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电梯结构及原理图解


电梯介绍

制作人:何骏伟 黄烘辉

电梯历史与发展
很久以前,人们就已经开始使用原始的升降工具来运送人和货物, 并大多采用人力或畜力作为驱动力,到19世纪初,随着工业革命的进 程发展,蒸汽机成为了重要的原动机,在欧美开始用蒸汽机作为升降 工具的动力,并不断地得到创新和改进. 1852年,美国纽约杨可斯(Yonkers)的机械工

程师奥的斯先生 (Elisha Graves Otis)在一次展览会上,向公众展示了他的发明,从此 宣告了电梯的诞生! 电梯从问世到今天已经有100多年了,由最早的简陋不安全,不舒 适的升降机到今天,经历了无数的改进提高,其技术发展是永无止境 的. 21世纪,随着人口数量与可利用土地面积之间矛盾进一步激化, 将会大力发展多用途,全功能的高层塔式建筑,超高速电梯继续成为 研究方向.

电梯的分类
根据驱动方式的不同,电梯可以分 为曳引驱动,强制(卷筒)驱动,液压驱动 等几种驱动方式.其中曳引驱动方式具 有安全可靠,提升高度基本不受限制, 电梯速度容易控制等优点,其已成为电 梯产品驱动方式的主流. 在曳引式提升机构中,钢丝绳悬挂 在曳引轮绳槽中,一端与轿厢连接,另 一端与对重连接.曳引轮利用其与钢丝 绳之间的摩擦力,带动电梯钢丝绳继而 驱动轿厢升降.下面,就以曳引驱动电 梯作为介绍的对象.

电梯八大系统
电梯
机械部分 轿厢系统 重量平衡系统

导向系统

曳引系统 电气部分

门系统

电力拖动系统 安全保护系统

电气控制系统

轿厢系统
电梯轿厢是装载乘客或货物,具有方 便出入门装置的箱形结构部件,是与乘 客或货物直接接触的.轿厢由轿架和轿 厢体组成. 轿架是轿厢的承载结构,轿厢的负荷 (自重加上载重)由它传递到曳引钢丝绳. 当安全钳动作或蹲底撞击缓冲器时,还 要承受由此产生的反作用力,因此轿厢 架要有足够的强度. 其一般由上梁、立 柱、底梁和拉条(调节轿底水平度,防 止底板倾翘)等组成. 轿厢体是形成轿厢空间的封闭围壁, 除必要的出入口和通风孔外不得有其他 开口,轿厢体由不易燃和不产生有害气 体和烟雾的材料组成.为了乘员的安全 和舒适,轿厢入口和内部的净高度不得 小于2米.为防止乘员过多而引起超载,轿 厢的有效面积必须予以限制.轿厢体一 般由轿底板、轿厢壁、轿厢顶.

轿架

对边形轿厢架

对角形轿厢架

1-上横梁; 2-立柱; 3-底横梁; 4-轿厢地板; 5-斜拉杆; 6-绳头组合

轿厢

导向系统
导向系统在电梯运行过程中, 限制轿厢和对重的活动自由度,使 轿厢和对重只沿着各自的导轨做 升降运动,不会发生横向的摆动和 振动,保证轿厢和对重运行平稳不 偏摆.不论是轿厢导向还是对重导 向均由导轨,导靴和导轨架组成. 导轨架作为导轨的支撑件,被固定 在井道壁上;导靴安装在轿厢架和 对重架的两侧,导靴的靴衬与导轨 工作面配合,使一部电梯在曳引绳 的牵引下,一边为轿厢,另一边为 对重,分别沿着各自的导轨作上、 下运动.

导轨

导轨是电梯上下行驶在井道的安 全路轨,导轨安装在井道壁上,被 导轨架,导轨支架固定连接在井道 墙壁。电梯常用的导轨是“T”字型 导轨。刚性强、可靠性高、安全廉 价等特点。导轨平面必须光滑,无 明显凹凸不平表面。由于导轨是电 梯轿厢上的导靴和安全钳的穿梭路 轨,所以安装时必须保证其间隙。 同时导轨在电梯出现超速事故时要 承受制停电梯的要任,所以其刚性 不可忽视。从导轨的定义可知,导 轨是垂直电梯、自动电梯、自动人 行道梯级的重要基准部件,它控制 着电梯轿厢、自动扶梯和自动人行 道梯级运行轨迹,保障操作信号的 传递,它又是涉及电梯安全及运行 质量的重要部件。

导靴
导靴分为滑动和滚动 导靴两类,滑动导靴一般 是由带凹形槽的靴头,靴 体和靴座组成,在靴头凹 槽部分中一般均镶有耐 磨的靴衬.靴头可以固定 的,也可以活动(浮动)的; 滚动导靴则用三个滚轮 沿导轨滚动运行.

弹 性 滑 动 导 靴

滚 动 导 靴

刚 性 滑 动 导 靴

曳引系统
曳引机
曳引系统的作用是向电 梯输送与传递动力,使电梯 运行.主要由曳引机,曳引钢 丝绳,导向轮和反绳轮等组 成,是电梯运行的根本,是电 梯中的核心部分之一.

曳引系统 导向轮 反绳轮

曳引绳

曳引机
曳引机是电梯的动力设备,又称电梯主机。功能是输送与传递 动力使电梯运行。它由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、 机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。导向轮一般装在机架或机架 下的承重梁上。盘车手轮有的固定在电机轴上,也有平时挂在附近 墙上,使用时再套在电机轴上。 曳引机按有无减速器分类为:有齿轮 曳引机,无齿轮曳引机. 有齿轮曳引机:拖动装置的动力,通过中间减速器传递到曳引 轮上的曳引机,其中的减速箱通常采用蜗轮蜗杆传动(也有用斜齿 轮传动),这种曳引机用的电动机有交流的,也有直流的,一般用 于低速电梯和高速电梯上。如果曳引机的电动机动力是通过减速箱 传到曳引轮上的,称为有齿轮曳引机,一般用于2.5m/s以下的低 中速电梯. 无齿轮曳引机:拖动装置的动力,不用中间的减速器而是直接 传递到曳引轮上的曳引机。以前这种曳引机大多是直流电动机为动 力,现在国内已经研发出来有自主知识产权的交流永磁同步无齿轮 曳引机,如许昌博玛曳引机。若电动机的动力不通过减速箱而直接 传动到曳引轮上则称为无齿轮曳引机,一般用于2.5m/s以上的高 速电梯和超高速电梯。

有齿轮曳引机
行 星 齿 轮 曳 引 机

上 置 式 蜗 轮 蜗 杆 曳 引 机

下 置 式 蜗 轮 蜗 杆 曳 引 机

减速器种类 斜齿轮减速器

行星齿轮减速器

蜗轮蜗杆减速器

特点: 效率高 寿命长 发热少 外型较大

特点: 减速比大 传动效率高 结构紧凑 加工精度高

特点: 传动比大 噪音小 传动平稳 具有自锁能力

无齿轮曳引机

一系列永磁同步曳引机 这几年电梯行业中最新驱动技术就是永磁同步电动机调速系统, 其体积小、节能、控制性能好、又容易做成低速直接驱动,消除齿 轮减速装置;其低噪声、平层精度和舒适性都优于以前的驱动系统, 适合在无机房电梯中使用。永磁同步电动机驱动系统很快得到各大 电梯公司青睐,与其配套的专用变频器系列产品已有多种牌号上市。 可以预见,在调速驱动的场合,将会是永磁同步电动机的天下。

曳引钢丝绳
曳引钢丝绳一般采用圆 形股状结构,主要由钢丝,绳 股和绳芯组成.钢丝绳股由 若干根钢丝捻成,钢丝是纲 丝绳的基本强度单位.

曳引绳绳头组合
纲丝绳的两端必须与有关的构件 连接,端接装置是纲丝绳绳头与有关 构件间的过度连接装置.它也叫绳头 组合,其联接方法有多种形式,安全可 靠的方法有合金固定法(巴氏合金填 充锥套简法),自锁楔形绳套法和绳夹 固定法. 绳 夹

巴 氏 合 金

自锁楔形绳套

导向轮,反绳轮,曳引轮
其实,导向轮,反绳轮和曳引轮都只 是搭载曳引绳的一个圆轮,但它们 因为使用地方和使用效果的不同, 所以它们的名称也就此区分. 曳引轮:就是安装在曳引机上的轮,如果说曳引机的 电动机为输入轮,则曳引轮为通过减速机构的输出轮.

导向轮:顾名思义,就是为曳引绳导向的轮子,让钢丝 绳分别连接轿厢和对重的两头引到其适当的位置. 反绳轮:它与曳引轮和导向轮不同,它不是所有的电梯中都一定有安装,它不 会出现在曳引比1:1的电梯中.它一般装在轿顶,其作用是减小曳引机的输出功 率和力距.
各 种 形 状 的 轮 槽

重量平衡系统
重量平衡系统的作用是使对 重与轿厢能达到相对平衡,在电 梯运行中即使载重量不断变化, 仍能使两者间的重量差保持在较 小限额之内,保证电梯的曳引传 动平稳,正常.重量平衡系统一般 由对重装置和重量补偿装置两部 分组成.

1.随行电缆; 2.轿厢; 3.对重; 4.补偿链

对重
对重相对于轿厢悬挂在曳引 绳的另一侧,起到相对平衡轿厢的 作用,并使轿厢与对重的重量通过 曳引绳作用于曳引轮,保重足够的 驱动力.由于轿厢的载重量是变化 的,因此不可能做到两侧的重量始 终相等并处于完全平衡状态.一般 情况下,只有轿厢的载重量达到 50%的额定载重量时,对重一侧和 轿厢一侧才处于完全平衡,这时的 载重量称电梯的平衡点,此时由于 曳引绳两端的静荷重相等,使电梯 处于最佳状态. 对重装置一般由对重架,对重 块,导靴等组成.如图

对重的布置
W=G+KQ
W – 对重的总重量 G – 轿厢自重 Q – 轿厢额定载重量 K – 电梯平衡系数(一般取0.4~0.5)

对 重 在 轿 厢 后 面

对 重 在 轿 厢 侧 面

重量补偿装置
重量补偿装置是悬挂在轿 厢和对重底面的补偿链条,补偿 绳等.在电梯运行1,其长度的变 化正好与曳引绳长度变化趋势 相反,当轿厢位于最高层时,曳 引绳大部分位于对重侧,而补偿 链(绳)大部分位于轿厢侧;当轿 厢位于最底层时,情况与上述正 好相反,这样轿厢一侧和对重一 侧就有了补偿的平衡作用.

补偿装置

补偿装置的种类

门系统
电梯门系统可以分为两种,装在井道入口层站处的为层门,装在轿厢入口 处的为轿厢门。层门和轿厢门按照结构形式可分为中分门、旁开门,垂直滑动 门、铰链门等。中分式门主要用在乘客电梯上,旁开式门在货梯和病床梯上用 得较普遍,垂直滑动门主要用于杂物梯和大型汽车电梯上。铰链门在国内较少 采用,在国外住宅梯中采用较多。 电梯层门和轿厢门一般由门、导轨架、滑轮、滑块,门框、地坎等部件组 成。门一般由薄钢板制成,为了使门具有一定的机械强度和刚性,在门的背面 配有加强筋。为减小门运动中产生的噪声,门板背面涂贴防振材料。门导轨有 扁钢和C型折边导轨两种;门通过滑轮与导轨相联,门的下部装有滑块,插入地 坎的滑槽中;门的下部导向用的地坎由铸铁、铝或铜型材制作,货梯一般用铸铁 地坎、客梯可采用铝或铜地坎。 轿、层门应是无孔的门,净高度不得小于2m。自动层门的外表面不应有大 于3mm的凹进或凸出部分。(三角形开锁处除外)。这些凹进或凸出的部分边 缘应在两个方向上倒角。装有门锁的层门应具有一定的机械强度。在水平滑动 门的开启方向,以150N的人力(不用工具)施加在一个最不利点上时,门扇之 间及门扇与立柱、门楣之间的间隙不得大于30mm。层门净进口宽度比轿厢净 入口宽度在任何一侧的超出部分均不应大于0.05m。

轿门
同步电机中分门

异步电机旁开门

异步电机中分门 同步电机旁开门

层门
井道中的层门 旁开式层门

中分式层门

轿门门刀与层门门锁滚轮的配合
轿 门 门 刀
轿厢平层停站后,安装在轿门上的门 刀将装于层门上的门锁滚轮夹在中间,并 与此两滚轮保持一定间隙。当收到电控柜 的开门信号时,门电机驱动门机,当门刀 夹住门锁滚轮移动距离超过开锁行程时, 锁壁与锁钩脱离啮合,此时开锁完成,并 由轿门门刀带动层门门锁滚轮继续走完整 个开门过程。

层 门 门 锁

电力拖动系统
电梯的电力拖动系统的功能是为电梯的提供动力,并对电梯的启动加速、 稳速运行和制动减速起着控制作用。拖动系统的优劣直接影响着电梯起停时 的加速和减速性能、平层精度、乘坐舒适感等指标。目前电梯的拖动系统分 为直流电动机拖动、交流电动机拖动和永磁同步电动机拖动。如下图:

电力拖动系统

直流电动机拖动 变极调速系统

交流电动机拖动

调压调速系统
变频变压调速系统

永磁同步电动机拖动

直流电动机
工作原理: 大致应用了“通电导体在磁场中受力的作用”的原理, 励磁线圈两个端线同有相反方向的电流,使整个线圈产生 绕轴的扭力,使线圈转动。 要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩,关键在于: 当线圈边在不同极性的磁极下,如何将流过线圈中的电流 方向及时地加以变换, 即进行所谓“换向”。 为此必须 增添一个叫做换向器的装置,换向器配合电刷可保证每个 极下线圈边中电流始终是一个方向,就可以使电动机能连 续的旋转,这就是直流电动机的工作原理。 特点: (一)调速性能好。所谓“调速性能”,是指电动机在 一定负载的条件下,根据需要,人为地改变电动机的转速。 直流电动机可以在重负载条件下,实现均匀、平滑的无级 调速,而且调速范围较宽。 (二)起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。 因此,凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械, 例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等,都用 直流电动机拖动。

桥式整流电路
整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动 性直流电,这就是交流电的整流过程,整流电路主要由整流二极管组成。经过整 流电路之后的电压已经不是交流电压,而是一种含有直流电压和交流电压的混合 电压,习惯上称单向脉动性直流电压。整流电路主要有半波整流电路、全波整流 电路和桥式整流三种,然而我们只对桥式整流电路作介绍。

单相整流电路

交流电动机
三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是靠同时接入380V三相交流电源(相位差 120度)供电的一类电动机,由于三相异步电机 的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的 转速成旋转,存在转差率,所以叫三相异步电 机。 三相异步电机是感应电机,定子通入电流 以后,部分磁通穿过短路环,并在其中产生感 应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化,致 使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通 有了相位差,从而形成旋转磁场。通电启动后, 转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电 动势和电流,即旋转磁场与转子存在相对转速, 并与磁场相互作用产生电磁转矩,使转子转起 来,实现能量变换。 特点:优点:与单相异步电动机相比,三相 异步电机结构简单,制造方便,运行性能好, 并可节省各种材料,价格便宜。 缺点:功率因 数滞后,轻载功率因数低,调速性能稍差。

三相异步电动机的构造
定子绕组 (三相)
A
三相定子绕组:产生旋转磁场。

Y
Z C B 转子

铁芯:由内周有槽 的硅钢片迭成。 A ----X 三相绕组 B ----Y C---- Z

X
机 座

定子三相绕组接线方式
Y 接法:
U1
U2 V2 W2

W2

U2

V2

W2 U2 V2 W1

V1

U1 V1 W1
U2 V2 W2

U1

V1

W1

? 接法:
W2 U1 U2

W
1

U1 V1 W1

首尾端不能接反

V2

V1

交流电动机的调速
三相异步电动机转速公式为:

n=60f/p(1-s)
从上式可见,改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转 速的目的。从调速的本质来看,不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步 转速或不改变同步转两种。 在生产机械中广泛使用的调速方法有电动机转子串电阻调速(调压调速)、 有改变定子极对数调速(变极调速)、还有改变定子电压、频率的变频调速 (调频调压调速)等。 从调速时的能耗观点来看,有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调 速指时转差率不变,因此无转差损耗,如多速电动机、变频调速。有转差损耗 的调速方法属低效调速,如转子串电阻调速方法,能量就损耗在转子回路中; 一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加,如果调速范围不大,能量损耗是很 小的。 调压调速
调速方式 变极调速

调频调压调速

变极调速
变极对数调速方法 这种调速方法是用改变 定子绕组的接线方式来改变 笼型电动机定子极对数达到 调速目的。 特点是:具有较硬的机械特 性,稳定性良好;无转差损 耗,效率高;接线简单、控 制方便、价格低;有级调速, 级差较大,不能获得平滑调 速;可以与调压调速、电磁 转差离合器配合使用,获得 较高效率的平滑调速特性。 本方法适用于不需要无级调 速的生产机械,如金属切削 机床、升降机、起重设备、 风机、水泵等。

变压调速
调压调速方法 当改变电动机的电压时,可以得到一组 不同的机械特性曲线,从而获得不同转速。 由于电动机的转矩与电压平方成正比,因此 最大转矩下降很多,其调速范围较小,使一 般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围, 调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机, 如专供调压调速用的力矩电动机,或者在绕 线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定 运行范围,当调速在2:1以上的场合应采用 反馈控制以达到自动调节转速目的。 调压调速的主要装置是一个能提供电压 变化的电源,目前常用的调压方式有串联饱 和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几 种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特 点是:调压调速线路简单,易实现自动控制; 调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子 电阻中,效率较低。调压调速一般适用于 100KW以下的生产机械。

变频变压调速
变频调速方法 变频调速是改变电动机定子 电源的频率,从而改变其同步 转速的调速方法。变频调速系 统主要设备是提供变频电源的 变频器,变频器可分成交流- 直流-交流变频器和交流-交 流变频器两大类,目前国内大 都使用交-直-交变频器。其 特点是:效率高,调速过程中 没有附加损耗;应用范围广, 可用于笼型异步电动机;调速 范围大,特性硬,精度高;技 术复杂,造价高,维护检修困 难。本方法适用于要求精度高、 调速性能较好场合。

变频器主回路

变频器
变频器是应用变频技术与微电子 技术,通过改变电机工作电源的频率 和幅度的方式来控制交流电动机的电 力传动元件。变频器在中、韩等亚洲 地区受日本厂商影响而曾被称作 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency Inverter)。 变频器是利用电力半导体器件的 通断作用将工频电源变换为另一频率 的电能控制装置。它主要由两部分电 路构成,一是主电路(整流模块、电 解电容和逆变模块),二是控制电路 (开关电源板、控制电路板)。CPU 就安装在控制电路板上,变频器的操 作软件烧录在CPU上,同一型号的变 频器软件是固定的,唯一例外的就是 三晶变频器,软件可根据使用需求更 改。

变频器主回路
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,它由三部分构成,将 工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的 “平波回路”,以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。 (1)整流器:它把工频电源变换为直流电源,也可用两组晶体管变流器构成可逆变 流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。 (2)平波回路:在整流器整流后的直流电压中,为了抑制电压波动,采用电感和电 容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以 省去电感采用简单的平波回路。 (3)逆变器:同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率, 以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。

变频器控制回路
控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的 回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电 动机的“速度检测电路”,将运算电路的控制信号放大的“驱动电路”,以及逆 变器和电动机的“保护电路”组成。 (1)运算电路:将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行 比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。 (2)电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等。 (3)驱动电路:驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、 关断。 (4)速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为 速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。 (5)保护电路:检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为 了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

编码器
编码器应用于速度控制或位 置控制系统的检测元件,如果说 变频器控制回路中的”电机速度 检测电路”是软件,那编码器就 是电机速度检测的实际工具硬件。 旋转编码器是用来测量转速的装 置。它分为单路输出和双路输出 两种。技术参数主要有每转脉冲 数(几十个到几千个都有),和 供电电压等。单路输出是指旋转 编码器的输出是一组脉冲,而双 路输出的旋转编码器输出两组相 位差90度的脉冲,通过这两组脉 冲不仅可以测量转速,还可以判 断旋转的方向。

永磁同步电动机
交流永磁同步电动机由于其体积小、 重量轻、高效节能等一系列优点,越来 越引起人们重视,其控制技术日趋成熟, 控制器已产品化。电梯驱动就是一个典 型的例子而这几年电梯行业中最新驱动 技术就是永磁同步电动机调速系统,其 体积小、节能、控制性能好、又容易做 成低速直接驱动,消除齿轮减速装置; 其低噪声、平层精度和舒适性都优于以 前的驱动系统,它的起动力矩和过载能 力均比三相异步电动机高出一个功率等 级,最大起动力矩与额定力矩之比可达 3.6倍,而一般异步电动机仅有1.6倍, 适合在无机房电梯中使用。永磁同步电 动机驱动系统很快得到各大电梯公司青 睐,与其配套的专用变频器系列产品已 有多种牌号上市。可以预见,在调速驱 动的场合,将会是永磁同步电动机的天 下。

永磁同步电动机结构图

电气控制系统
电梯的电气控制系统,主要是指对电梯主曳引电动机和门机的启动、运行方向、 减速、停止的控制,以及对每层站显示、层站召唤、轿内指令、安全保护等指令信 号进行管理。操纵是实行每个控制环节的方式和手段。 控制系统的功能与性能直接决定着电梯的自动化程度和运行性能。随着微电子 技术、交流调速理论和电力电子学的迅速发展及广泛使用,不仅提高了电梯的整机 性能,而且也改善了电梯的乘坐舒适感、提高了电梯控制的技术水平和运行可靠性。 电气控制系统的类型除传统的继电器控制外,PLC控制和微机控制的电梯产品已成 为主流。

电气控制系统

继电器控制

PLC控制

微机控制

继电器控制
继电器控制系统,简明易懂,线路直观, 易与掌握。系统通过继电-接触器触点的断 合,进行逻辑判断和运算,进而控制电梯的 运行。但从使用观点看,该系统有以下缺点: 1)触点易磨损、电接触不好、故障率 高; 2)触点闭合缓慢、动作速度慢; 3)设备体积大,控制柜占机房面积大; 4)控制系统的能量消耗大; 5)维修保养工作量大、费用高; 6)控制功能少、接线复杂、通用性与 灵活性较差。 由于继电-接触器系统有上述诸多弊端,因 此该系统仅仅应用于电梯速度不高(小于 1.75m/s)和要求不十分高的场合,目前逐 渐被可靠性高、通用性强的可编程控制器及 微处理器所代替。

PLC控制
可编程控制器是计算机家族中的 一员,是为工业控制应用而设计制造 的。早期的可编程控制器称作可编程 逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,它主要用来 代替继电器实现逻辑控制。随着技术 的发展,这种装置的功能已经大大超 过了逻辑控制的范围,因此,今天这 种装置称作可编程控制器,简称PC。 但是为了避免与个人计算机 (Personal Computer)的简称混淆, 所以将可编程控制器简称PLC 。 它采用一类可编程的存储器,用 于其内部存储程序,执行逻辑运算, 顺序控制,定时,计数与算术操作等 面向用户的指令,并通过数字或模拟 式输入/输出控制各种类型的机械或 生产过程。
三菱PLC

欧姆龙PLC

微机控制
单片机也被称为微控制器,常用英文字母的缩写 MCU表示单片机,它最早是被用在工业控制领域。单 片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早 的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个 芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而 对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最 早按照这种思想设计出的处理器,从此以后,单片机 和专用处理器的发展便分道扬镳。

电梯电器装置的组成
电梯电气控制系统主要由下述
装置组成: 操纵箱 召唤盒 层站位置显示装置 平停层装置(换速,平层装置) 端站强迫换速开关,限为开关 控制柜 各位置检修箱

操纵箱,召唤盒,层站显示器,选层器
层站显示器

选层器

召唤盒 操纵箱

控制柜
微机板 变频器 急停,检修 等开关

接触器

相序继 电器

平层装置
光 电 式 平 层 装 置 单 簧 管 传 感 器 平 层 装 置

双 稳 态 平 层 装 置

端站换速和限位开关装置

检修箱

底坑检修箱 轿顶检修箱

限速器
限速器的作用是随时监测控 制着轿厢的速度,当出现超速度 情况时,即电梯额定速度的115% 时,能及时发出信号,继而产生 机械动作切断供电电路,使曳引 机制动。如果电梯仍然无法制动 则安装在轿厢底部的安全钳动作 将轿厢强制制停。限速器是指令 发出者,而安全钳是执行者。两 者的共同作用才出现了安全电梯 之说。 限速器安全钳系统是电梯必不可 少的安全装置,当电梯超速、运 行失控或悬挂装置断裂时,限速 器安全钳装置迅速将电梯轿厢制 停在导轨上,并保持静止状态, 从而避免发生人员伤亡及设备损 坏事故。

单向限速器

双向限速器

安全鉗
电梯用缓冲器有两种主 要形式:蓄能型缓冲器和耗 能型缓冲器。 蓄能型缓冲器指的是弹 簧缓冲器,主要部件是由圆 形或方形钢丝制成的螺旋弹 簧。锥形弹簧目前已很少使 用。蓄能型缓冲器只能用于 额定速度不超过1.0m/s的电 梯。 耗能型缓冲器适用于任 何额定速度的电梯。耗能型 缓冲器应满足:当载有额定载 荷的轿厢自由下落,并以设计 缓冲器时所取的冲击速度作 用到缓冲器上时平均减速度 不应大于1g,减速度超过2.5g 以上的作用时间不应大于 0,04s。

渐进式安全钳

瞬时式安全钳

双向渐进式安全钳

夹绳器
根据GB7588-2003中规定,曳 引驱动电梯上应装设上行超速保护装 置,保证当轿厢上行超速时,使电梯 制停或使其速度降低至对重缓冲器的 允许范围内。该装置应作用于轿厢、 对重、钢丝绳系统(含曳引钢丝绳或 补偿绳)、曳引轮位置上。 夹绳器是直接将制动力作用在曳 引钢丝绳上,夹绳器一般安装在机房 内曳引轮和导向轮之间的曳引机机架 上,也有将其安装导向轮下部,但必 须保证安装牢固可靠。根据夹绳器触 发装置的不同,夹绳器又分为限速器 机械式触发(闸线拉动,限速器动作 机构直接带动提拉钢丝软轴使夹绳器 动作)和电磁式触发(超速后限速器 发出信号,夹绳器压绳块动作,夹绳 曳引钢丝绳实施制动)两种类型。

缓冲器
电梯用缓冲器有两种 主要形式:蓄能型缓冲器 和耗能型缓冲器。蓄能型 缓冲器指的是弹簧缓冲器, 主要部件是由圆形或方形 钢丝制成的螺旋弹簧。锥 形弹簧目前已很少使用。 蓄能型缓冲器只能用于额 定速度不超过1.0m/s的电 梯。耗能型缓冲器适用于 任何额定速度的电梯。耗 能型缓冲器应满足:当载 有额定载荷的轿厢自由下 落,并以设计缓冲器时所 取的冲击速度作用到缓冲 器上时平均减速度不应大 于1g,减速度超过2.5g以 上的作用时间不应大于 0,04s。

聚氨酯缓冲器

液压缓冲器

相序继电器
根据国家标准GB7588—95 中规定对于供电电源的错相及电 压降低都应有防护措施。相序继 电器在所有电梯控制系统中是不 可缺少的环节。当电梯供电系统 出现相序错误及缺相时电梯不能 运行。在直流电梯中驱动直流发 电机的原动相序错,导致发电机 输出电压极性反向,由于反激励 磁场的存在导致电梯飞车造成事 故。在交流电梯中电梯的向上与 向下运行是通过改变电动机供电 电压的相序实现的,当相序发生 错误时,会使上与下运行反向。 在控制系统中必须采用相序保护, 否则造成人身和设备的事故。

安全触板
安全触板是电梯一种 近门安全保护装置,它是 一种机电一体式关门防夹 安全装置。与其同等作用 的近门保护装置是光幕保 护装置,属于感应式保护 装置。作用是在电梯自动 关门过程中,防止人员或 物品被夹受损。 工作原理: 安全触板属于电梯轿 门上的一个软门,当电梯 轿厢在关门过程中接触 (安全触板)或非接触性 (光幕)感应到物体时, 连接在近门的一个开关量 会给控制柜一个开门信号。 电梯开门,从而达到不伤 人不伤物的作用。

光幕
电梯光幕是一种光线式电 梯门安全保护装置,适用于客 梯、货梯,保护乘客的安全。 由安装在电梯轿门两侧的红外 发射器和接收器、安装在轿顶 的电源盒及专用柔性电缆四大 部分组成。在发射器内有32个 (16个)红外发射管,在MCU 的控制下,发射接收管依此打 开,自上而下连续扫描轿门区 域,形成一个密集的红外线保 护光幕。当其中任何一束光线 被阻挡时,控制系统立即输出 开门信号,轿门即停止关闭并 反转开启,直至乘客或阻挡物 离开警戒区域后电梯门方可正 常关闭,从而达到安全保护目 的,这样可避免电梯夹人事故 的发生。

超载保护装置
当电梯负载超过额定负载后, 过载装置使电梯不能启动运行并 发出过载信号,令最后上梯的乘 客下梯。过载开关动作后,电梯 门不能关闭,关门继电器JMF电 路中的JCH过载继电器的接点断 开了JMF线圈,使其不能吸合关 门。过载装置安装部位不同,称 重传感器也不同,有的活动轿厢 或活动地板的电梯,重量传感器 装在轿底,传感元件一般采用橡 胶垫,当其重力变形3mm以上, 利用这个位移量压开微动开关, 发出过载信号。也有采用霍尔元 件传感器的。有的过载装置安装 在绳头组合处,还有的过载装置 装在机房绳头组合处。


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