Khi thang máy mất điện, hai hệ thống an toàn độc lập vẫn phải hoạt động, và chúng yêu cầu ở một cục pin những điều gần như đối lập. Thiết bị cứu hộ tự động (ARD) phải cung cấp dòng điện lớn trong vài giây để di chuyển cabin đến tầng gần nhất và mở cửa; bộ đàm khẩn cấp sau đó phải duy trì một cuộc hội thoại hai chiều rõ ràng với dịch vụ cứu hộ trong suốt thời gian chờ giúp đỡ. Bài A, bài đầu tiên trong ba bài về nguồn điện khẩn cấp thang máy, phân tích hai nhiệm vụ này, đặt chúng trong khuôn khổ EN 81-20 về kết cấu thang máy và EN 81-28 về báo động từ xa, và giải thích tại sao nickel-kim loại hydruro tự nhiên phù hợp với bộ đàm — và là lựa chọn đáng tin cậy cho các mạch điều khiển ARD nhỏ gọn.
Hãy xem xét trình tự. Nguồn cung cấp bị mất khi cabin đang ở giữa các tầng. ARD phát hiện sự mất mát, xác nhận rằng phanh và hệ dẫn động đang ở trạng thái an toàn, và dùng pin của nó để cấp điện cho hệ dẫn động — thường qua máy kéo hiện có hoặc một động cơ cứu hộ chuyên dụng — di chuyển chậm cabin đến điểm cân bằng gần nhất và mở cửa để hành khách có thể thoát ra. Sự kiện động cơ này có dòng điện cao và ngắn, điển hình là vài giây đến một hoặc hai phút. Riêng và song song, hệ thống truyền thông khẩn cấp phải cho phép hành khách bị kẹt phát báo động bằng một hành động duy nhất và duy trì cuộc hội thoại thoại hai chiều với một dịch vụ cứu hộ có nhân viên trực suốt hai mươi bốn giờ.
Đường biểu diễn hoạt hình nén lại sự tương phản: một đường chờ gần bằng không, một đỉnh động cơ ARD cao và ngắn, sau đó là một cao nguyên đàm thoại dài và vừa phải. Một hệ thống pin duy nhất phải vừa là vận động viên chạy nước rút vừa là vận động viên chạy đường dài, đó là lý do hầu hết các thiết kế tách bộ pin ARD công suất cao khỏi bộ pin bộ đàm nhỏ, bền lâu — và lý do mỗi bộ được định cỡ theo nhiệm vụ riêng của mình thay vì theo một giá trị trung bình gây hiểu nhầm.
Các quy tắc thang máy châu Âu hiện đại là EN 81-20:2014 về kết cấu và lắp đặt thang máy (đọc cùng EN 81-50 về các quy tắc thiết kế và tính toán), đã thay thế EN 81-1 cũ. Điều khoản 5.12.3 yêu cầu một thiết bị báo động khẩn cấp và một hệ thống truyền thông hai chiều thường trực cho phép liên lạc bằng giọng nói với dịch vụ cứu hộ, có tham chiếu chéo đến EN 81-28. EN 81-28 là tiêu chuẩn báo động từ xa chuyên dụng: việc truyền thông phải hai chiều (một chuông báo động một chiều là không đủ), được bắt đầu bằng một hành động duy nhất, kết nối tự động mà không cần quay số, đến được một con người — chứ không phải một bản ghi âm — tại một dịch vụ cứu hộ có nhân viên thường trực, được thiết lập trong khoảng ba mươi giây, và một khi đã thiết lập, hành khách không được phép chấm dứt kết nối, mặc dù luôn có thể bắt đầu lại.
Đây là những yêu cầu chức năng đối với toàn bộ chuỗi truyền thông, và chúng trực tiếp chuyển thành yêu cầu về pin: nguồn cấp cho bộ đàm phải duy trì hoạt động của micro, loa, bộ khuếch đại và thiết bị tự động quay số (GSM, IP hoặc PSTN) trong suốt thời gian mất điện và qua các lần thử gọi và hội thoại lặp lại.
Các hướng dẫn truyền thông khẩn cấp thang máy và các nhà sản xuất hội tụ về một mức tối thiểu cụ thể cho nguồn dự phòng: đủ dự trữ cho khoảng một giờ chờ cộng với ít nhất mười lăm phút đàm thoại thực tế sau khi mất điện lưới, và các nhà sản xuất có trách nhiệm — trong đó có AVIRE — khuyến nghị tăng gấp đôi biên độ thời gian đàm thoại, vì các cuộc cứu hộ thực tế, các lần thử thất bại và các cuộc gọi trấn an tiêu tốn nhiều hơn một cuộc hội thoại ngắn duy nhất. Yêu cầu kết nối trong vòng ba mươi giây cũng giả định các lần quay số lặp lại, mỗi lần gây ra một đợt truyền tín hiệu.
Biểu đồ hoạt hình chuyển các chuỗi pin NiMH AA kích thước tăng dần thành số phút đàm thoại khả dụng. Đó là một mô hình minh họa, nhưng nó cho thấy tại sao lựa chọn thiết kế thực tế lại rơi vào đúng điểm đó: một bộ phận khẩn cấp thang máy tuân thủ EN 81-28 của một nhà sản xuất hàng đầu quy định bốn pin NiMH AA 1,2 V với tối thiểu 2000 mAh mỗi pin — một bộ pin được thiết kế dư dả, cung cấp một giờ chờ và vượt ngưỡng mười lăm phút đàm thoại với biên độ rộng cho nhiệt độ phòng máy lạnh và nhiều năm suy giảm.
Đặc tính điện của ARD hoàn toàn khác. Việc di chuyển một cabin đầy tải, ngay cả chậm, cũng đòi hỏi công suất cơ học thực sự, do đó pin ARD phải cung cấp dòng điện cao ở điện áp đủ cho hệ dẫn động trong khi phanh được giữ mở; sự kiện kết thúc khi cabin đã được cân bằng và cửa mở. Do đó, các ưu tiên thiết kế là cung cấp ở tốc độ cao, một điện áp không sụt giảm dưới dòng khởi động của động cơ, và đủ năng lượng cho ít nhất một lần cứu hộ hoàn chỉnh — với biên độ cho lần thử thứ hai nếu lần cân bằng đầu tiên bị hủy. Bộ pin cũng phải tồn tại qua nhiều năm ở trạng thái sẵn sàng, vì một ARD có thể không bao giờ được gọi, hoặc một lần.
Các lắp đặt ARD lớn thường dùng axit-chì vì năng lượng thuần túy và chi phí; nhưng đối với các mạch điều khiển ARD nhỏ gọn có nhiệm vụ thấp đến trung bình và cụ thể là bộ đàm, NiMH cung cấp một pin tốc độ cao, trở kháng thấp, cung cấp đỉnh điều khiển động cơ hoặc dòng đàm thoại trên một cao nguyên phẳng, chịu đựng tốt hơn các phòng máy lạnh và tấm pin trên mái so với phản ứng chậm ở nhiệt độ thấp của axit-chì, và tránh cadmium cùng hiện tượng nhớ của NiCd cũ.
Nhiều thị trường, đặc biệt là Trung Quốc theo các quy tắc an toàn thang máy của họ (TSG T7001 và loạt GB/T 7588 song song với EN 81-20), yêu cầu một bộ đàm năm bên kết nối cabin, nóc cabin, hố thang, phòng máy và một phòng giám sát hoặc phòng trực 24 giờ. Mỗi trạm phải có thể giao tiếp khi bị kẹt, và nguồn dự phòng phải cấp điện cho toàn bộ mạng — không chỉ trạm trong cabin — sau khi mất điện lưới. Điều này nhân lên tải chờ: một số bộ khuếch đại và giao diện đường dây tiêu tốn dòng thường trực ngay cả khi không hoạt động, và một cuộc gọi cứu hộ kiểu hội nghị tiêu tốn dòng đàm thoại từ nhiều trạm cùng lúc.
Do đó, định cỡ pin bộ đàm đòi hỏi phải liệt kê mọi trạm trong mạng, dòng chờ của nó và dòng đàm thoại nhiều bên trong trường hợp xấu nhất — cùng kỷ luật liệt kê tải được dùng cho các pin dự phòng báo động và kiểm soát truy cập, áp dụng cho một mạng thoại. Quy tắc một giờ cộng mười lăm phút được đáp ứng trên tổng tải, chứ không phải trên một ống nghe cabin đơn lẻ.
Môi trường thang máy không thân thiện với pin: các phòng máy và tủ điều khiển dao động giữa nóng và lạnh, các trạm trên đỉnh hố và trong hố chịu độ ẩm và rung động, và thiết bị có thể đứng yên không được đụng đến nhiều năm giữa các sự kiện thực sự. NiMH trả lời với một dải hoạt động rộng, một cao nguyên xả phẳng giữ các bộ khuếch đại âm thanh và thiết bị tự động quay số trong cửa sổ điện áp hoạt động của chúng, tự xả thấp so với các hóa chất nickel cũ trong các loại tự xả thấp hiện đại, an toàn nước nội tại và một phân loại vận chuyển đơn giản. Bộ pin vẫn phải dùng kết cấu hàn, chịu rung và một lần sạc bảo trì nhận biết nhiệt độ, nhưng nhiệm vụ nền — sẵn sàng lâu, dòng đàm thoại vừa phải, đỉnh thỉnh thoảng — rõ ràng nghiêng về NiMH.
Bài B biến hai nhiệm vụ thành một phương pháp định cỡ và lựa chọn; Bài C đi qua lộ trình bằng chứng EN 81-20/81-28, IEC 61951-2 và IEC 62133-1.
Weijiang Power sản xuất pin NiMH và các bộ pin hàn cho bộ đàm khẩn cấp thang máy và các mạch điều khiển ARD nhỏ gọn: các chuỗi AA và sub-C được định cỡ cho nhiệm vụ một giờ chờ cộng mười lăm phút (hoặc gấp đôi) đàm thoại, pin tốc độ cao trở kháng thấp cho các đỉnh điều khiển động cơ và truyền tín hiệu, kết cấu chịu rung cho các trạm phòng máy và hố thang, cùng tài liệu IEC 61951-2, IEC 62133-1 và UN 38.3. Gửi cho chúng tôi số trạm năm bên, các dòng chờ và đàm thoại và tải điều khiển ARD, và chúng tôi sẽ định cỡ các bộ pin.
