هيكل المصعد ومبادئ التشغيل

تنقسم المصاعد بشكل عام إلى فئتين: مصاعد مزودة بغرف ماكينات ومصاعد بدون غرف ماكينات.

كما يوحي الاسم، لا تحتوي المصاعد التي لا تحتوي على غرفة ماكينات على غرفة ماكينات. يتم تثبيت ماكينة الجر لهذا النوع من المصاعد على سكة التوجيه والعارضة الحاملة، بينما يتم تثبيت خزانة التحكم والمعدات الأخرى على جدار البئر.

المصاعد المزودة بغرف ماكينات، والتي تشمل مصاعد ذات غرف ماكينات صغيرة ومصاعد ذات غرف ماكينات عادية، عادةً ما تكون غرفة الماكينات موجودة في الأعلى، وتشغل مساحة أكبر مقارنةً بالمصاعد التي لا تحتوي على غرف ماكينات. سيركز ما يلي على الهيكل الأساسي للمصاعد ذات غرف الماكينات.

I. المساحات الأربعة الرئيسية المكونة للمصعد

1. قسم غرفة الماكينات

يضم هذا القسم مكونات القيادة والتحكم الحرجة لنظام المصعد. ويشمل عادةً آلة الجر (التي توفر القوة الدافعة للمصعد)، ومُنظِّم السرعة (جهاز أمان يراقب سرعة المصعد ويتحكم فيها)، وخزانة التحكم الرئيسية (تحتوي على أنظمة المنطق والتحكم في المصعد)، وخزانة توزيع الطاقة، ومعدات التهوية للحفاظ على ظروف التشغيل المثلى.

2. قسم سيارات الرفع

يشمل قسم عربة الرفع مقصورة الركاب والآليات المرتبطة بها. ويشمل ذلك العربة نفسها (المصممة لسلامة الركاب وراحتهم)، ومعدات السلامة (نظام الكبح في حالات الطوارئ)، وميزات السلامة مثل نظام الاتصال في حالات الطوارئ، وآلية مشغل الباب، وأجهزة التسوية الدقيقة لمحاذاة الأرضية بسلاسة، ولوحة تشغيل العربة التي تضم واجهة التحكم للركاب.

3. قسم الباب الأرضي

يتألف هذا القسم من المكونات في كل مستوى هبوط. ويشمل أبواب الردهة (التي توفر الوصول إلى المصعد في كل طابق)، ورأس الباب (الذي يدعم مجموعة الأبواب)، وإطارات الأبواب، وقضبان التوجيه والأجهزة المرتبطة بها مثل المنزلقات والبكرات لتشغيل الباب بسلاسة، وعتبة الباب (العتبة بين المهبط وعربة المصعد).

4. قسم الرفع

إن ممر الرفع، المعروف أيضاً باسم عمود المصعد، هو الممر الرأسي الذي تنتقل من خلاله عربة المصعد. ويحتوي على قضبان توجيه لتوجيه حركة العربة، وأوزان موازنة لموازنة النظام، وكابلات وحبال مختلفة (بما في ذلك حبال التعليق، وحبال التعويض، وكابلات السفر للطاقة والاتصالات)، وأنظمة عازلة في الأسفل للتباطؤ في حالات الطوارئ، وغالبًا ما تشتمل على أجهزة استشعار ومفاتيح أمان على طولها.

ثانياً. الأنظمة الثمانية الرئيسية التي يتكون منها المصعد

1. نظام الجر

نظام الجر هو آلية نقل الطاقة الأساسية للمصعد، وهو مسؤول عن توليد ونقل القوة المطلوبة لتحريك العربة. ويتألف في المقام الأول من آلة الجر (عادةً ما تكون محركاً كهربائياً موجهاً أو بدون تروس)، وحبال أسلاك فولاذية عالية القوة، وحزم محرك، وبكرات محول. تُعد كفاءة النظام وموثوقيته أمرًا بالغ الأهمية لسلاسة تشغيل المصعد والحفاظ على الطاقة.

2. نظام التوجيه

يضمن نظام التوجيه الحركة الرأسية الدقيقة للعربة والثقل الموازن داخل ممر الرفع. وهو يتألف من قضبان توجيه فولاذية مشكّلة آلياً وأحذية توجيه أو بكرات وأقواس سكك حديدية. غالباً ما تشتمل الأنظمة الحديثة على موجهات بكرات نشطة مع آليات تخميد مدمجة لتحسين جودة الركوب من خلال تقليل الاهتزازات والحركات الجانبية، خاصة في المصاعد عالية السرعة.

3. نظام السيارة

نظام السيارة هو الواجهة الأساسية للركاب، وهو مصمم لتوفير السلامة والراحة والأداء الوظيفي. وهو يتألف من إطار السيارة (حمالة السيارة)، الذي يتحمل الأحمال الهيكلية، وحاوية السيارة. تشتمل تصاميم السيارات المتقدمة على مواد خفيفة الوزن مثل سبائك الألومنيوم لتقليل استهلاك الطاقة، وقد تتميز بتصميمات داخلية قابلة للتخصيص، وإضاءة ذكية، وأنظمة تنقية الهواء لتحسين تجربة الركاب.

4. نظام الأبواب

يتحكم نظام الأبواب في الوصول إلى المصعد ويضمن سلامة الركاب أثناء النقل. وهو يشمل أبواب العربة، وأبواب الهبوط، ومشغلات الأبواب، وأجهزة التشابك. تستخدم أنظمة الأبواب الحديثة محركات متغيرة التردد يتم التحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة من أجل التشغيل السلس والهادئ وتتضمن أجهزة استشعار متقدمة لمنع العوائق وضمان دقة تحديد موضع الباب.

5. نظام توازن الوزن

يعمل هذا النظام على تحسين كفاءة الطاقة ويضمن ثبات الجر من خلال موازنة وزن السيارة. وهو يتألف من ثقل موازن، يزن عادةً 40-50% من وزن السيارة المحملة بالكامل، وسلسلة أو حبل تعويض للمباني العالية. قد تستخدم الأنظمة المتقدمة إدارة نشطة للوزن لضبط كتلة الثقل الموازن بناءً على حمولة السيارة، مما يزيد من تحسين كفاءة الطاقة.

6. نظام الدفع الكهربائي

يعمل نظام المحرك الكهربائي على تشغيل حركة المصعد والتحكم فيها. وهو يشمل المحرك الرئيسي (غالباً ما يكون محركاً مغناطيسياً دائماً متزامناً لتحسين الكفاءة)، ونظام إمداد الطاقة، وجهاز تشفير للسرعة الدقيقة وملاحظات الموضع، ومحرك متغير التردد للتسارع والتباطؤ السلس. تشتمل الأنظمة الحديثة على محركات متجددة يمكنها استعادة الطاقة وتغذية الشبكة الكهربائية للمبنى مرة أخرى أثناء الهبوط أو عند التحميل الخفيف.

7. نظام التحكم الكهربائي

نظام التحكم هو العقل المدبر للمصعد، حيث يدير جميع العمليات ويضمن الأداء الأمثل. وهو يتألف من وحدة التحكم الرئيسية (غالباً ما تكون وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة أو نظام تحكم مخصص للمصعد)، ونظام تحديد المواقع، ولوحة تشغيل العربة، ومحطات استدعاء الهبوط. تستخدم أنظمة التحكم المتقدمة الذكاء الاصطناعي وخوارزميات التعلم الآلي للصيانة التنبؤية وتحسين حركة المرور وإدارة الطاقة.

8. نظام الأمان

يعد نظام السلامة عنصراً بالغ الأهمية لضمان حماية الركاب والامتثال للوائح التنظيمية. وهو يشمل حاكم السرعة الزائدة، ومعدات السلامة، والمصدات، ومكابح الطوارئ. تشتمل أنظمة السلامة الحديثة على مراقبة إلكترونية لجميع المكونات الحرجة، وإمدادات الطاقة غير المنقطعة للتشغيل في حالات الطوارئ، وأنظمة اتصالات متقدمة للمراقبة عن بُعد والاستجابة السريعة للمشاكل المحتملة. بالإضافة إلى ذلك، تم دمج أجهزة الاستشعار الزلزالية وأنماط التشغيل في المناطق المعرضة للزلازل لتعزيز سلامة الركاب أثناء الأحداث الزلزالية.

ثالثًا. مبادئ تشغيل المصاعد

يتكون نظام المصعد من عربة وثقل موازن، متصلان ببعضهما البعض بواسطة حبال سلكية فولاذية عالية القوة. يعمل محرك الجر، الذي يعمل بواسطة آلة جر مصممة بدقة، على تسهيل الحركة الرأسية لكل من عربة المصعد والثقل الموازن على طول قضبان توجيه مخصصة داخل عمود المصعد.

تتفاعل أحذية التوجيه، المثبتة بشكل استراتيجي على إطار العربة، مع قضبان التوجيه الثابتة المثبتة على جدران ممر الرفع بالمبنى. يضمن هذا التكوين حركة رأسية سلسة مع منع الانحراف الجانبي أو التذبذب أثناء التشغيل، مما يعزز جودة الركوب وسلامة الركاب.

يستخدم نظام الكبح في المصعد مكابح من النوع الزنبركي المغلق عادةً/المحرر كهربائياً. أثناء التشغيل العادي، تظل المكابح مفصولة، مما يسمح بحرية الحركة. في حالة فقدان الطاقة أو إشارات التوقف في حالات الطوارئ، تنفعل المكابح على الفور، مما يوقف حركة العربة ويثبتها بأمان عند أقرب مهبط، مما يسهل دخول وخروج الركاب بأمان.

تعمل العربة، وهي عبارة عن حاوية معززة هيكلياً، كعنصر أساسي لحمل الركاب أو البضائع. يعمل الثقل الموازن، الذي يزن عادةً حوالي 40-501 تيرابايت 3 تيرابايت من السعة المقدرة للعربة بالإضافة إلى وزن السيارة، على تحسين كفاءة الطاقة من خلال تقليل الحمل الفعال على نظام الدفع. يتكيف نظام السلسلة التعويضية أو نظام الحبل بشكل ديناميكي مع التغيرات في وزن الحبل أثناء سير العربة، مما يضمن ثبات الجر وتسوية الأرضية بدقة عبر نطاق السير بأكمله.

يقوم نظام التحكم الكهربائي للمصعد بتنسيق جميع جوانب التشغيل، بما في ذلك اختيار الطابق، والتسوية التلقائية، وتنظيم السرعة، وإضاءة المقصورة. يوفر نظام مؤشر الموقع المدمج تحديثات في الوقت الفعلي عن اتجاه العربة وموقع الأرضية. تعمل أجهزة السلامة الاحتياطية المتعددة، بما في ذلك أجهزة التحكم في السرعة الزائدة، وأنظمة التخزين المؤقت، ومكابح الطوارئ، بشكل متناسق لضمان التشغيل الآمن من الأعطال في جميع الظروف.