电梯噪声的产生及治理

电梯由钢丝绳牵引轿厢在井道内运动来运载乘客，有诸多的运动部件产生噪音。其中电梯机房内的曳引机、接触器等运动部件发出的噪声大。机房噪声成了投诉的重点。
　　前不久我们接到了家住17层顶楼业主投诉：电梯运行时的噪声，让他心神不宁，无法忍受。
　　抵达现场后，我们发现此电梯安装约3年，是国内一线品牌梯，采用无齿轮永磁同步曳引机，额定速度1.75m/s，额载1000kg。安装符合规范，电梯运行正常。电梯机房不大，为了吸音，物业已在机房的地面上铺了吸音材料。电梯启、停时，接触器吸合、释放，抱闸打开、闭合时的冲击声都很大。且电梯运行时，曳引机的电机发出呜呜的电磁噪声，此声音在电机加、减速段会更大。我们用声级计测量，启停时抱闸、接触器的噪声值达到了83dB，运行时电机的电磁噪声值最大有69dB。机房噪声超标。
　　电梯机房设在住户的楼顶上，紧邻此住户家，电梯曳引机的主承重粱埋入的墙与业主家内的墙为同一公共墙体，都是刚性结构联接，因此构成电梯噪声传播的“声桥”。这是住宅设计时应当尽量避免的一种结构。电梯运行时的低频振动及噪声将不可避免的通过声桥直接传入住户室内。
　　我们随即进行噪声消除处理。首先用服务器控制电梯用慢车速度运行进行自学习，接着对变频器的一些参数进行了调整设定。随即电梯投入正常运行状态，电梯运行时，电机内部的电磁噪声已经没有了。电梯运行时只有呼呼的风声以及钢丝绳经过曳引轮时发出的沙沙声。用声级计测量此时机房噪声值只有58dB，电机的电磁噪声已经基本消除。接着消除抱闸和接触器噪声。在能够保证电梯正常运行的前提下，用工具将抱闸的开合间隙调到尽可能的小，减小磁铁铁心与闸瓦的运动行程。经此调整后抱闸的冲击噪声显著减小。考虑到经济原因，控制柜中的接触器暂不更换，而是在发出声响大的主接触器、抱闸接触器和控制柜背板间垫上一层厚橡皮，使接触器与控制柜背板不再直接连接。另外还将曳引机下的四块橡胶垫更换成更厚，减震效果更好的橡胶垫。通过这样的处理后，机房的噪声已经降到了国家的标准范围内了。住户在家中感受的噪声已经大为下降，住户基本上满意了。
　　在电梯的噪声治理中，遵循的主要方法是：消除和减小声源噪声；隔离噪声的传播途径即隔断“声桥”；通过吸音材料将噪声吸收。
　　1. 消除和减小声源噪声。就是尽可能的减小和消除电梯运动部件的发声。即降低曳引机发出的机械和电磁噪声，对抱闸工作机构磨损部件调整更换，尽可能的减小抱闸工作间隙，减小运动部件的工作行程以减小碰撞声。有时适当调整工作电流也可减小抱闸开合的冲击力，减小撞击声。定期对钢丝绳张力进行调整可以减小和消除钢丝绳之间的碰撞声。对钢丝绳用电梯钢丝绳专用润滑油进行适当润滑可减小钢丝绳弯折时发出的声响。采用低噪声的接触器降低接触器工作噪声。对于高速梯，在井道上开通风孔减小轿厢高速运动时的风声。
　　无齿轮永磁同步曳引机没有减速箱，消除了减速箱发出的噪声。但是曳引机中的永磁同步电动机在额定频率下并不能自起动，需要在变频器驱动下起动。这是因为永磁同步电动机的转子是永磁体，其转子磁场是恒定的，所以定子磁场的产生需要配合转子磁场磁极的位置，才能产生电动机运转所需要的转矩。因此驱动永磁同步电动机的变频器需要通过检测得知电动机转子磁极的位置。并根据转子磁极位置、电动机的转速、所须转矩等产生定子旋转磁场。
　　电梯变频器一般是通过旋转编码器来检测永磁同步电动机转子磁极位置的。在电梯安装时，需要进行初始调试，以消除编码器和电机转子磁场磁极之间的位置偏差（角度偏差），即将编码器的设定零位与转子磁场磁极的设定零位对应起来。这种调整有的是通过调整编码器的机械定位实现的，有的是通过变频器自学习以获得位置补偿参数，从而对变频器的相关参数进行设定来实现的。调整好后旋转编码器能精确反馈电动机转子磁极位置。此时变频器对电机的驱动状态是最佳的。但是经过长期运行后，由于磨损震动等原因，编码器的零位与转子磁场磁极的设定零位发生了偏差，变频器对转子磁极的位置检测发生了偏差，此时变频器对电机的驱动不是最佳了，电机就会发出很大的电磁噪声。所以定期消除编码器的位置偏差是很重要的。但是因电梯还能正常运行，人们常认为这种声音是正常的而忽视了。也有的是因为维保人员偷懒或缺乏相应的技术手段而作罢。
　　大多数的电梯变频器采用正弦脉宽调制（SPWM），一般采用正弦波对载波进行调制，变频器输出波形实际上是一系列等幅不等宽的脉冲，含有许多高次谐波。而且变频器的载波频率是可调的，一般在1-15kHz之间。正确选用载波频率可以降低电机噪声，避免机械系统共振。载波频率升高时，电机电磁噪声会变小，但是电路配线漏电流会增加，变频器的额定输出功率会降低，对其它电器的干扰会增大。所以需要综合权衡，合理取舍。
　　2. 隔离声源就是截断声桥。控制柜与机房的楼板，电梯主支撑钢梁与承重墙都是刚性连接，形成了声桥。机房中的声源发出的声音就是通过此声桥传到住户家里。简单地在墙上和地上铺设吸音材料消声效果不好，因为此时声桥并没有截断。必须消除刚性连接，用减震隔音材料将声桥截断，才能阻绝声音的传播。曳引机与主承重钢梁间的橡胶垫即起着减震和隔音的作用。但是长时间使用之后，橡胶会老化变硬变薄，减震和隔音的作用会削弱，需要及时更换。在接触器和控制柜背板间垫上厚橡皮，亦是同样的道理。
　　3. 通过吸音材料消音。即通过在机房的地面及墙壁及屋顶敷设吸音材料将噪声吸收。
　　总之在电梯的噪声处理上，是一个系统工程。需综合分析，找出原因，对症下药，电梯噪声扰民的问题就一定能够妥善解决的。