1、第第2章章 电梯和扶梯的结构与功能电梯和扶梯的结构与功能1主要内容1.电梯的基本结构和功能2.扶梯的基本结构和功能22.1电梯的基本结构和功能电梯依附建筑物的井道和机房,由八大系统组成:曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统3电梯结构按空间布局可分为4部分：机房、井道、轿厢、层站。层站层站轿厢轿厢井道井道机房机房电梯基本结构电梯的电梯的4大空间大空间层层 站站轿轿 厢厢机房机房井道井道按空间布局按空间布局电梯八大系统电梯电梯机械部分机械部分电气部分电气部分轿厢系统轿厢系统导向系统导向系统曳引系统曳引系统门系统门系统重量平衡系统重量平衡系统电力拖
2、动系统电力拖动系统电气控制系统电气控制系统安全保护系统安全保护系统八个系统功能组成的主要构件与装置1.曳引系统输出与传递动力,驱动电梯运行曳引机、曳引钢丝绳、导向轮、反绳轮等2.导向系统限制轿厢和对重的活动自由度,使轿厢和对重只能沿着导轨做上下运动轿厢的导轨、对重的导轨及其导轨架3.轿厢用以运送乘客和(或)货物的组件轿厢架和轿厢体4.门系统乘客或货物的进出口,运动时层、轿门必须封闭,到站时才能打开轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等5.重量平衡系统相对平衡轿厢重量以及补偿高层电梯中曳引绳长度的影响对重和重量补偿装置等6.电力拖动系统提供动力,对电梯实行速度控制曳引电动机、供电系统、速度反馈装
3、置、电动机调速装置等7.电气控制系统对电梯的运行实行操纵和控制操纵装置、位置显示装置、控制屏(柜)、平层装置、选层器等8.安全保护系统保证电梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故发生限速器、安全钳、缓冲器和端站保护装置、超速保护装置、供电系统断相错相保护装置、超越上下极限工作位置的保护装置、层轿门联锁装置等78图2-1电梯的组成电梯基本结构10电梯总体结构电梯总体结构控制柜控制柜主机主机限速器限速器对重导轨对重导轨轿厢轿厢厅门厅门随行电缆随行电缆张紧轮张紧轮缓冲器轿厢导轨轿厢导轨缓冲器缓冲器补偿链补偿链门机系统门机系统对重对重2.1.1曳引系统 1 电动机2 制动器3 减速器4 曳引绳 5 导
4、向轮6 绳头组合7 轿厢8 对重11曳引系统曳引机曳引机导向轮导向轮反绳轮反绳轮曳引绳曳引绳曳引系统曳引系统 曳引系统的作用是向电梯输曳引系统的作用是向电梯输送与传递动力送与传递动力,使电梯运行使电梯运行.主要主要由曳引机由曳引机,曳引钢丝绳曳引钢丝绳,导向轮和导向轮和反绳轮等组成反绳轮等组成,是电梯运行的根是电梯运行的根本本,是电梯中的核心部分之一是电梯中的核心部分之一.13ef称为曳引系数，代表一台电梯的曳引能力,ef1。当 T1=T2时 不会打滑 T1/T2 ef 打滑 T1/T2 ef 不打滑电梯的曳引能力与f,a有关1.曳引机 曳引机是驱动电梯轿厢和对重装置上下运行的装置,是电梯的主
5、要部件。曳引机的分类如下:(1)按驱动电机分 交流电动机驱动的曳引机;直流电动机驱动的曳引机;永磁电动机驱动的曳引机。(2)按有无减速器分 无减速器曳引机(无齿轮曳引机,见图2-3);有减速器曳引机(有齿轮曳引机,见图2-4)。14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。盘车手轮附属盘车手轮等组成。导向轮一般装在机架
6、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。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曳引机按有无减速器分类为:有齿轮曳引机有齿轮曳引机,无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，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。引机用的电动机有交流
7、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，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，一般用于一般用于25ms以下的低中速电梯以下的低中速电梯.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，如许昌博玛曳引经研发出来有自主知识产权的交流永磁同步无齿
8、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。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，一般用于机，一般用于25ms以上的高速电梯和超高速电梯。以上的高速电梯和超高速电梯。有齿轮曳引机行行星星齿齿轮轮曳曳引引机机下下置置式式蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆曳曳引引机机上上置置式式蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆曳曳引引机机减速器种类斜齿轮减速器斜齿轮减速器行星齿轮减速器行星齿轮减速器蜗轮蜗杆减速器蜗轮蜗杆减速器特点特点:传动比大传动比大噪音小噪音小传动平稳传动平稳具有自锁能力具有自锁能力特点特点:效率高效率高寿命长寿命长发热少发热少外型较大外型较大特点特
9、点:减速比大减速比大传动效率高传动效率高结构紧凑结构紧凑加工精度高加工精度高1 磁同步电机2 制动器3 松闸扳手4 曳引轮5 底座18图2-3WYJ型永磁无齿轮曳引机无齿轮曳引机一系列永磁同步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，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，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
10、电动机驱动系统很快得到各大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。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。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。1 曳引机电动机2 制动器3 曳引轮4 蜗轮副减速器5 曳引机底盘20图2-4有齿轮曳引机外形结构示意图2.制动器211 线圈2 电磁铁芯3 调节螺母4 闸瓦架 5 制动轮6 闸瓦7 闸皮8 弹簧图2-5电磁式直流制动器电梯结构-机房曳引机电动机电动机制动器制动器减速器减速器曳引轮曳
11、引轮导向轮导向轮底座底座 电梯结构-机房电梯曳引轮和导向轮对于曳引轮和导向轮设置要求曳引轮和导向轮曳引轮和导向轮外侧面上应涂成外侧面上应涂成黄色，以起警示黄色，以起警示作用：注意旋转作用：注意旋转部件。部件。曳引轮上设置防曳引轮上设置防护装置，以避免护装置，以避免人身伤害；钢丝人身伤害；钢丝绳脱离绳槽；异绳脱离绳槽；异物进入绳与绳槽物进入绳与绳槽之间。之间。电梯结构-机房控制柜 控制柜安装在控制柜安装在曳引机旁边，曳引机旁边，是电梯的电气是电梯的电气装置和信号控装置和信号控制中心。制中心。3.曳引钢丝绳25图2-6钢丝绳结构图曳引钢丝绳 曳引钢丝绳一般采用圆曳引钢丝绳一般采用圆形股状结构形股状
12、结构,主要由钢丝主要由钢丝,绳绳股和绳芯组成股和绳芯组成.钢丝绳股由钢丝绳股由若干根钢丝捻成若干根钢丝捻成,钢丝是纲钢丝是纲丝绳的基本强度单位丝绳的基本强度单位.电梯类型曳引绳根数安全系数客梯、货梯、医梯412杂物梯21027电梯额定速度vD/d2 m/s452 m/s400.5 m/s(杂物梯)30表2-3曳引绳根数与安全系数表2-4电梯速度与曳引绳轮直径和曳引绳直径比值表1 曳引绳轮 2 导向轮 3 轿厢 4 曳引钢丝绳 5 对重装置 6 补偿绳或补偿链28图2-7带补偿装置的电梯4.绳头组合1 锥套2 铆钉3 绳头板4 弹簧垫 5 弹簧6 拉杆7 弹簧垫29图2-8曳引绳锥套1 钢丝绳2
13、 锥套3 巴氏合金4 拉杆 5 轿厢架6 绳头板7 弹簧8 轿厢30图2-9曳引绳锥套与轿厢架连接示意图曳引绳绳头组合 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.自锁楔形绳套绳夹巴氏合金2.1.2轿厢和门系统1.轿厢32 图2-10轿厢结构示意图轿厢系统 电梯轿厢是装载乘客或货物电梯轿厢是装载乘客或货物,具有方具有方便出入门装置的箱形结构部件便出入门装置的箱形结构部件,是与乘是与乘客或货物直接接触的客或货物直接接触的.轿厢由轿架和轿轿厢由
14、轿架和轿厢体组成厢体组成.轿架是轿厢的承载结构轿架是轿厢的承载结构,轿厢的负荷轿厢的负荷(自重加上载重自重加上载重)由它传递到曳引钢丝绳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当安全钳动作或蹲底撞击缓冲器时,还还要承受由此产生的反作用力要承受由此产生的反作用力,因此轿厢因此轿厢架要有足够的强度架要有足够的强度.其一般由上梁、立其一般由上梁、立柱、底梁和拉条柱、底梁和拉条(调节轿底水平度，防调节轿底水平度，防止底板倾翘止底板倾翘)等组成等组成.轿厢体是形成轿厢空间的封闭围壁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除必要的出入口和通风孔外不得有其他开口开口,轿
15、厢体由不易燃和不产生有害气轿厢体由不易燃和不产生有害气体和烟雾的材料组成体和烟雾的材料组成.为了乘员的安全为了乘员的安全和舒适和舒适,轿厢入口和内部的净高度不得轿厢入口和内部的净高度不得小于小于2米米.为防止乘员过多而引起超载为防止乘员过多而引起超载,轿轿厢的有效面积必须予以限制厢的有效面积必须予以限制.轿厢体一轿厢体一般由轿底板、轿厢壁、轿厢顶般由轿底板、轿厢壁、轿厢顶.34轿顶装置轿顶装置轿顶检修箱v检修开关v停止开关v照明开关v照明灯炮v手提行灯反绳轮v护罩v档绳装置通话对讲装置v报警按钮v充电电源对边形轿厢架对边形轿厢架对角形轿厢架对角形轿厢架1-上横梁上横梁;2-立柱立柱;3-底横梁
16、底横梁;4-轿厢地板轿厢地板;5-斜拉杆斜拉杆;6-绳头组合绳头组合轿架电梯的轿厢轿厢2.轿门 轿门按结构形式分为封闭式轿门和网孔式轿门两种,按开门方向分为左开门、右开门和中开门三种。货梯也有采用向上开启的垂直滑动门,这种门的外形可以是网状的或带孔的板状结构。网状孔或板孔的尺寸在水平方向不得大于10 mm,垂直方向不得大于60 mm。医梯和客梯的轿门均采用封闭式轿门。38轿门异步电机旁开门异步电机中分门同步电机旁开门同步电机中分门门系统 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
17、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。
18、（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。3.层门1 层门装置2 层门3 门锁4 强迫关门装置5 地坎41图2-11中开封闭式层门电梯结构-层站层门旁开式层门中分式层门井道中的层门4.开关门机构(1)手动开关门机构(2)自动开关门机构 直流调压调速驱动及连杆传动开关门机构 交流调频调速驱动及同步齿形带传动开关门机构 永磁同步电机驱动及同
19、步齿形带传动开关门机构445.门锁装置451 门电联锁接点2 锁钩 3 锁轮4 锁底板 图2-13自动门锁电梯结构-层站 层门钩子锁 层门门锁开关轿门门刀与层门门锁滚轮的配合轿门门刀层门门锁 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。门锁门锁49门锁门锁门锁由底座、锁钩、钩挡、施力元件、滚轮、开锁门轮和电气安全触点组成；门锁要求十分牢固，在开门方向施加1000N的力应无永久变形，
20、所以锁紧元件（锁钩、锁挡）应耐冲击，由金属制造或加固；啮合深度达到和超过7mm时，电气触点才能接通，电梯才能启动运行；锁钩锁紧的力是由施力元件（即压紧弹簧）和锁钩的重力供给的 即使弹簧失效也不能导致开锁；50门锁门锁门锁的电气触点是验证锁紧状态的重要安全装置，要求与机械锁紧元件（锁钩）之间的连接是直接的和不会误动作的，而且当触头粘连时，也能可靠断开。现在一般使用的是簧片式或插头式电气安全触点，普通的行程开关和微动开关是不允许用的；除了锁紧状态要有电气安全触点来验证外，轿门和层门的关闭状态也应有电气安全触点来验证。当门关到位后，电气安全触点才能接通，电梯才能运行。验证门关闭的电气触点也是重要的安
21、全装置。应符合规定的安全触点要求，不能使用一般的行程开关和微动开关；层门门扇之间若是用钢丝绳、皮带、链条等传动，称为间接机械传动，应在每个门扇上安装安全触点。由于门锁的安全触点可兼任验证门关闭的任务，所以有门锁的门扇可以不再另装安全触点；当门扇之间的连动是由刚性连杆传动的称为直接机械传动，则电气安全触点可只装在被锁紧的门扇上。2.1.3重量平衡系统1.重量平衡系统的功能、组成及作用(1)重量平衡系统的功能(2)重量平衡系统的组成(3)重量平衡系统的作用2.对重(1)对重的作用(2)对重的重量计算3.补偿装置(1)补偿链(2)补偿绳51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
22、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.如图对重的布置对重在轿厢后面对重在轿厢侧面W=G+KQW 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0.40.5)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.在电梯运行是,其长度的变化正好与曳
23、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2.1.4导向系统1.导向系统的组成和功能2.导轨3.导轨支架4.导靴(1)滑动导靴(2)滚动导靴56导向系统 导向系统在电梯运行过程中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限制轿厢和对重的活动自由度,使使轿厢和对重只沿着各自的导轨做轿厢和对重只沿着各自的导轨做升降运动升降运动,不会发生横向的摆动和不会发生横向的摆动和振动振动,保证轿厢和对重运行平稳不保证轿厢和对重运行平稳不偏摆
24、偏摆.不论是轿厢导向还是对重导不论是轿厢导向还是对重导向均由导轨向均由导轨,导靴和导轨架组成导靴和导轨架组成.导导轨架作为导轨的支撑件轨架作为导轨的支撑件,被固定在被固定在井道壁上井道壁上;导靴安装在轿厢架和对导靴安装在轿厢架和对重架的两侧重架的两侧,导靴的靴衬与导轨工导靴的靴衬与导轨工作面配合作面配合,使一部电梯在曳引绳的使一部电梯在曳引绳的牵引下牵引下,一边为轿厢一边为轿厢,另一边为对重另一边为对重,分别沿着各自的导轨作上、下运分别沿着各自的导轨作上、下运动动.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
25、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.各各种种形形状状的的轮轮槽槽导轨 导轨是电梯上下行驶在井道的安全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，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。电梯常导轨支架固定连接在井道墙壁。电梯常用的导轨是用的导轨是
26、“T”字型导轨。刚性强、字型导轨。刚性强、可靠性高、安全廉价等特点。导轨平面可靠性高、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。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。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、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自动电梯、自动人行道梯级的重要基准部件，它控
27、制着电梯轿厢、自动扶梯和部件，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号的传递，它又是涉及电梯安全及运行质量的重要部件。质量的重要部件。导靴 导靴分为滑动和滚动导导靴分为滑动和滚动导靴两类靴两类,滑动导靴一般是由滑动导靴一般是由带凹形槽的靴头带凹形槽的靴头,靴体和靴靴体和靴座组成座组成,在靴头凹槽部分中在靴头凹槽部分中一般均镶有耐磨的靴衬一般均镶有耐磨的靴衬.靴靴头可以固定的头可以固定的,也可以活动也可以活动(浮动浮动)的的;滚动导靴则用三个滚动导靴则用三个滚轮沿导轨滚动运行滚轮沿导轨滚动运行.滚滚动动导
28、导靴靴弹弹性性滑滑动动导导靴靴刚刚性性滑滑动动导导靴靴2.1.5安全保护系统1.电梯安全保护系统的组成 超速(失控)保护装置限速器、安全钳;撞底(与冲顶)保护装置缓冲器;终端限位保护装置强迫减速开关、终端限位开关、极限开关,可达到强迫换速、切断控制电路、切断动力电源三级保护的目的;相关电气安全保护装置能及时切断电源,过载及短路安全保护,相序及断相安全保护,层门、轿门闭锁安全保护,防止触电安全保护等;其他安全保护装置出入口安全保护装置、消防装置、轿厢顶护栏、安全窗等保护装置。612.限速器与安全钳3.缓冲器4.终端限位防护装置5.电梯中有关电气安全保护装置的规定及常用装置(1)电梯必须设置的电气
29、安全装置(2)电气故障的防护62安全钳A）瞬时式安全钳 B）渐进式安全钳 电梯结构-机房A A）甩块式甩块式 B B）甩球式甩球式 C C）凸轮式凸轮式限速器限速器A）瞬时式安全钳 B）渐进式安全钳电梯的井道电梯结构-井道A）弹簧式 B）液压式缓冲器6.其他安全保护装置(1)层门门锁的安全装置(2)近门保护装置(3)轿厢超载保护装置(4)轿厢顶部的安全窗(5)轿顶护栏(6)底坑对重侧护栅(7)轿厢护脚板(8)制动器扳手与盘车手轮(9)超速保护开关(10)曳引电机的过载保护68(11)电梯控制系统中的短路保护(12)主电路方向接触器联锁装置 电气联锁式装置 机械联锁式装置(13)供电系统相序和断
30、(缺)相保护(14)电气设备的接地保护(15)电梯急停开关(16)可切断电梯电源的主开关(17)紧急报警装置69电梯结构-井道端站保护开关强迫减速开关强迫减速开关端站限位开关端站限位开关终端极限开关终端极限开关 2.1.6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交流电动机拖动永磁同步电动机拖动调压调速系统变频变压调速系统变极调速系统直流电动
31、机 工作原理：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：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
32、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。单相整流电路单相整流电路交流电动机 三相异步电机(Triple-phase as
33、ynchronous 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。特点特点:优点：与单相异步电动机相比，三相异步电机结构简单，
34、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YBZXAC转子转子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机机 座座三相定子绕组三相定子绕组:产生旋转磁场。产生旋转磁场。铁芯：由内周有槽铁芯：由内周有槽的硅钢片迭成。的硅钢片迭成。A-XB-Y C-Z三相绕组三相绕组定子三相绕组接线方式首尾端不能接反首尾端不能接反注意注意 接法：接法：Y 接法：接法：U1V1W1U2V2W2W2U1V1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1U2V2W2W2U2V2V1W1U1交流电动机的调速三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-
35、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。调速方式调
36、速方式调压调速变极调速调频调压调速变极调速变极对数调速方法变极对数调速方法 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：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
37、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方法 变频调速是改变电
38、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：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 Vari
39、able 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：
40、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
41、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
42、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
43、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永磁同步电动机结构图2.1.7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
44、，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
45、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
46、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。欧姆龙欧姆龙PLC三菱三菱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
47、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,选层器层站显示器层站显示器召唤盒召唤盒选层器选层器操纵箱操纵箱控制柜变频器变频器急停急停,检修检修等开关等开关微机板相序继相序继电器电器接触器平层装置光电式平层装置双稳态平层装置单簧管传感器平层装置端站换速和限位开关装置
48、检修箱轿顶检修箱轿顶检修箱底坑检修箱底坑检修箱限速器限速器 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。单向限速器单向限速器双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
49、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。渐进式安全钳渐进式安全钳瞬时式安全钳瞬时式安全钳双向渐进式安全钳双向渐进式安全钳夹绳器夹绳器 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
50、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：蓄能型缓冲器蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器耗能型缓冲器。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
