一种电梯轿厢意外移动保护装置的改进设计

本文刊登于2026年第3期
作者信息：王保卫/ 深圳市特种设备安全检验研究院
[摘要] 电梯轿厢发生意外移动容易引发严重事故，各电梯企业都在积极探寻一种可靠的电梯轿厢意外移动保护装置。电梯轿厢意外移动保护装置的减速部件比较典型的是工作制动器，故在本文中仅讨论以工作制动器作为减速部件的轿厢意外移动保护装置。介绍了电梯轿厢意外移动保护装置的组成部分及各组成部分的工作原理。分析了现有电梯轿厢意外移动保护装置存在的风险，提出了一种改进设计方案。该改进设计方案是：在原有电梯轿厢意外移动保护装置的基础上，增设一套辅助制动器和一套独立的辅助制动器控制模块。该改进设计方案的工作原理是：在轿厢正常运行时，辅助制动器先打开，工作制动器随后打开；在轿厢正常制动时，工作制动器先制动，辅助制动器延迟制动。在轿厢发生意外移动时，辅助制动器与工作制动器同时制动。该改进设计方案大大减少了因工作制动器闭合卡阻导致的电梯轿厢意外移动事故。
[关键词]

电梯轿厢意外移动；工作制动器；失效保护；辅助制动器文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10881.html

[基金项目] 深圳市特种设备安全检验研究院院立项科研项目(2024CY03)文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10881.html

电梯轿厢发生意外移动容易引发严重事故，威胁人们的生命财产安全。因此，各电梯企业都在积极探寻可靠的电梯轿厢意外移动保护装置。电梯轿厢意外移动保护装置常见的减速部件有作用于轿厢与对重的安全钳，作用于钢丝绳的夹绳器，作用于曳引轮的夹轮器或工作制动器，作用于只有两个支撑的曳引轮轴的工作制动器或轮轴制动器。其中，比较典型的减速部件是工作制动器，故在本文中仅讨论以工作制动器作为减速部件的电梯轿厢意外移动保护装置。在本文中，笔者首先介绍电梯轿厢意外移动保护装置的组成部分及各部分的工作原理，分析现有电梯轿厢意外移动保护装置存在的风险，并提出一种改进设计方案。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10881.html

1 电梯轿厢意外移动保护装置的组成部分及各组成部分的工作原理

1.1 组成部分

电梯轿厢意外移动保护装置由3个部分组成，即：监测子系统、自检测子系统及制停子系统。其中，监测子系统负责监测轿厢是否发生意外移动，自检测子系统检查制停子系统是否存在异常，制停子系统确保在轿厢发生意外移动情况下能有效制停轿厢。一个可靠的电梯轿厢意外移动保护装置需确保这3个子系统协同工作。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10881.html

1.2 各组成部分的工作原理

1)监测子系统的工作原理。监测子系统由传感器、控制回路(控制器)、输出回路等3个部分组成。这3个部分相互配合，可实现对轿厢是否发生意外移动的监测。当监测子系统监测到轿厢在平层区域开始溜梯时，监测子系统会快速触发制停子系统中的工作制动器，在规定的制停距离范围内使轿厢停止运行，从而达到防止轿厢意外移动的目的[1]。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10881.html

2)自检测子系统的工作原理。自检测子系统通过定时对工作制动器进行制动力矩测试、制动行程对比、编码器位移检测，持续验证制停子系统中的工作制动器能否有效制动，及时发现工作制动器是否存在异常。若发现存在异常，及时停梯并发出故障信号。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10881.html

3)制停子系统的工作原理。制停子系统通过作用于曳引轮或仅有两个支撑的曳引轮轴的工作制动器来实现制停功能。该工作制动器应采用冗余设计，即采用两个以上的制动组。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10881.html

轿厢意外移动保护装置的制动过程是一个复杂而精确的多子系统协同操作过程。在正常状态下，当电梯处于平层区域时，轿门打开，监测子系统开始监测轿厢的运行状态。当监测到轿厢在平层区域开始溜梯时，监测子系统会立即触发制停子系统。此时，制停子系统会迅速响应，通过工作制动器来制停轿厢。制动器的动作时间、制动力矩的大小及制停距离等参数都已经过严格的设计和验证，确保在轿厢溜梯时能够迅速、可靠地制停轿厢。自检测子系统则能持续检测制停子系统是否存在异常，确保制停子系统实时有效[2]。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10881.html

2 现有电梯轿厢意外移动保护装置存在的风险

现有电梯轿厢意外移动保护装置存在的一个风险是工作制动器存在闭合卡阻的情况。下面以常见的块式制动器(见图1)为例进行介绍。在图1中，隔套为动铁芯左右运动的导向装置。当励磁线圈通电时，在励磁线圈的电磁力的作用下，动铁芯沿着隔套的中心轴线向左运动。当励磁线圈断电时，励磁线圈的电磁力消失，在制动弹簧的弹力作用下，动铁芯沿着隔套的中心轴线向右运动。若制动弹簧弹力均匀，动铁芯沿着隔套的中心轴线运动时的摩擦力很小。若制动弹簧的弹力不均匀(工作制动器频繁动作后，有的制动弹簧会出现疲劳失效，导致制动弹簧不能提供均匀的弹力)，动铁芯不能沿着隔套的中心轴线顺滑地运动，此时动铁芯与隔套之间会出现较大的摩擦力。随着工作制动器高频次地动作(动作300万次以上)，动铁芯与隔套之间的磨损逐渐增加，可能出现不规则的凹坑，导致工作制动器出现闭合卡阻，就无法提供足够的制动力。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10881.html

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为了避免工作制动器出现闭合卡阻导致工作制动器失效，现有的电梯轿厢意外移动保护装置制停子系统中的工作制动器均采用了冗余设计，即采用两个单独动作的制动组。但是，在电梯型式试验中发现，随着工作制动器高频次地动作，两个制动组也可能同时出现闭合卡阻的情况，这会导致电梯轿厢意外移动保护装置失效，不能有效防范电梯轿厢意外移动。因此，对现有的电梯轿厢意外移动保护装置进行改进设计势在必行。

3 现有电梯轿厢意外移动保护装置的改进设计方案

为了消除现有电梯轿厢意外移动保护装置存在的风险，笔者提出一种改进设计方案，即：在保留原有轿厢意外移动保护装置(见图2)的基础上，增设一套辅助制动器和一套独立的辅助制动器控制模块(见图3)。增设的辅助制动器在结构上可以与工作制动器完全相同，也可以完全不同。辅助制动器可以采用机械式制动器、液压式制动器、气压式制动器、电磁式制动器中的任意一种。

辅助制动器频繁动作会降低自身使用寿命和可靠性。为了减少辅助制动器在电梯正常制动时参与制动的次数，可为辅助制动器配置延时器。延时器的延迟时间可调，例如可调整为1 h，从而使辅助制动器每天参与制动的次数最多不超过24次。在电梯轿厢发生意外移动时，独立的辅助制动器控制模块应触发延时器关闭。

现有电梯轿厢意外移动保护装置的改进设计方案的工作原理是：在轿厢正常运行时，辅助制动器先打开，工作制动器随后打开；在轿厢正常制动时，工作制动器先制动，辅助制动器延迟制动。在轿厢出现意外移动时，电梯控制系统中的轿厢意外移动保护装置工作制动器控制模块控制工作制动器制动，同时独立的辅助制动器控制模块触发延时器关闭，立即控制辅助制动器制动，实现了工作制动器两个制动组和辅助制动器三重制动。

增设的辅助制动器和独立的辅助制动器控制模块的控制逻辑如图4所示。独立的辅助制动器控制模块实时监测电梯运行的关键信号(包括电梯层门、轿门门锁通断信号，以及轿厢运动状态信号)，再通过比较电路对这些信号进行对比分析，实时判断轿厢是否正在发生意外移动。一旦监测到轿厢正在发生意外移动，独立的辅助制动器控制模块会触发延时器关闭，立即控制辅助制动器制动。此时，工作制动器两个制动组也同时制动，从而确保对轿厢制动的可靠性。

现有电梯轿厢意外移动保护装置的工作制动器两个制动组同时出现闭合卡阻的情况已经是小概率事件(目前全国每年不超过20起)，而改进设计方案新增了辅助制动器，从理论上讲，三重制动同时出现闭合卡阻的概率极低，因此几乎杜绝了电梯轿厢意外移动事故。

4 结语

在本文中，笔者介绍了电梯轿厢意外移动保护装置的组成部分及各组成部分的工作原理，分析了现有电梯轿厢意外移动保护装置存在的风险，提出了一种改进设计方案。该改进设计方案实现方式简单、实用性强，大大减少了因工作制动器闭合卡阻导致的电梯轿厢意外移动事故，提高了电梯的安全性。

然而，该改进设计方案也存在一点不足：独立的辅助制动器控制模块与原有工作制动器控制模块之间的协同逻辑尚缺乏对辅助制动器自身故障(如卡阻、误触发)的容错与自诊断机制。后续改进方向是：引入工作制动器和辅助制动器状态监测与故障自诊断功能，实现对工作制动器两个制动组和辅助制动器的动态健康管理；探索冗余制动器间的负载均衡与磨损自适应控制，进一步提升电梯轿厢意外移动保护装置的安全性、可靠性。

[参考文献]

[1] 姚国龙，石乐，尹鹏，等.轿厢意外移动保护装置检验要点的研究[J].起重运输机械，2021(9)：84-88.

[2] 李继波，李文鹏.电梯轿厢意外移动保护装置的技术要求与研究现状分析[J].中国特种设备安全，2017，33(2)：9-13.

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