엘리베이터 구조 및 작동 원리

엘리베이터는 일반적으로 기계실이 있는 엘리베이터와 기계실이 없는 엘리베이터의 두 가지 범주로 나뉩니다.

이름에서 알 수 있듯이 기계실 없는 엘리베이터에는 기계실이 없습니다. 이 유형의 엘리베이터의 견인 기계는 가이드 레일과 하중 지지 빔에 설치되며 제어 캐비닛 및 기타 장비는 우물 벽에 고정되어 있습니다.

소형 기계실 엘리베이터와 일반 기계실 엘리베이터를 포함하는 기계실이 있는 엘리베이터는 일반적으로 기계실이 상단에 위치하여 기계실이 없는 엘리베이터에 비해 더 많은 공간을 차지합니다. 다음은 기계실이 있는 엘리베이터의 기본 구조에 대해 중점적으로 설명합니다.

I. 엘리베이터를 구성하는 네 가지 주요 공간

1. 기계실 섹션

이 섹션에는 엘리베이터 시스템의 중요한 구동 및 제어 구성 요소가 있습니다. 일반적으로 엘리베이터에 원동력을 제공하는 견인 기계, 엘리베이터 속도를 모니터링하고 제어하는 안전 장치인 조속기, 엘리베이터의 로직 및 제어 시스템을 포함하는 주 제어 캐비닛, 배전 캐비닛, 최적의 작동 조건을 유지하기 위한 환기 장비가 포함됩니다.

2. 리프트 카 섹션

리프트 카 섹션은 승객실과 관련 메커니즘을 포함합니다. 여기에는 승객의 안전과 편안함을 위해 설계된 차량 자체, 안전 장치(비상 제동 시스템), 비상 통신 시스템과 같은 안전 기능, 도어 작동 메커니즘, 부드러운 바닥 정렬을 위한 정밀 수평 조절 장치, 승객용 제어 인터페이스가 있는 차량 조작 패널(COP)이 포함됩니다.

3. 플로어 도어 섹션

이 섹션은 각 랜딩 레벨의 구성 요소로 구성됩니다. 여기에는 홀 도어(각 층의 엘리베이터에 대한 접근을 제공하는), 도어 헤더(도어 어셈블리를 지지하는), 도어 프레임, 가이드 레일 및 원활한 도어 작동을 위한 슬라이더 및 롤러와 같은 관련 하드웨어, 도어 실(층과 엘리베이터 카 사이의 문턱)이 포함됩니다.

4. 승강로 섹션

엘리베이터 샤프트라고도 하는 승강로는 엘리베이터 카가 이동하는 수직 통로입니다. 여기에는 차량의 움직임을 지시하는 가이드 레일, 시스템의 균형을 잡는 균형추, 다양한 케이블과 로프(서스펜션 로프, 보상 로프, 전원 및 통신용 이동 케이블 포함), 비상 감속을 위한 하단의 버퍼 시스템이 포함되며, 길이 전체에 안전 센서와 스위치가 포함되는 경우가 많습니다.

II. 엘리베이터를 구성하는 8가지 주요 시스템

1. 트랙션 시스템

견인 시스템은 엘리베이터의 핵심 동력 전달 메커니즘으로, 엘리베이터를 움직이는 데 필요한 힘을 생성하고 전달하는 역할을 담당합니다. 주로 견인 기계(일반적으로 기어드 또는 기어리스 전기 모터), 고강도 강철 와이어 로프, 구동 시브 및 다이버터 풀리로 구성됩니다. 시스템의 효율성과 신뢰성은 원활한 엘리베이터 작동과 에너지 절약을 위해 매우 중요합니다.

2. 안내 시스템

가이드 시스템은 호이스트웨이 내에서 차량과 카운터웨이트의 정확한 수직 이동을 보장합니다. 이 시스템은 가공된 강철 가이드 레일, 가이드 슈 또는 롤러, 레일 브래킷으로 구성됩니다. 최신 시스템에는 특히 고속 엘리베이터에서 진동과 측면 움직임을 최소화하여 승차감을 향상시키기 위해 댐핑 메커니즘이 내장된 액티브 롤러 가이드가 통합되는 경우가 많습니다.

3. 자동차 시스템

자동차 시스템은 안전, 편안함, 기능성을 위해 설계된 주요 승객 인터페이스입니다. 자동차 시스템은 구조적 하중을 견디는 자동차 프레임(슬링)과 자동차 인클로저로 구성됩니다. 첨단 자동차 디자인은 알루미늄 합금과 같은 경량 소재를 사용하여 에너지 소비를 줄이고, 맞춤형 인테리어, 지능형 조명, 공기 정화 시스템 등을 통해 탑승객의 경험을 향상시킬 수 있습니다.

4. 도어 시스템

도어 시스템은 엘리베이터에 대한 접근을 제어하고 이동 중 승객의 안전을 보장합니다. 여기에는 카 도어, 랜딩 도어, 도어 오퍼레이터 및 연동 장치가 포함됩니다. 최신 도어 시스템은 부드럽고 조용한 작동을 위해 마이크로프로세서 제어 가변 주파수 드라이브를 활용하며, 장애물을 방지하고 정확한 도어 위치를 보장하기 위해 첨단 센서를 통합합니다.

5. 무게 균형 시스템

이 시스템은 에너지 효율을 최적화하고 차량 무게의 균형을 유지하여 일관된 견인력을 보장합니다. 일반적으로 차량 적재 중량의 40~50%에 해당하는 카운터웨이트와 고층 건물용 보정 체인 또는 로프로 구성됩니다. 고급 시스템에서는 능동적 중량 관리를 통해 차량 하중에 따라 카운터웨이트 질량을 조정하여 에너지 효율을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

6. 전기 구동 시스템

전기 구동 시스템은 엘리베이터의 움직임에 동력을 공급하고 제어합니다. 여기에는 메인 드라이브(효율성 향상을 위해 영구 자석 동기 모터를 사용하는 경우가 많음), 전원 공급 시스템, 정밀한 속도 및 위치 피드백을 위한 인코더, 부드러운 가속 및 감속을 위한 가변 주파수 드라이브가 포함됩니다. 최신 시스템에는 하강 중 또는 부하가 적을 때 에너지를 회수하여 건물의 전기 그리드에 다시 공급할 수 있는 회생 드라이브가 통합되어 있습니다.

7. 전기 제어 시스템

제어 시스템은 엘리베이터의 두뇌로, 모든 작동을 관리하고 최적의 성능을 보장합니다. 제어 시스템은 메인 컨트롤러(주로 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러 또는 전용 엘리베이터 제어 시스템), 위치 확인 시스템, 차량 조작 패널, 랜딩 콜 스테이션으로 구성됩니다. 고급 제어 시스템은 예측 유지보수, 교통 최적화, 에너지 관리를 위해 인공 지능과 머신 러닝 알고리즘을 활용합니다.

8. 안전 시스템

안전 시스템은 승객 보호와 규정 준수를 보장하는 중요한 구성 요소입니다. 여기에는 과속 거버너, 안전 장치, 버퍼 및 비상 브레이크가 포함됩니다. 최신 안전 시스템에는 모든 중요 부품의 전자 모니터링, 비상 작동을 위한 무정전 전원 공급 장치, 원격 모니터링 및 잠재적 문제에 대한 신속한 대응을 위한 첨단 통신 시스템이 통합되어 있습니다. 또한 지진이 발생하기 쉬운 지역에는 지진 센서와 작동 모드가 통합되어 있어 지진 발생 시 승객의 안전을 강화합니다.

III. 엘리베이터 운영 원칙

엘리베이터 시스템은 고강도 강철 와이어 로프로 연결된 카트와 균형추로 구성됩니다. 정밀하게 설계된 견인 기계로 구동되는 견인 드라이브는 엘리베이터 샤프트 내의 전용 가이드 레일을 따라 엘리베이터 카 및 카운터웨이트의 수직 이동을 용이하게 합니다.

차량 프레임에 전략적으로 장착된 가이드 슈는 건물의 승강로 벽에 고정된 고정 가이드 레일과 연결됩니다. 이 구성은 부드러운 수직 이동을 보장하는 동시에 운행 중 측면 이탈이나 진동을 방지하여 승차감과 승객의 안전을 향상시킵니다.

엘리베이터의 제동 시스템은 상시 닫혀 있는 스프링 적용/전기 해제식 블록형 브레이크를 사용합니다. 정상 작동 중에는 브레이크가 해제된 상태로 유지되어 자유롭게 움직일 수 있습니다. 정전 또는 비상 정지 신호가 발생하면 브레이크가 즉시 작동하여 차량의 움직임을 멈추고 가장 가까운 랜딩에 안전하게 고정하여 승객이 안전하게 승하차할 수 있도록 합니다.

구조적으로 강화된 인클로저인 자동차는 승객이나 화물을 위한 주요 하중 지지 부품 역할을 합니다. 일반적으로 차량의 정격 용량에 차량 무게를 더한 약 40~50% 무게의 카운터웨이트는 구동 시스템의 유효 하중을 줄여 에너지 효율을 최적화합니다. 보정 체인 또는 로프 시스템은 차량이 주행할 때 로프 무게의 변화를 동적으로 조정하여 전체 주행 범위에서 일관된 트랙션과 정밀한 바닥 수평을 보장합니다.

엘리베이터의 전기 제어 시스템은 층 선택, 자동 수평 조절, 속도 조절 및 객실 조명을 포함한 모든 작동 측면을 조율합니다. 통합 위치 표시 시스템은 차량 방향과 층 위치를 실시간으로 업데이트합니다. 과속 거버너, 버퍼 시스템, 비상 브레이크 등 여러 중복 안전 장치가 함께 작동하여 모든 조건에서 안전 운행을 보장합니다.