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，下行墜落的風險被減小的同時，上行沖頂?shù)娘L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)動應用于升降機；

3、1889年在奧的斯的兩個兒子的帶領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構模式被固定下來。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計上應該與國外無代差，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)廠家設計完善，中國的電梯工業(yè)蒸蒸日上，用市場換技術的時代到來了，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，誰會關心標準呢？

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，那時談召回真是奢望，筆者所在的城市，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風險，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)有寫過專門的關于封星的文章，在此不再贅述。行文至此，昨天有學生告訴我，他負責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)習慣是根深蒂固的，關于電梯停止開門至關門再次啟動期間，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注下戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢地走著。筆者個人認為，一個世界領先的行業(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。

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，哲學勝利了。但愿技術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，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，那么就有了以下兩個措施：

1：事前預判性防護：

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。