電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修  第5版

陳家盛/主編 魏軍/副主編 魏軍/特約編輯

第三章 電梯的電氣控制系統(tǒng)

第一節(jié)    概  述

 電梯的電氣控制系統(tǒng)是構(gòu)成電梯的兩大系統(tǒng)之一。電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、指層燈箱、喚召箱、換速平層裝置、兩端站限位裝置（包括兩端站強(qiáng)迫減速裝置、兩端站樓面越位裝置、兩端站樓面極限越位裝置）、轎頂檢修箱、底坑檢修箱等拾多個(gè)部件以及分散安裝在相關(guān)機(jī)械部件中與相關(guān)機(jī)械部件配合完成電梯預(yù)定功能的電器零部件組成。分散安裝的主要電器零部件中，如曳引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器線圈、開(kāi)關(guān)門(mén)電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速控制裝置、限速器開(kāi)關(guān)、限速器繩漲緊裝置開(kāi)關(guān)、安全鉗開(kāi)關(guān)、緩沖器開(kāi)關(guān)以及各種安全防護(hù)按鈕和開(kāi)關(guān)等。

電梯的電氣控制系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)比較，具有選擇范圍大且靈活的特點(diǎn)。一臺(tái)電梯的類別、額定載重量和額定運(yùn)行速度確定后，機(jī)械系統(tǒng)的主要零部件就基本確定了，而電氣控制系統(tǒng)則還有比較大的選擇空間，還必須根據(jù)電梯的安裝地點(diǎn)、乘載對(duì)象、整機(jī)性能要求、功能要求對(duì)拖動(dòng)方式、控制方式…等進(jìn)行認(rèn)真選擇，才能發(fā)揮電梯的最佳使用效果。

電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)決定著電梯的整機(jī)性能和節(jié)能效果。電梯的控制方式則決定著電梯的自動(dòng)化程度和使用效率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和改革開(kāi)放政策的深化貫徹執(zhí)行，我國(guó)電梯電氣控制系統(tǒng)發(fā)展迅速。目前國(guó)內(nèi)的在運(yùn)行電梯中：

1、在拖動(dòng)系統(tǒng)方面：除額定運(yùn)行速度Ｖ≤0.63m/s的低層站、大載重量貨梯仍有部份采用交流雙速電機(jī)變極調(diào)速拖動(dòng)（以下簡(jiǎn)稱交流雙速）外，對(duì)于額定運(yùn)行速度Ｖ≥1.0m/s的各類電梯均采用交流變頻變壓調(diào)速（以下簡(jiǎn)稱VVVF）拖動(dòng)。而且近幾年來(lái)，隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的深化貫徹執(zhí)行，普通交流電機(jī)VVVF拖動(dòng)又有被節(jié)能效果更好的永磁同步電機(jī)VVVF拖動(dòng)取代。而交流變壓調(diào)速（以下簡(jiǎn)稱ACVV）拖動(dòng)則成為向VVVF拖動(dòng)發(fā)展過(guò)程中的過(guò)度性產(chǎn)品。

2、在中間過(guò)程控制方面：采用繼電器作為中間過(guò)程控制裝置的電梯已被改造升級(jí)換代。

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電梯幾乎全部采用微機(jī)控制。采用可編程序控制器PLC（以下簡(jiǎn)稱PC或PC機(jī)）作為中間過(guò)程控制裝置的電梯，也是向微機(jī)控制電梯發(fā)展過(guò)程中的過(guò)度性產(chǎn)品。

本章將分別對(duì)我國(guó)50多年來(lái)曾批量生產(chǎn)過(guò)的有代表性的經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)的交流雙速、ACVV、VVVF和直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，轎內(nèi)按鈕和集選繼電器控制、PC機(jī)控制、微機(jī)控制等七種電梯電氣控制系統(tǒng)的控制原理作簡(jiǎn)要介紹。本書(shū)介紹的電路原理圖采用“電梯制造廠電氣設(shè)計(jì)人員的繪圖習(xí)慣，按 5層5 站電梯電氣原理圖繪制”。如果將本書(shū)作為教材，任課老師可將交流雙速、轎內(nèi)按鈕繼電器控制電梯電氣控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，再在其基礎(chǔ)上采用比較方法和由淺入深的原則開(kāi)展教與學(xué)，力求達(dá)到學(xué)者學(xué)懂、教者愛(ài)教的效果。

第二節(jié)  電梯電氣控制系統(tǒng)的分類

電梯電氣控制系統(tǒng)的分類比較繁瑣，一般按以下方式分類。

一、按控制方式分類

1、轎內(nèi)手柄開(kāi)關(guān)控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：由電梯司機(jī)通過(guò)操作轎內(nèi)操縱箱上的手柄開(kāi)關(guān)，控制電梯運(yùn)行的電氣控制系統(tǒng)。

2、轎內(nèi)按鈕開(kāi)關(guān)控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：由電梯司機(jī)通過(guò)操作轎內(nèi)操縱箱上的按鈕開(kāi)關(guān)，控制電梯運(yùn)行的電氣控制系統(tǒng)。

3、轎內(nèi)外按鈕開(kāi)關(guān)控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：由乘用人員自行通過(guò)廳門(mén)外召喚箱或轎內(nèi)操縱箱上的按鈕開(kāi)關(guān)，控制電梯運(yùn)行的電氣控制系統(tǒng)。

4、轎外按鈕開(kāi)關(guān)控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：由使用人員通過(guò)廳門(mén)外操縱箱上的按鈕開(kāi)關(guān)，控制電梯運(yùn)行的電氣控制系統(tǒng)。雜物電梯的電氣控制系統(tǒng)就是采用這種電氣控制系統(tǒng)。

5、信號(hào)控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：由廳門(mén)外召喚箱發(fā)出的外指令信號(hào)或轎內(nèi)操縱箱發(fā)出的內(nèi)指令信號(hào)與井道信息裝置檢測(cè)到的電梯轎廂位置信號(hào)比較后自動(dòng)確定電梯的運(yùn)行方向，由電梯專職司機(jī)下達(dá)關(guān)門(mén)起動(dòng)信號(hào)，門(mén)關(guān)妥后電梯起動(dòng)運(yùn)行的電氣控制系統(tǒng)。（這種控制系統(tǒng)較少采用，因?yàn)榧�選控制電氣系統(tǒng)也具有信號(hào)控制系統(tǒng)的功能）。

6、集選控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：采用這種控制系統(tǒng)的電梯具有“司機(jī)控制、無(wú)司機(jī)控制、檢修慢速運(yùn)行”等三種控制運(yùn)行模式。有司機(jī)模式下的電梯功能與信號(hào)控制電梯的功能相同。無(wú)司機(jī)模式下與轎內(nèi)外按鈕開(kāi)關(guān)控制電梯的功能相同外，增加轎內(nèi)多指令登記功能。檢修慢速運(yùn)行功能與所有電梯電氣控制系統(tǒng)相同。集選控制電梯是一種單機(jī)運(yùn)行功能最完善的電梯電氣控制系統(tǒng)。兩臺(tái)并聯(lián)和多臺(tái)群控電梯是由兩臺(tái)或多臺(tái)集選控制電梯組成的。

7、并聯(lián)控制運(yùn)行的電梯電氣控制系統(tǒng)：兩臺(tái)集選控制電梯共用廳外召喚信號(hào)，由兩臺(tái)電梯的微機(jī)或PC機(jī)適時(shí)通信聯(lián)系，調(diào)配和確定兩臺(tái)電梯的起動(dòng)、向上或向下運(yùn)行的控制系統(tǒng)。

8、群控電梯的電氣控制系統(tǒng)：多臺(tái)集選控制電梯集中排列、共用一個(gè)候梯廳和若干個(gè)外召喚信號(hào)，由微機(jī)按預(yù)設(shè)定的程序自動(dòng)調(diào)配、確定其運(yùn)行模式的電氣控制系統(tǒng)。

二、按用途分類

按用途分類是指按乘載對(duì)象的特點(diǎn)或要求分類。用這種方法分類有下列幾種：

    1、載貨電梯的電氣控制系統(tǒng)：適用于低層站的生產(chǎn)車(chē)間、廠房里運(yùn)送貨物，運(yùn)行速度比較慢，對(duì)平層準(zhǔn)確度要求較高，以利帶輪的車(chē)輛出入。其控制方式多采用轎內(nèi)按鈕開(kāi)關(guān)控制的電氣控制系統(tǒng)。隨著科技和社會(huì)發(fā)展，載貨電梯的自動(dòng)化程度也出現(xiàn)提高的趨勢(shì)。

    2、雜物電梯的電氣控制系統(tǒng)：雜物電梯的額定載重量只有100～300kg，運(yùn)送對(duì)象主要是圖書(shū)、飯菜等物品，其安全設(shè)施不夠完善。該類電梯的制造標(biāo)準(zhǔn)GB25194-2010《雜物電梯制造與安裝安全規(guī)范》規(guī)定，這類電梯不許承載人，因此控制電梯上下運(yùn)行的操縱箱不能設(shè)置在轎廂內(nèi)，只能在廳外控制電梯上下運(yùn)行。按控制方式分類的轎外按鈕開(kāi)關(guān)控制電梯的電氣控制系統(tǒng)，多作為這類電梯的電氣控制系統(tǒng)。

    3、乘客、住宅、病床電梯的電氣控制系統(tǒng)：用于多層站，客流量大的賓館、飯店、醫(yī)院、寫(xiě)字樓和住宅樓里，作為人們上下樓時(shí)的交通運(yùn)輸設(shè)備的電梯電氣控制系統(tǒng)。要求有比較高的運(yùn)行速度和自動(dòng)化程度以及齊全的安全保護(hù)裝置。其控制方式多采用單臺(tái)集選控制、兩臺(tái)并聯(lián)和三臺(tái)以上群控的電氣控制系統(tǒng)。

三、按拖動(dòng)系統(tǒng)和控制方式分類

     1、交流單速電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)，轎外按鈕開(kāi)關(guān)控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：適用于雜物電梯的電氣控制系統(tǒng)。

2、交流雙速、轎內(nèi)按鈕開(kāi)關(guān)控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：適用于額定運(yùn)行速度V ≤0.63m/s的一般載貨電梯的電氣控制系統(tǒng)。

     3、交流雙速、轎內(nèi)外按鈕開(kāi)關(guān)控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：適用于客流量不大，乘員相對(duì)穩(wěn)定，額定運(yùn)行速度速度V ≤0 .63 m/s，作為員工上下樓或運(yùn)送貨物的客貨電梯的電氣控制系統(tǒng)。

     4、交流雙速、集選控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：適用于額定運(yùn)行速度V ≤0.63m/s，低層站，客流量變化較大的醫(yī)院、住宅樓、辦公樓或?qū)懽謽堑碾娞蓦姎饪刂葡到y(tǒng)。

     5、交流雙速電動(dòng)機(jī)ACVV拖動(dòng)、集選控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：采用交流雙速電動(dòng)機(jī)作為曳引電動(dòng)機(jī)，設(shè)有曳引電動(dòng)機(jī)調(diào)壓變速的控制裝置，控制方式為集選控制，具有集選控制電梯的完善功能，適用于V ≤1.75m/s，層站較多的賓館飯店、醫(yī)院、寫(xiě)字樓、辦公樓、住宅樓等的電梯電氣控制系統(tǒng)。

     6、直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、集選控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：采用直流電動(dòng)機(jī)作為曳引電動(dòng)機(jī)，設(shè)有對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速的控制裝置，起、制動(dòng)過(guò)程的速度變化率連續(xù)可調(diào)平穩(wěn)，舒適感好，平層準(zhǔn)確度高。但需設(shè)直流發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)組，發(fā)電機(jī)和直流曳引電動(dòng)機(jī)均有電刷，維修費(fèi)用高等不足之處。具有集選控制電梯的完善功能。適用于V ≤1.75m/s，層站較多的賓館飯店、醫(yī)院、寫(xiě)字樓、辦公樓等的電梯電氣控制系統(tǒng)。

    7、交流單速電動(dòng)機(jī)VVVF拖動(dòng)、集選控制電梯電氣控制系統(tǒng)：采用交流單繞組單速電動(dòng)機(jī)作曳引電動(dòng)機(jī)，設(shè)有調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速裝置，起、制動(dòng)過(guò)程的速度變化率連續(xù)可調(diào)平穩(wěn)，舒適感好，平層準(zhǔn)確，有較好的節(jié)能效果。具有集選控制電梯的完善功能，適用各種速度和層站等的電梯電氣控制系統(tǒng)。

    8、永磁同步電動(dòng)機(jī)VVVF拖動(dòng)、集選控制電梯電氣控制系統(tǒng)：改變了電梯傳統(tǒng)的“電動(dòng)機(jī)→減速箱→曳引輪→負(fù)載（轎廂和對(duì)重）”的曳引驅(qū)動(dòng)模式，比交流電動(dòng)機(jī)VVVF拖動(dòng)電梯節(jié)能20～25％，無(wú)減速箱、不需要加油和換油，環(huán)保效果好。是賓館飯店、寫(xiě)字樓、辦公樓、住宅樓、醫(yī)院首選的電梯電氣控制系統(tǒng)，近年來(lái)的電梯市場(chǎng)占有率達(dá)90％以上。

    9、交流單速電動(dòng)機(jī)VVVF或永磁同步電動(dòng)機(jī)VVVF拖動(dòng)、2臺(tái)集選控制電梯作并聯(lián)運(yùn)行或3臺(tái)以上集選控制電梯作群控運(yùn)行的電梯電氣控制系統(tǒng)：是賓館飯店、寫(xiě)字樓、辦公樓、住宅樓、醫(yī)院內(nèi)2臺(tái)或3臺(tái)并列電梯首選的電氣控制系統(tǒng)。

四、按操作控制方式分類

主要指按電梯的操作控制方式分類。按這種方式分類有下列幾種：

     1、有專職司機(jī)操作控制的電梯電氣控制系統(tǒng)：轎內(nèi)手柄開(kāi)關(guān)控制、轎內(nèi)按鈕開(kāi)關(guān)控制、信號(hào)控制電梯電氣控制系統(tǒng)都是需要設(shè)專職司機(jī)操作控制的電梯電氣控制系統(tǒng)。

     2、無(wú)專職司機(jī)操作控制的電梯電氣控制系統(tǒng)：轎內(nèi)外按鈕開(kāi)關(guān)控制、2臺(tái)并聯(lián)控制、3臺(tái)以上梯群控制的電梯電氣控制系統(tǒng)都是不需要專職司機(jī)進(jìn)行操作控制的電梯電氣控制系統(tǒng)。

     3、有/無(wú)專職司機(jī)操作控制電梯的電氣控制系統(tǒng)：集選控制電梯的電氣控制系統(tǒng)，就是有/無(wú)專職司機(jī)操作控制的電梯電氣控制系統(tǒng)。采用這種操作控制方式的電梯，轎內(nèi)操縱箱上設(shè)置一只轉(zhuǎn)換“有、無(wú)、檢”三個(gè)工作模式的鑰匙開(kāi)關(guān)（也可用兩只雙投手指開(kāi)關(guān)組合實(shí)現(xiàn)），管理人員或司機(jī)可以根據(jù)乘載任務(wù)的忙、閑以及出現(xiàn)故障或維護(hù)保養(yǎng)等實(shí)際需要，用專用鑰匙扭動(dòng)鑰匙開(kāi)關(guān)或板動(dòng)手指開(kāi)關(guān)，將電梯置于有司機(jī)控制、無(wú)司機(jī)控制、檢修慢速運(yùn)行控制等三種運(yùn)行模式，以適應(yīng)不同乘載任務(wù)或電梯保養(yǎng)維修工作的電梯電氣控制系統(tǒng)。

   對(duì)于無(wú)專職司機(jī)控制的電梯，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)開(kāi)放和關(guān)閉電梯以及經(jīng)常巡查監(jiān)督乘用人員正確使用和愛(ài)護(hù)電梯，并督察做好電梯的日常維護(hù)保養(yǎng)工作等。