(dāng)時(shí)卷筒式驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)還未被人們充分認(rèn)識(shí)，因而早期電梯以卷筒強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)的型式居多。隨著技術(shù)的發(fā)展，卷筒驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)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(qū)動(dòng)的電梯改為曳引驅(qū)動(dòng)，為長(zhǎng)行程電梯奠定了基礎(chǔ)，從此在電梯的驅(qū)動(dòng)方式上，曳引驅(qū)動(dòng)占居了主導(dǎo)地位。曳引驅(qū)動(dòng)使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)體積大大減小，而且還使電梯曳引機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)有效地提高了通用性。

從20世紀(jì)初開始，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)一步完善和發(fā)展，開始應(yīng)用于電梯拖動(dòng)系統(tǒng)，使電梯拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，對(duì)于電梯的普及有很大的幫助。

20世紀(jì)30年代，美國(guó)奧的斯電梯公司采用直流發(fā)電機(jī)——電動(dòng)機(jī)方式在紐約的102層摩天大樓內(nèi)安裝了74臺(tái)電梯，其中高額定運(yùn)行速度已達(dá)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(tái)電梯，其中高額定運(yùn)行速度達(dá)7m/s。

2.電梯控制技術(shù)的演變

早期電梯的控制方式幾乎全部采用有司機(jī)轎內(nèi)開關(guān)控制，電梯的起動(dòng)、運(yùn)行、減速、平層、停車等判斷均靠司機(jī)作出，操作起來很不方便。1894年，奧的斯公司開發(fā)了一種由層樓控制器自動(dòng)控制平層的技術(shù)，從而成為電梯控制技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)。

1915年，奧的斯公司又發(fā)明了由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)控制的微驅(qū)動(dòng)平層控制技術(shù)，它由一個(gè)電動(dòng)機(jī)專用于起動(dòng)和快速運(yùn)行，另一個(gè)則用于平層停車，從而得到了16∶１的減速范圍，運(yùn)行較為舒適，平層較準(zhǔn)。

為了解決乘客候梯時(shí)間長(zhǎng)的矛盾，1925年出現(xiàn)了一種集選控制技術(shù)。它能將各層站上下方向的召喚信號(hào)和轎廂內(nèi)的指令集中和電梯轎廂位置信號(hào)比較，從而使電梯合理運(yùn)行，縮短了乘客候梯的時(shí)間，提高了電梯運(yùn)行效率。這種技術(shù)使司機(jī)的操作大大簡(jiǎn)化，不再需要司機(jī)對(duì)電梯的運(yùn)行方向和停層選擇作出判斷，司機(jī)僅需按層樓按鈕及關(guān)閉層門按鈕。這一種控制技術(shù)現(xiàn)在還在廣泛使用，被認(rèn)為是電梯控制技術(shù)的一大進(jìn)步。

20世紀(jì)30年代，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)因其價(jià)格低，制造和維修方便而廣泛應(yīng)用于電梯上。用改變電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)的方法達(dá)到了雙速控制的要求，使拖動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，可靠性大大提高。目前我國(guó)大多數(shù)在用電梯均采用這種交流雙速變極拖動(dòng)控制。

早期的直流拖動(dòng)電梯，在發(fā)展到交流單、雙速拖動(dòng)后，隨著30年代高層建筑的發(fā)展，人們對(duì)電梯額定運(yùn)行速度的要求日益提高，產(chǎn)生了直流調(diào)速控制的直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的高速電梯。這一系統(tǒng)從開環(huán)、有級(jí)、有觸點(diǎn)控制發(fā)展到閉環(huán)、無級(jí)、無觸點(diǎn)控制系統(tǒng)。這是電梯控制技術(shù)的又一次進(jìn)步。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，從20世紀(jì)60年代末到70年代初，開始發(fā)展了應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)的交流調(diào)速拖動(dòng)，它從交流調(diào)壓調(diào)速進(jìn)而發(fā)展到變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)。它以其突出的節(jié)能效果在一定范圍內(nèi)（≤4m/s）取代了直流拖動(dòng)系統(tǒng)。這是目前正在大力發(fā)展的技術(shù)，被認(rèn)為是電梯拖動(dòng)技術(shù)的一次飛躍。

微電子技術(shù)的飛速發(fā)展使微電腦用于電梯的控制，正全面替代有觸點(diǎn)的繼電器控制方式。從而使電梯的拖動(dòng)控制，信號(hào)操作及自動(dòng)調(diào)度控制達(dá)到了一個(gè)新的高度。如今，微電腦的大量應(yīng)用及大功率半導(dǎo)體元件的技術(shù)發(fā)展使得電梯控制系統(tǒng)日益自動(dòng)化、智能化，交流調(diào)頻調(diào)壓技術(shù)也正向大功率、高速度方向發(fā)展。目前，這一技術(shù)的發(fā)展已使交流調(diào)速拖動(dòng)的電梯速度達(dá)到了7m/s，必將逐步取代直流拖動(dòng)電梯。