電梯作為交通工具的基本使用要求：在人為可控制的條件下安全地運行與停止。在這動靜之間，制動器尤其重要。它無時無刻地在工作著，包括停電了。

圖一

前世：

至1852年之前，人類使用升降機的幾千年當中，充當制動器的可能是阻止轱轆轉(zhuǎn)動的一根木棒或是桔槔下的一塊石頭。

1852年伊里沙˙格雷夫斯˙奧的斯發(fā)明了世界上第一臺具有安全裝置的升降機（lift）;見圖一，這就是他當年的專利申請書，也就是后來在博覽會上展示平安一墜的那個安全裝置。它應(yīng)該相當于今天電梯中的限速器與安全鉗。請注意在這個專利中奧的斯使用的是卷揚方式驅(qū)動繩輪，但已經(jīng)有滾筒對重了。因為節(jié)能而選擇對重參與到升降機系統(tǒng)中來，下行墜落的風(fēng)險被減小的同時，上行沖頂?shù)娘L(fēng)險被放大了。

成型：

我們在此至今近一百七十年的過程中要注意以下幾個節(jié)點。

1、1877年德國的采礦工程師考業(yè)普在魯爾礦區(qū)發(fā)明并使用了曳引傳動-曳引式升降機出現(xiàn)；原因是節(jié)能而經(jīng)濟（鋼絲繩由卷揚變?yōu)槟Σ粒瑝勖蟠笱娱L）。制動器重要性進一步增加。

2、1887年電力驅(qū)動應(yīng)用于升降機；

3、1889年在奧的斯的兩個兒子的帶領(lǐng)下誕生了一種新型升降機（當時他們擁有升降機專利53項），特征是蝸輪減速且電氣控制。“elevator”一詞說明一切，美國人應(yīng)該是集當時升降機前沿科技的大成者，電梯商業(yè)化的成功，理所當然地使其獲得巨大的利益回報。

4、1903年卷筒強驅(qū)的電梯被曳引摩擦繩輪替代，至此，此后一百多年的電梯結(jié)構(gòu)模式被固定下來。特征是電力驅(qū)動齒輪減速（低速梯）或無齒輪減速（高速梯），曳引提升，制動器作用于齒輪減速機高速軸（電機軸），或無齒輪的曳引輪同軸的制動器，有防止墜落和下行超速的限速器與安全鉗。

穩(wěn)定期：

從1908年中國引進第一臺奧的斯電梯開始，至1952年于天安門安裝的第一臺中國制造電梯，是中國的電梯萌芽時期(距離美國整整100年）。再至改革開放，是自力更生階段，這一階段的中國電梯的整體技術(shù)水平相當于美國二十年代末期的水平，但制動器無論是機械型式上到電路設(shè)計上應(yīng)該與國外無代差，就是一個電磁線圈而已。當時廠家和維修人員認為它再普通不過，轂式制動器兩個機械臂與彈簧加一個大腦袋線圈，好似可有可無的東西，（見圖2）

圖二

沒夸張，有的工廠制動器閘皮都已磨損光了電梯照舊使用，危險嗎？當然危險，但卻是相對危險。當時的減速機減速比高，中心距（蝸輪蝸桿）大，一般發(fā)生自鎖。當時市場占主流是低速大噸位的貨梯，異步機驅(qū)動的蝸輪減速機。松開制動器大部分也不會發(fā)生溜車（如果手動盤梯克服靜摩擦則相當費力）只有在極端環(huán)境下，蝸輪蝸桿嚙合失效，或者滿載超載的情況下會發(fā)生墩梯與空梯沖頂。但是高速梯（1.6米以上）就情況不同了，減速比小了，中心距也小了，松開制動器，一般是負載重的向下，負載輕的向上作加速運動，這些風(fēng)險隱患被人們認為是小概率事件。報載，九十年代末美國紐約摩天大樓高速梯沖頂。效率越高失控后反而越危險，這一悖論難道是僅電梯特有嗎？

因為電梯制動器失效發(fā)生安全事故，這一現(xiàn)象一直被忽視。不說國外，至二十世紀末，僅簡易升降機在國內(nèi)造成的傷亡事故就讓各地主管部門焦頭爛額了。

從80年代開始，合資品牌的電梯越來越多，相對國內(nèi)廠家設(shè)計完善，中國的電梯工業(yè)蒸蒸日上，用市場換技術(shù)的時代到來了，那是一個解決從無到有的時期（見圖3，圖4）。

圖片3

圖片4

中國的電梯標準推出了，但那時這個東西應(yīng)該是束之高閣；因為當時有勞動部門、建委還有各地一些不知名的辦公室都宣稱對電梯有管轄權(quán)，誰會關(guān)心標準呢？

筆者是在1993年被一個在我校任職的電梯前輩的著作吸引，它解釋了國標的含義，記得自己當時讀這本書時心情無比激動，尤其是它的12.4.2條：機電式制動器（也就是業(yè)內(nèi)俗稱的防粘連）。讓我們知道在電梯業(yè)中開門溜梯不僅僅是封門鎖造成的。制動器電路只需改善一下，就會避免事故發(fā)生。僅僅懂得一些機械的電子的技術(shù)是片面的，整部電梯標準是用人的生命換來的，每一條都浸滿鮮血。

標準已經(jīng)推出了而沒有相應(yīng)的部門去執(zhí)行貫徹，所以從標準推出后的十余年時間，在我看來合資品牌當中除迅達之外，幾乎都有或多或少型號的電梯不符合國標中的規(guī)定（尤其是12.4.2），我當時很奇怪這些型號的電梯難道不在歐洲銷售嗎？（因為GB7588-87等效EN-81）而就是這樣在歐洲銷售嗎？這種歧視現(xiàn)在依然存在，當然歧視形成原因是多方合力的結(jié)果。隨著曳引機（有齒）減速比越來越小，中心距越來越小，效率越來越高，發(fā)生制動器回路觸頭粘連，開門走梯人被夾或墜落底坑的機率也在增高。

至2000年電梯歸口質(zhì)監(jiān)部門，一切才有法可依。在GB7588-2003推出后，2004年是中國電梯制動器電路皈依標準年，（在東部大城市從事電梯20年以上的人，應(yīng)該對此有所記憶）這是中國對制動器控制電路的一次整肅，加上該電路電梯故障率會上升（因為每次都監(jiān)控接觸器的釋放，如果不釋放則停梯），但避免了事故的發(fā)生。注意：在此期間所有大廠都沒有召回，那時談?wù)倩卣媸巧萃P者所在的城市，是用戶掏的錢加裝的制動器防粘連電路（2017年仍有新聞曝出南方某市制動器防粘連被失效，注意這個“被”字，發(fā)生沖頂事故，也不知維修與檢驗員如何做的）。

2004年這個節(jié)點很關(guān)鍵，當年的一些傳言或謠言最后都達到了目的，其中說中國電梯一年的耗電量要十個三峽大壩的發(fā)電量，口誅筆伐電梯的電力消耗，那一年被定義為綠色低碳年。幾乎從那一年開始，永磁無齒輪同步曳引機開始走向中國電梯的舞臺中央，好像是在一夜之間同步機遍地開花。當年國內(nèi)的傳統(tǒng)曳引機制造商要么跟上時代發(fā)展同步機，要么淘汰出局。反正是有齒輪異步機不受歡迎了，有的專家大聲疾呼，注意彎道超車時的技術(shù)風(fēng)險，但聲音微弱。（同期國外的產(chǎn)品，制動器作用于電機軸，相對保守。見圖5）

圖片5

筆者個人思考過，同步機節(jié)能是當然的，但小巧也是主因之一，東西一小巧，就被認為是高大上。銷售方、制造方、使用方、安裝方誰不愛小巧。在幾年后的展覽會上，一個變頻器生產(chǎn)商與筆者吐槽，真的要節(jié)能，變頻梯尤其是高層高速梯，把制動電阻取消采用回饋制動啊！那節(jié)能效果才驚人呢，機房的空調(diào)都能取消了，怎么也不見誰起勁推廣啊！

隨著每年幾十萬臺的銷售量，其中當然是永磁同步機曳引機占主流，事情發(fā)生了變化，制動器的設(shè)計缺陷凸顯出來了。

前文說到過，有齒輪減速的曳引機制動器作用于電機軸（高速軸）減速比一般在20-30左右；無齒輪曳引機的制動器作用于與曳引輪同軸的制動輪。同樣一臺電梯要達到相同速度與載重，應(yīng)用這兩種不同曳引機，制動器的力矩即便粗略計算，無齒輪的制動器也要比有齒輪大20倍至30倍才行，退一步算上曳引比，也要在10-15倍以上。原有齒輪曳引機的轂式制動器經(jīng)過計算放大，套用到無齒輪同步機上，效果不理想，噪音大，穩(wěn)定性不好；塊式，碟式各種制動器也被采用，而且制動器的角色又多了一個，在國內(nèi)充當永磁同步曳引機驅(qū)動的電梯中的上行超速保護執(zhí)行元件（制動輪與曳引輪同軸），制動器很忙！（見圖6）

圖片6

2004年前后很多的電機制造廠，跨界過來到電梯行業(yè)分一杯羹，有幾十個牌子，它們大多不太明白或根本不明白其中的道理，照貓畫虎地就干了起來，2005年有電梯廠向我尋求技術(shù)支持，到山西一個小縣城解決一臺同步機自整定不能通過的問題，電梯廠已經(jīng)搞了一個星期，所有的電器部件、變頻器、旋編都已經(jīng)更換了兩遍，還是找不到原因。后來我發(fā)現(xiàn)電機出廠的銘牌把電機的磁極對數(shù)搞錯了，當然通不過自整定。這樣的曳引機制造廠有很多，它們大都旋即消失于市場中。

同步機的封星問題很重要，在現(xiàn)階段筆者個人認為必須要有。它減輕了電梯停止時的制動器所需的力矩，增強了安全性，加大了安全系數(shù)。有了封星功能的電梯不一定是安全的，但沒有它一定不安全。筆者已經(jīng)有寫過專門的關(guān)于封星的文章，在此不再贅述。行文至此，昨天有學(xué)生告訴我，他負責(zé)維護的同步機電梯尚有一定量的無封星功能，松閘就飛車；負責(zé)維保電梯公司的老板懵然無知，拼命低價攬生意；細思恐極，風(fēng)險與收入不成正比，年后可能會用腳投票，告別這個行業(yè)。

一百多年來形成的安全認知與行業(yè)習(xí)慣是根深蒂固的，關(guān)于電梯停止開門至關(guān)門再次啟動期間，大部分電控系統(tǒng)是放任的，這一切全部由制動器充當“守夜人”，所以事故就理所當然的會發(fā)生。2012年廣州電梯站展，有知名企業(yè)的電控系統(tǒng)開始關(guān)注停梯后的曳引機制動問題，但引不起公眾興趣。

北美于2000年實施ASMEA17.1-2000/CSA，上行超速（ACO）與轎廂開門狀態(tài)下的意外移動（UCM）這兩個姍姍來遲的名詞進入公眾視線。時間來到2012年1月1日，歐洲已經(jīng)實行EN-81+A3。中國電梯在各種媒體的關(guān)注下戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢地走著。筆者個人認為，一個世界領(lǐng)先的行業(yè)標準在這個國家被順利執(zhí)行，則這個行業(yè)必定領(lǐng)先世界，這二者相輔相成。從業(yè)者與標準制定者都有一顆不浮躁的心，不掩蓋，不推諉，面對現(xiàn)實，不當鴕鳥；電梯產(chǎn)量不是衡量準繩，標準低下的高產(chǎn)量電梯是一地雞毛。因為大量的資源被浪費，傷痕需要數(shù)十年才能平復(fù)。

筆者親歷的事：一個有著二百多臺高層電梯的居民小區(qū)，子夜后，有一定數(shù)量的電梯頻頻啟動回首層，經(jīng)視頻檢查無人使用電梯，而且每次啟動的時間呈遞減趨勢（在半年的觀察期內(nèi)）。后來加裝多個攝像頭才揭開“鬼梯”之謎，在空梯靜止狀態(tài)下，制動器打滑，電梯轎廂脫離門區(qū)位置系統(tǒng)判斷為位置故障，回首層復(fù)位。這個由停止到打滑的時間由新梯的2個小時發(fā)展到最后的半小時（注：該型號電梯無封星功能），這是在夜晚無人使用的狀態(tài)（要感謝夜晚），白天也會發(fā)生，誰都有可能遇到，但白天的風(fēng)險隱患被掩蓋。物業(yè)與電梯公司會解釋給乘客--這是系統(tǒng)保護，很安全的，媒體也在如此宣傳。保護功能是必不可少的，但是每次都以保護的名義就不行了。那么為什么不問問為何頻頻保護呢？這是電梯的自身功能掩蓋了隱患的典型例子，筆者給當事人的建議是，電梯保護運行了，一定查原因，因為什么保護運行。電梯人只要有鴕鳥習(xí)性，必定害人害己。空梯抱不住的下一步就是蹲底、就是開門溜梯。

某市質(zhì)監(jiān)局判定某曳引機制造廠的同步曳引機不合格，原因是空梯不打開制動器手動盤梯就可以動作，當然是向上盤梯；該曳引機廠訴該質(zhì)監(jiān)局，最后廠家勝訴，因為曳引機廠家有國家型式檢測合格報告，檢規(guī)沒有空梯盤梯可盤動不合格這一條。真是狗血的劇情，勝訴后該廠工程師去了電梯現(xiàn)場，問現(xiàn)場工人可以盤的動是嗎？看來他也很困惑，從這里我們看出，我們的生產(chǎn)者對自己的產(chǎn)品僅僅是制造出來而已，具體到自己的產(chǎn)品在現(xiàn)場的一切表現(xiàn)盲然不知，這和一些國外企業(yè)在實驗室或?qū)嶒炈懈欉\行二十年后推向市場截然相反（otis于80年代發(fā)明直線電機驅(qū)動的電梯在實驗塔中一直在測試，還有奧德賽系統(tǒng)。個人贊一句，原創(chuàng)就是原創(chuàng)，大音希聲，足令后來者汗顏）。

空梯盤梯都可以盤的動，那么單臂額載和雙臂125%額載制動應(yīng)該就更是笑話了，現(xiàn)在的極端局面是這樣，作以上檢測實驗時，為了合格，現(xiàn)場工人會把制動器（轂式的占主流）的彈簧力調(diào)大，一般會發(fā)生兩種結(jié)果：一，制動力過大，發(fā)生拉斷繩頭的事故等；二，如果可以檢測合格，這個被調(diào)整的制動力，要迅速調(diào)回原狀態(tài)，不然就無法正常運行了。

我曾經(jīng)問過曳引機廠的工程師，電磁線圈的推力是按照什么數(shù)據(jù)設(shè)計的，額定轉(zhuǎn)矩的2.5倍？加大一些是不是好一些，回答是；電磁線圈推力加大，噪音加大，影響產(chǎn)品銷售。

通過百多年來的歷史回顧，我們會發(fā)現(xiàn)人們一直在節(jié)能，安全性與美觀的外表和舒適性之間逡巡取舍，單純強調(diào)了某一方面的優(yōu)點，必定有另一方面缺點暴露出來。在此，哲學(xué)勝利了。但愿技術(shù)的進步會讓我們找到一個越來越合適的切合點。

2017年電梯已經(jīng)有召回的了，可喜可賀！

2018年快要到來了，帶有防止UCM的新標準會被貫徹執(zhí)行，筆者用淺顯的語言描述一下個人理解的防止UCM的中國方案，它基于兩個假設(shè)，首先認為當前的制動器是有冗余的，其次，經(jīng)過型式認證的制動器，在使用中的磨損或失效是漸進式的，不是崩潰式的，有了以上兩個假設(shè)，那么就有了以下兩個措施：

1：事前預(yù)判性防護：

對制動器力矩的檢測，制動器不通電的情況下，給予一定的電機轉(zhuǎn)矩，通過控制系統(tǒng)研判旋轉(zhuǎn)編器的脈沖反饋量，來判定制動器力矩是否合格。

2：事發(fā)安全性防護：

如果電梯在門區(qū)開門狀態(tài)，突然發(fā)生意外移動，脫離門區(qū)，由冗余的制動器（結(jié)合控制系統(tǒng)零速滿力矩停止轎廂）或附加的制動器停止電梯。

現(xiàn)在業(yè)內(nèi)有專家認為制動器無冗余，應(yīng)該增加附加制動器（北美的普遍做法是增加了鋼絲繩制動器，不僅是制動器失效的防護，更廣義地應(yīng)對了曳引力的失效），另一方認為制動器有冗余，不需增加。

筆者認為不妨先讓子彈飛一會兒，一切交給時間，在UCMP加裝后，可能很多名義上合格的新梯曳引機在使用中就會露出馬腳(空車都抱不住，頻頻報警),自然會去更改自己的產(chǎn)品。而細思極恐的舊梯，國家不是正在補貼改造嗎？

只要走在路上了，總會一步一步接近目標，當然前提是方向要正確。