电梯作为交通工具的基本使用要求：在人为可控制的条件下安全地运行与停止。在这动静之间，制动器尤其重要。它无时无刻地在工作着，包括停电了。

图一

前世：

至1852年之前，人类使用升降机的几千年当中，充当制动器的可能是阻止轱辘转动的一根木棒或是桔槔下的一块石头。

1852年伊里沙˙格雷夫斯˙奥的斯发明了世界上第一台具有安全装置的升降机（lift）;见图一，这就是他当年的专利申请书，也就是后来在博览会上展示平安一坠的那个安全装置。它应该相当于今天电梯中的限速器与安全钳。请注意在这个专利中奥的斯使用的是卷扬方式驱动绳轮，但已经有滚筒对重了。因为节能而选择对重参与到升降机系统中来，下行坠落的风险被减小的同时，上行冲顶的风险被放大了。

成型：

我们在此至今近一百七十年的过程中要注意以下几个节点。

1、1877年德国的采矿工程师考业普在鲁尔矿区发明并使用了曳引传动-曳引式升降机出现；原因是节能而经济（钢丝绳由卷扬变为摩擦，寿命大大延长）。制动器重要性进一步增加。

2、1887年电力驱动应用于升降机；

3、1889年在奥的斯的两个儿子的带领下诞生了一种新型升降机（当时他们拥有升降机专利53项），特征是蜗轮减速且电气控制。“elevator”一词说明一切，美国人应该是集当时升降机前沿科技的大成者，电梯商业化的成功，理所当然地使其获得巨大的利益回报。

4、1903年卷筒强驱的电梯被曳引摩擦绳轮替代，至此，此后一百多年的电梯结构模式被固定下来。特征是电力驱动齿轮减速（低速梯）或无齿轮减速（高速梯），曳引提升，制动器作用于齿轮减速机高速轴（电机轴），或无齿轮的曳引轮同轴的制动器，有防止坠落和下行超速的限速器与安全钳。

稳定期：

从1908年中国引进第一台奥的斯电梯开始，至1952年于天安门安装的第一台中国制造电梯，是中国的电梯萌芽时期(距离美国整整100年）。再至改革开放，是自力更生阶段，这一阶段的中国电梯的整体技术水平相当于美国二十年代末期的水平，但制动器无论是机械型式上到电路设计上应该与国外无代差，就是一个电磁线圈而已。当时厂家和维修人员认为它再普通不过，毂式制动器两个机械臂与弹簧加一个大脑袋线圈，好似可有可无的东西，（见图2）

图二

没夸张，有的工厂制动器闸皮都已磨损光了电梯照旧使用，危险吗？当然危险，但却是相对危险。当时的减速机减速比高，中心距（蜗轮蜗杆）大，一般发生自锁。当时市场占主流是低速大吨位的货梯，异步机驱动的蜗轮减速机。松开制动器大部分也不会发生溜车（如果手动盘梯克服静摩擦则相当费力）只有在极端环境下，蜗轮蜗杆啮合失效，或者满载超载的情况下会发生墩梯与空梯冲顶。但是高速梯（1.6米以上）就情况不同了，减速比小了，中心距也小了，松开制动器，一般是负载重的向下，负载轻的向上作加速运动，这些风险隐患被人们认为是小概率事件。报载，九十年代末美国纽约摩天大楼高速梯冲顶。效率越高失控后反而越危险，这一悖论难道是仅电梯特有吗？

因为电梯制动器失效发生安全事故，这一现象一直被忽视。不说国外，至二十世纪末，仅简易升降机在国内造成的伤亡事故就让各地主管部门焦头烂额了。

从80年代开始，合资品牌的电梯越来越多，相对国内厂家设计完善，中国的电梯工业蒸蒸日上，用市场换技术的时代到来了，那是一个解决从无到有的时期（见图3，图4）。

图片3

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中国的电梯标准推出了，但那时这个东西应该是束之高阁；因为当时有劳动部门、建委还有各地一些不知名的办公室都宣称对电梯有管辖权，谁会关心标准呢？

在1993年一个电梯前辈的著作解释了国标的含义，尤其是它的12.4.2条：机电式制动器（也就是业内俗称的防粘连）。让我们知道在电梯业中开门溜梯不仅仅是封门锁造成的。制动器电路只需改善一下，就会避免事故发生。仅仅懂得一些机械的电子的技术是片面的，整部电梯标准是用人的生命换来的，每一条都浸满鲜血。

标准已经推出了而没有相应的部门去执行贯彻，所以从标准推出后的十余年时间，在我看来合资品牌当中除迅达之外，几乎都有或多或少型号的电梯不符合国标中的规定（尤其是12.4.2），我当时很奇怪这些型号的电梯难道不在欧洲销售吗？（因为GB7588-87等效EN-81）而就是这样在欧洲销售吗？这种歧视现在依然存在，当然歧视形成原因是多方合力的结果。随着曳引机（有齿）减速比越来越小，中心距越来越小，效率越来越高，发生制动器回路触头粘连，开门走梯人被夹或坠落底坑的机率也在增高。

至2000年电梯归口质监部门，一切才有法可依。在GB7588-2003推出后，2004年是中国电梯制动器电路皈依标准年，（在东部大城市从事电梯20年以上的人，应该对此有所记忆）这是中国对制动器控制电路的一次整肃，加上该电路电梯故障率会上升（因为每次都监控接触器的释放，如果不释放则停梯），但避免了事故的发生。注意：在此期间所有大厂都没有召回，那时谈召回真是奢望，笔者所在的城市，是用户掏的钱加装的制动器防粘连电路（2017年仍有新闻曝出南方某市制动器防粘连被失效，注意这个“被”字，发生冲顶事故，也不知维修与检验员如何做的）。

2004年这个节点很关键，当年的一些传言或谣言最后都达到了目的，其中说中国电梯一年的耗电量要十个三峡大坝的发电量，口诛笔伐电梯的电力消耗，那一年被定义为绿色低碳年。几乎从那一年开始，永磁无齿轮同步曳引机开始走向中国电梯的舞台中央，好像是在一夜之间同步机遍地开花。当年国内的传统曳引机制造商要么跟上时代发展同步机，要么淘汰出局。反正是有齿轮异步机不受欢迎了，有的专家大声疾呼，注意弯道超车时的技术风险，但声音微弱。（同期国外的产品，制动器作用于电机轴，相对保守。见图5）

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笔者个人思考过，同步机节能是当然的，但小巧也是主因之一，东西一小巧，就被认为是高大上。销售方、制造方、使用方、安装方谁不爱小巧。在几年后的展览会上，一个变频器生产商与笔者吐槽，真的要节能，变频梯尤其是高层高速梯，把制动电阻取消采用回馈制动啊！那节能效果才惊人呢，机房的空调都能取消了，怎么也不见谁起劲推广啊！

随着每年几十万台的销售量，其中当然是永磁同步机曳引机占主流，事情发生了变化，制动器的设计缺陷凸显出来了。

前文说到过，有齿轮减速的曳引机制动器作用于电机轴（高速轴）减速比一般在20-30左右；无齿轮曳引机的制动器作用于与曳引轮同轴的制动轮。同样一台电梯要达到相同速度与载重，应用这两种不同曳引机，制动器的力矩即便粗略计算，无齿轮的制动器也要比有齿轮大20倍至30倍才行，退一步算上曳引比，也要在10-15倍以上。原有齿轮曳引机的毂式制动器经过计算放大，套用到无齿轮同步机上，效果不理想，噪音大，稳定性不好；块式，碟式各种制动器也被采用，而且制动器的角色又多了一个，在国内充当永磁同步曳引机驱动的电梯中的上行超速保护执行元件（制动轮与曳引轮同轴），制动器很忙！（见图6）

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2004年前后很多的电机制造厂，跨界过来到电梯行业分一杯羹，有几十个牌子，它们大多不太明白或根本不明白其中的道理，照猫画虎地就干了起来，2005年有电梯厂向我寻求技术支持，到山西一个小县城解决一台同步机自整定不能通过的问题，电梯厂已经搞了一个星期，所有的电器部件、变频器、旋编都已经更换了两遍，还是找不到原因。后来我发现电机出厂的铭牌把电机的磁极对数搞错了，当然通不过自整定。这样的曳引机制造厂有很多，它们大都旋即消失于市场中。

同步机的封星问题很重要，在现阶段笔者个人认为必须要有。它减轻了电梯停止时的制动器所需的力矩，增强了安全性，加大了安全系数。有了封星功能的电梯不一定是安全的，但没有它一定不安全。笔者已经有写过专门的关于封星的文章，在此不再赘述。行文至此，昨天有学生告诉我，他负责维护的同步机电梯尚有一定量的无封星功能，松闸就飞车；负责维保电梯公司的老板懵然无知，拼命低价揽生意；细思恐极，风险与收入不成正比，年后可能会用脚投票，告别这个行业。

一百多年来形成的安全认知与行业习惯是根深蒂固的，关于电梯停止开门至关门再次启动期间，大部分电控系统是放任的，这一切全部由制动器充当“守夜人”，所以事故就理所当然的会发生。2012年广州电梯站展，有知名企业的电控系统开始关注停梯后的曳引机制动问题，但引不起公众兴趣。

北美于2000年实施ASMEA17.1-2000/CSA，上行超速（ACO）与轿厢开门状态下的意外移动（UCM）这两个姗姗来迟的名词进入公众视线。时间来到2012年1月1日，欧洲已经实行EN-81+A3。中国电梯在各种媒体的关注下战战兢兢地走着。笔者个人认为，一个世界领先的行业标准在这个国家被顺利执行，则这个行业必定领先世界，这二者相辅相成。从业者与标准制定者都有一颗不浮躁的心，不掩盖，不推诿，面对现实，不当鸵鸟；电梯产量不是衡量准绳，标准低下的高产量电梯是一地鸡毛。因为大量的资源被浪费，伤痕需要数十年才能平复。

笔者亲历的事：一个有着二百多台高层电梯的居民小区，子夜后，有一定数量的电梯频频启动回首层，经视频检查无人使用电梯，而且每次启动的时间呈递减趋势（在半年的观察期内）。后来加装多个摄像头才揭开“鬼梯”之谜，在空梯静止状态下，制动器打滑，电梯轿厢脱离门区位置系统判断为位置故障，回首层复位。这个由停止到打滑的时间由新梯的2个小时发展到最后的半小时（注：该型号电梯无封星功能），这是在夜晚无人使用的状态（要感谢夜晚），白天也会发生，谁都有可能遇到，但白天的风险隐患被掩盖。物业与电梯公司会解释给乘客--这是系统保护，很安全的，媒体也在如此宣传。保护功能是必不可少的，但是每次都以保护的名义就不行了。那么为什么不问问为何频频保护呢？这是电梯的自身功能掩盖了隐患的典型例子，笔者给当事人的建议是，电梯保护运行了，一定查原因，因为什么保护运行。电梯人只要有鸵鸟习性，必定害人害己。空梯抱不住的下一步就是蹲底、就是开门溜梯。

某市质监局判定某曳引机制造厂的同步曳引机不合格，原因是空梯不打开制动器手动盘梯就可以动作，当然是向上盘梯；该曳引机厂诉该质监局，最后厂家胜诉，因为曳引机厂家有国家型式检测合格报告，检规没有空梯盘梯可盘动不合格这一条。真是狗血的剧情，胜诉后该厂工程师去了电梯现场，问现场工人可以盘的动是吗？看来他也很困惑，从这里我们看出，我们的生产者对自己的产品仅仅是制造出来而已，具体到自己的产品在现场的一切表现盲然不知，这和一些国外企业在实验室或实验塔中跟踪运行二十年后推向市场截然相反（otis于80年代发明直线电机驱动的电梯在实验塔中一直在测试，还有奥德赛系统。个人赞一句，原创就是原创，大音希声，足令后来者汗颜）。

空梯盘梯都可以盘的动，那么单臂额载和双臂125%额载制动应该就更是笑话了，现在的极端局面是这样，作以上检测实验时，为了合格，现场工人会把制动器（毂式的占主流）的弹簧力调大，一般会发生两种结果：一，制动力过大，发生拉断绳头的事故等；二，如果可以检测合格，这个被调整的制动力，要迅速调回原状态，不然就无法正常运行了。

我曾经问过曳引机厂的工程师，电磁线圈的推力是按照什么数据设计的，额定转矩的2.5倍？加大一些是不是好一些，回答是；电磁线圈推力加大，噪音加大，影响产品销售。

通过百多年来的历史回顾，我们会发现人们一直在节能，安全性与美观的外表和舒适性之间逡巡取舍，单纯强调了某一方面的优点，必定有另一方面缺点暴露出来。在此，哲学胜利了。但愿技术的进步会让我们找到一个越来越合适的切合点。

2017年电梯已经有召回的了，可喜可贺！

2018带有防止UCM的新标准被贯彻执行，笔者用浅显的语言描述一下个人理解的防止UCM的中国方案，它基于两个假设，首先认为当前的制动器是有冗余的，其次，经过型式认证的制动器，在使用中的磨损或失效是渐进式的，不是崩溃式的，有了以上两个假设，那么就有了以下两个措施：

1：事前预判性防护：

对制动器力矩的检测，制动器不通电的情况下，给予一定的电机转矩，通过控制系统研判旋转编器的脉冲反馈量，来判定制动器力矩是否合格。

2：事发安全性防护：

如果电梯在门区开门状态，突然发生意外移动，脱离门区，由冗余的制动器（结合控制系统零速满力矩停止轿厢）或附加的制动器停止电梯。

现在业内有专家认为制动器无冗余，应该增加附加制动器（北美的普遍做法是增加了钢丝绳制动器，不仅是制动器失效的防护，更广义地应对了曳引力的失效），另一方认为制动器有冗余，不需增加。

我们认为不妨先让子弹飞一会儿，一切交给时间，在UCMP加装后，可能很多名义上合格的新梯曳引机在使用中就会露出马脚(空车都抱不住，频频报警),自然会去更改自己的产品。而细思极恐的旧梯，国家不是正在补贴改造吗？

只要走在路上了，总会一步一步接近目标，当然前提是方向要正确。