電梯結(jié)構(gòu)及原理圖解

1、電梯介紹電梯介紹 制作人：何駿偉制作人：何駿偉 黃烘輝黃烘輝 電梯歷史與發(fā)展 很久以前很久以前,人們就已經(jīng)開始使用原始的升降工具來運送人和貨物人們就已經(jīng)開始使用原始的升降工具來運送人和貨物, 并大多采用人力或畜力作為驅(qū)動力并大多采用人力或畜力作為驅(qū)動力,到到19世紀初世紀初,隨著工業(yè)革命的進隨著工業(yè)革命的進 程發(fā)展程發(fā)展,蒸汽機成為了重要的原動機蒸汽機成為了重要的原動機,在歐美開始用蒸汽機作為升降在歐美開始用蒸汽機作為升降 工具的動力工具的動力,并不斷地得到創(chuàng)新和改進并不斷地得到創(chuàng)新和改進. 1852年年,美國紐約楊可斯美國紐約楊可斯(Yonkers)的機械工程師奧的斯先生的機械工程師奧的斯先

2、生 (Elisha Graves Otis)在一次展覽會上在一次展覽會上,向公眾展示了他的發(fā)明向公眾展示了他的發(fā)明,從此從此 宣告了電梯的誕生宣告了電梯的誕生! 電梯從問世到今天已經(jīng)有電梯從問世到今天已經(jīng)有100多年了多年了,由最早的簡陋不安全由最早的簡陋不安全,不舒不舒 適的升降機到今天適的升降機到今天,經(jīng)歷了無數(shù)的改進提高經(jīng)歷了無數(shù)的改進提高,其技術(shù)發(fā)展是永無止境其技術(shù)發(fā)展是永無止境 的的. 21世紀世紀,隨著人口數(shù)量與可利用土地面積之間矛盾進一步激化隨著人口數(shù)量與可利用土地面積之間矛盾進一步激化, 將會大力發(fā)展多用途將會大力發(fā)展多用途,全功能的高層塔式建筑全功能的高層塔式建筑,超高速電梯

3、繼續(xù)成為超高速電梯繼續(xù)成為 研究方向研究方向. 電梯的分類 根據(jù)驅(qū)動方式的不同根據(jù)驅(qū)動方式的不同,電梯可以分電梯可以分 為曳引驅(qū)動為曳引驅(qū)動,強制強制(卷筒卷筒)驅(qū)動驅(qū)動,液壓驅(qū)動液壓驅(qū)動 等幾種驅(qū)動方式等幾種驅(qū)動方式.其中曳引驅(qū)動方式具其中曳引驅(qū)動方式具 有安全可靠有安全可靠,提升高度基本不受限制提升高度基本不受限制, 電梯速度容易控制等優(yōu)點電梯速度容易控制等優(yōu)點,其已成為電其已成為電 梯產(chǎn)品驅(qū)動方式的主流梯產(chǎn)品驅(qū)動方式的主流. 在曳引式提升機構(gòu)中在曳引式提升機構(gòu)中,鋼絲繩懸掛鋼絲繩懸掛 在曳引輪繩槽中在曳引輪繩槽中,一端與轎廂連接一端與轎廂連接,另另 一端與對重連接一端與對重連接.曳引輪利

4、用其與鋼絲曳引輪利用其與鋼絲 繩之間的摩擦力繩之間的摩擦力,帶動電梯鋼絲繩繼而帶動電梯鋼絲繩繼而 驅(qū)動轎廂升降驅(qū)動轎廂升降.下面下面,就以曳引驅(qū)動電就以曳引驅(qū)動電 梯作為介紹的對象梯作為介紹的對象. 電梯八大系統(tǒng) 電梯電梯 機械部分機械部分 電氣部分電氣部分 轎廂系統(tǒng)轎廂系統(tǒng) 導向系統(tǒng)導向系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng) 門系統(tǒng)門系統(tǒng) 重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng) 電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng) 安全保護系統(tǒng)安全保護系統(tǒng) 轎廂系統(tǒng) 電梯轎廂是裝載乘客或貨物電梯轎廂是裝載乘客或貨物,具有方具有方 便出入門裝置的箱形結(jié)構(gòu)部件便出入門裝置的箱形結(jié)構(gòu)部件,是與乘是與乘 客或貨物直接接觸的客或貨物直

5、接接觸的.轎廂由轎架和轎轎廂由轎架和轎 廂體組成廂體組成. 轎架是轎廂的承載結(jié)構(gòu)轎架是轎廂的承載結(jié)構(gòu),轎廂的負荷轎廂的負荷 (自重加上載重自重加上載重)由它傳遞到曳引鋼絲繩由它傳遞到曳引鋼絲繩. 當安全鉗動作或蹲底撞擊緩沖器時當安全鉗動作或蹲底撞擊緩沖器時,還還 要承受由此產(chǎn)生的反作用力要承受由此產(chǎn)生的反作用力,因此轎廂因此轎廂 架要有足夠的強度架要有足夠的強度. 其一般由上梁、立其一般由上梁、立 柱、底梁和拉條柱、底梁和拉條(調(diào)節(jié)轎底水平度，防調(diào)節(jié)轎底水平度，防 止底板傾翹止底板傾翹)等組成等組成. 轎廂體是形成轎廂空間的封閉圍壁轎廂體是形成轎廂空間的封閉圍壁, 除必要的出入口和通風孔外不得

6、有其他除必要的出入口和通風孔外不得有其他 開口開口,轎廂體由不易燃和不產(chǎn)生有害氣轎廂體由不易燃和不產(chǎn)生有害氣 體和煙霧的材料組成體和煙霧的材料組成.為了乘員的安全為了乘員的安全 和舒適和舒適,轎廂入口和內(nèi)部的凈高度不得轎廂入口和內(nèi)部的凈高度不得 小于小于2米米.為防止乘員過多而引起超載為防止乘員過多而引起超載,轎轎 廂的有效面積必須予以限制廂的有效面積必須予以限制.轎廂體一轎廂體一 般由轎底板、轎廂壁、轎廂頂般由轎底板、轎廂壁、轎廂頂. 對邊形轎廂架對邊形轎廂架對角形轎廂架對角形轎廂架 1-上橫梁上橫梁; 2-立柱立柱; 3-底橫梁底橫梁; 4-轎廂地板轎廂地板; 5-斜拉桿斜拉桿; 6-繩頭

7、組合繩頭組合 轎架 轎廂 導向系統(tǒng) 導向系統(tǒng)在電梯運行過程中導向系統(tǒng)在電梯運行過程中, 限制轎廂和對重的活動自由度限制轎廂和對重的活動自由度,使使 轎廂和對重只沿著各自的導軌做轎廂和對重只沿著各自的導軌做 升降運動升降運動,不會發(fā)生橫向的擺動和不會發(fā)生橫向的擺動和 振動振動,保證轎廂和對重運行平穩(wěn)不保證轎廂和對重運行平穩(wěn)不 偏擺偏擺.不論是轎廂導向還是對重導不論是轎廂導向還是對重導 向均由導軌向均由導軌,導靴和導軌架組成導靴和導軌架組成. 導軌架作為導軌的支撐件導軌架作為導軌的支撐件,被固定被固定 在井道壁上在井道壁上;導靴安裝在轎廂架和導靴安裝在轎廂架和 對重架的兩側(cè)對重架的兩側(cè),導靴的靴襯

8、與導軌導靴的靴襯與導軌 工作面配合工作面配合,使一部電梯在曳引繩使一部電梯在曳引繩 的牽引下的牽引下,一邊為轎廂一邊為轎廂,另一邊為另一邊為 對重對重,分別沿著各自的導軌作上、分別沿著各自的導軌作上、 下運動下運動. 導軌 導軌是電梯上下行駛在井道的安 全路軌，導軌安裝在井道壁上，被 導軌架，導軌支架固定連接在井道 墻壁。電梯常用的導軌是“T”字型 導軌。剛性強、可靠性高、安全廉 價等特點。導軌平面必須光滑，無 明顯凹凸不平表面。由于導軌是電 梯轎廂上的導靴和安全鉗的穿梭路 軌，所以安裝時必須保證其間隙。 同時導軌在電梯出現(xiàn)超速事故時要 承受制停電梯的要任，所以其剛性 不可忽視。從導軌的定義可

9、知，導 軌是垂直電梯、自動電梯、自動人 行道梯級的重要基準部件，它控制 著電梯轎廂、自動扶梯和自動人行 道梯級運行軌跡，保障操作信號的 傳遞，它又是涉及電梯安全及運行 質(zhì)量的重要部件。 導靴 導靴分為滑動和滾動 導靴兩類,滑動導靴一般 是由帶凹形槽的靴頭,靴 體和靴座組成,在靴頭凹 槽部分中一般均鑲有耐 磨的靴襯.靴頭可以固定 的,也可以活動(浮動)的; 滾動導靴則用三個滾輪 沿導軌滾動運行. 滾動導靴滾動導靴 彈性滑動導靴彈性滑動導靴剛性滑動導靴剛性滑動導靴 曳引系統(tǒng) 曳引機曳引機 導向輪導向輪 反繩輪反繩輪 曳引繩曳引繩 曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)的作用是向電 梯輸送與傳遞動力,使電梯 運

10、行.主要由曳引機,曳引鋼 絲繩,導向輪和反繩輪等組 成,是電梯運行的根本,是電 梯中的核心部分之一. 曳引機 曳引機是電梯的動力設(shè)備，又稱電梯主機。功能是輸送與傳遞 動力使電梯運行。它由電動機、制動器、聯(lián)軸器、減速箱、曳引輪、 機架和導向輪及附屬盤車手輪等組成。導向輪一般裝在機架或機架 下的承重梁上。盤車手輪有的固定在電機軸上，也有平時掛在附近 墻上，使用時再套在電機軸上。 曳引機按有無減速器分類為:有齒輪 曳引機,無齒輪曳引機. 有齒輪曳引機：拖動裝置的動力，通過中間減速器傳遞到曳引 輪上的曳引機，其中的減速箱通常采用蝸輪蝸桿傳動（也有用斜齒 輪傳動），這種曳引機用的電動機有交流的，也有直流

11、的，一般用 于低速電梯和高速電梯上。如果曳引機的電動機動力是通過減速箱 傳到曳引輪上的，稱為有齒輪曳引機，一般用于25ms以下的低 中速電梯. 無齒輪曳引機：拖動裝置的動力，不用中間的減速器而是直接 傳遞到曳引輪上的曳引機。以前這種曳引機大多是直流電動機為動 力，現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)研發(fā)出來有自主知識產(chǎn)權(quán)的交流永磁同步無齒輪 曳引機，如許昌博瑪曳引機。若電動機的動力不通過減速箱而直接 傳動到曳引輪上則稱為無齒輪曳引機，一般用于25ms以上的高 速電梯和超高速電梯。 有齒輪曳引機 行星齒輪曳引機行星齒輪曳引機下置式蝸輪蝸桿曳引機下置式蝸輪蝸桿曳引機 上置式蝸輪蝸桿曳引機上置式蝸輪蝸桿曳引機 減速器種類

12、斜齒輪減速器斜齒輪減速器行星齒輪減速器行星齒輪減速器蝸輪蝸桿減速器蝸輪蝸桿減速器 特點特點: 傳動比大傳動比大 噪音小噪音小 傳動平穩(wěn)傳動平穩(wěn) 具有自鎖能力具有自鎖能力 特點特點: 效率高效率高 壽命長壽命長 發(fā)熱少發(fā)熱少 外型較大外型較大 特點特點: 減速比大減速比大 傳動效率高傳動效率高 結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊 加工精度高加工精度高 無齒輪曳引機 一系列永磁同步曳引機一系列永磁同步曳引機 這幾年電梯行業(yè)中最新驅(qū)動技術(shù)就是永磁同步電動機調(diào)速系統(tǒng)，這幾年電梯行業(yè)中最新驅(qū)動技術(shù)就是永磁同步電動機調(diào)速系統(tǒng)， 其體積小、節(jié)能、控制性能好、又容易做成低速直接驅(qū)動，消除齒其體積小、節(jié)能、控制性能好、又容易做成

13、低速直接驅(qū)動，消除齒 輪減速裝置；其低噪聲、平層精度和舒適性都優(yōu)于以前的驅(qū)動系統(tǒng)，輪減速裝置；其低噪聲、平層精度和舒適性都優(yōu)于以前的驅(qū)動系統(tǒng)， 適合在無機房電梯中使用。永磁同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)很快得到各大適合在無機房電梯中使用。永磁同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)很快得到各大 電梯公司青睞，與其配套的專用變頻器系列產(chǎn)品已有多種牌號上市。電梯公司青睞，與其配套的專用變頻器系列產(chǎn)品已有多種牌號上市。 可以預(yù)見，在調(diào)速驅(qū)動的場合，將會是永磁同步電動機的天下?？梢灶A(yù)見，在調(diào)速驅(qū)動的場合，將會是永磁同步電動機的天下。 曳引鋼絲繩 曳引鋼絲繩一般采用圓曳引鋼絲繩一般采用圓 形股狀結(jié)構(gòu)形股狀結(jié)構(gòu),主要由鋼絲主要由鋼絲,繩繩

14、 股和繩芯組成股和繩芯組成.鋼絲繩股由鋼絲繩股由 若干根鋼絲捻成若干根鋼絲捻成,鋼絲是綱鋼絲是綱 絲繩的基本強度單位絲繩的基本強度單位. 曳引繩繩頭組合 綱絲繩的兩端必須與有關(guān)的構(gòu)件 連接,端接裝置是綱絲繩繩頭與有關(guān) 構(gòu)件間的過度連接裝置.它也叫繩頭 組合,其聯(lián)接方法有多種形式,安全可 靠的方法有合金固定法(巴氏合金填 充錐套簡法),自鎖楔形繩套法和繩夾 固定法. 自鎖楔形繩套 繩夾 巴氏合金 導向輪,反繩輪,曳引輪 其實,導向輪,反繩輪和曳引輪都只 是搭載曳引繩的一個圓輪,但它們 因為使用地方和使用效果的不同, 所以它們的名稱也就此區(qū)分. 曳引輪:就是安裝在曳引機上的輪,如果說曳引機的 電動

15、機為輸入輪,則曳引輪為通過減速機構(gòu)的輸出輪. 導向輪:顧名思義,就是為曳引繩導向的輪子,讓鋼絲 繩分別連接轎廂和對重的兩頭引到其適當?shù)奈恢? 反繩輪:它與曳引輪和導向輪不同,它不是所有的電梯中都一定有安裝,它不 會出現(xiàn)在曳引比1:1的電梯中.它一般裝在轎頂,其作用是減小曳引機的輸出功 率和力距. 各各 種種 形形 狀狀 的的 輪輪 槽槽 重量平衡系統(tǒng) 重量平衡系統(tǒng)的作用是使對 重與轎廂能達到相對平衡,在電 梯運行中即使載重量不斷變化, 仍能使兩者間的重量差保持在較 小限額之內(nèi),保證電梯的曳引傳 動平穩(wěn),正常.重量平衡系統(tǒng)一般 由對重裝置和重量補償裝置兩部 分組成. 1.隨行電纜; 2.轎廂;

16、3.對重; 4.補償鏈 對重 對重相對于轎廂懸掛在曳引 繩的另一側(cè),起到相對平衡轎廂的 作用,并使轎廂與對重的重量通過 曳引繩作用于曳引輪,保重足夠的 驅(qū)動力.由于轎廂的載重量是變化 的,因此不可能做到兩側(cè)的重量始 終相等并處于完全平衡狀態(tài).一般 情況下,只有轎廂的載重量達到 50%的額定載重量時,對重一側(cè)和 轎廂一側(cè)才處于完全平衡,這時的 載重量稱電梯的平衡點,此時由于 曳引繩兩端的靜荷重相等,使電梯 處于最佳狀態(tài). 對重裝置一般由對重架,對重 塊,導靴等組成.如圖 對重的布置 對重在轎廂后面 對重在轎廂側(cè)面 W=G+KQ W 對重的總重量 G 轎廂自重 Q 轎廂額定載重量 K 電梯平衡系數(shù)

17、(一般取0.40.5) 重量補償裝置 重量補償裝置是懸掛在轎 廂和對重底面的補償鏈條,補償 繩等.在電梯運行1,其長度的變 化正好與曳引繩長度變化趨勢 相反,當轎廂位于最高層時,曳 引繩大部分位于對重側(cè),而補償 鏈(繩)大部分位于轎廂側(cè);當轎 廂位于最底層時,情況與上述正 好相反,這樣轎廂一側(cè)和對重一 側(cè)就有了補償?shù)钠胶庾饔? 補償裝置 補償裝置的種類 門系統(tǒng) 電梯門系統(tǒng)可以分為兩種，裝在井道入口層站處的為層門，裝在轎廂入口 處的為轎廂門。層門和轎廂門按照結(jié)構(gòu)形式可分為中分門、旁開門，垂直滑動 門、鉸鏈門等。中分式門主要用在乘客電梯上，旁開式門在貨梯和病床梯上用 得較普遍，垂直滑動門主要用于雜

18、物梯和大型汽車電梯上。鉸鏈門在國內(nèi)較少 采用，在國外住宅梯中采用較多。 電梯層門和轎廂門一般由門、導軌架、滑輪、滑塊，門框、地坎等部件組 成。門一般由薄鋼板制成，為了使門具有一定的機械強度和剛性，在門的背面 配有加強筋。為減小門運動中產(chǎn)生的噪聲，門板背面涂貼防振材料。門導軌有 扁鋼和C型折邊導軌兩種;門通過滑輪與導軌相聯(lián)，門的下部裝有滑塊，插入地 坎的滑槽中;門的下部導向用的地坎由鑄鐵、鋁或銅型材制作，貨梯一般用鑄鐵 地坎、客梯可采用鋁或銅地坎。 轎、層門應(yīng)是無孔的門，凈高度不得小于2m。自動層門的外表面不應(yīng)有大 于3mm的凹進或凸出部分。（三角形開鎖處除外）。這些凹進或凸出的部分邊 緣應(yīng)在兩

19、個方向上倒角。裝有門鎖的層門應(yīng)具有一定的機械強度。在水平滑動 門的開啟方向，以150N的人力（不用工具）施加在一個最不利點上時，門扇之 間及門扇與立柱、門楣之間的間隙不得大于30mm。層門凈進口寬度比轎廂凈 入口寬度在任何一側(cè)的超出部分均不應(yīng)大于0.05m。 轎門 異步電機旁開門 異步電機中分門 同步電機旁開門 同步電機中分門 層門 旁開式層門 中分式層門 井道中的層門 轎門門刀與層門門鎖滾輪的配合 轎 門 門 刀 層門門鎖 轎廂平層停站后，安裝在轎門上的門 刀將裝于層門上的門鎖滾輪夾在中間，并 與此兩滾輪保持一定間隙。當收到電控柜 的開門信號時，門電機驅(qū)動門機，當門刀 夾住門鎖滾輪移動距離超

20、過開鎖行程時， 鎖壁與鎖鉤脫離嚙合，此時開鎖完成，并 由轎門門刀帶動層門門鎖滾輪繼續(xù)走完整 個開門過程。 電力拖動系統(tǒng) 電梯的電力拖動系統(tǒng)的功能是為電梯的提供動力，并對電梯的啟動加速、 穩(wěn)速運行和制動減速起著控制作用。拖動系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響著電梯起停時 的加速和減速性能、平層精度、乘坐舒適感等指標。目前電梯的拖動系統(tǒng)分 為直流電動機拖動、交流電動機拖動和永磁同步電動機拖動。如下圖： 電力拖動系統(tǒng)直流電動機拖動 交流電動機拖動 永磁同步電動機拖動 調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 變頻變壓調(diào)速系統(tǒng) 變極調(diào)速系統(tǒng) 直流電動機 工作原理：工作原理： 大致應(yīng)用了“通電導體在磁場中受力的作用”的原理， 勵磁線圈兩個端線同有

21、相反方向的電流，使整個線圈產(chǎn)生 繞軸的扭力，使線圈轉(zhuǎn)動。 要使電樞受到一個方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩，關(guān)鍵在于： 當線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流 方向及時地加以變換， 即進行所謂“換向”。 為此必須 增添一個叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個 極下線圈邊中電流始終是一個方向，就可以使電動機能連 續(xù)的旋轉(zhuǎn),這就是直流電動機的工作原理。 特點：特點： (一)調(diào)速性能好。所謂“調(diào)速性能”，是指電動機在 一定負載的條件下，根據(jù)需要，人為地改變電動機的轉(zhuǎn)速。 直流電動機可以在重負載條件下，實現(xiàn)均勻、平滑的無級 調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。 (二)起動力矩大?？梢跃鶆蚨?jīng)濟地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

22、 因此，凡是在重負載下起動或要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機械， 例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等，都用 直流電動機拖動。 橋式整流電路 整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動 性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過整 流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合 電壓，習慣上稱單向脈動性直流電壓。整流電路主要有半波整流電路、全波整流 電路和橋式整流三種，然而我們只對橋式整流電路作介紹。 單相整流電路單相整流電路 交流電動機 三相異步電機(Triple-phase asynchronous motor)是靠同時

23、接入380V三相交流電源(相位差 120度)供電的一類電動機，由于三相異步電機 的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場以相同的方向、不同的 轉(zhuǎn)速成旋轉(zhuǎn)，存在轉(zhuǎn)差率，所以叫三相異步電 機。 三相異步電機是感應(yīng)電機，定子通入電流 以后，部分磁通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感 應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致 使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通 有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場。通電啟動后， 轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電 動勢和電流，即旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子存在相對轉(zhuǎn)速， 并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起 來，實現(xiàn)能量變換。 特點特點:優(yōu)點：與單相異步電動機相比，三相 異步電機結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運

24、行性能好， 并可節(jié)省各種材料，價格便宜。 缺點：功率因 數(shù)滯后，輕載功率因數(shù)低，調(diào)速性能稍差。 三相異步電動機的構(gòu)造 Y B Z X A C 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子繞組定子繞組 （三相）（三相） 機機 座座 三相定子繞組三相定子繞組: :產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 鐵芯：由內(nèi)周有槽鐵芯：由內(nèi)周有槽 的硅鋼片迭成。的硅鋼片迭成。 A -X B -Y C- Z 三相繞組三相繞組 定子三相繞組接線方式 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： U1V1W1 U2V2W2 W2 U1 V1 W1 U2 V2 U2 U1W2 V1V2 W 1 U1V1W1 U2V2W2 W2U2

25、V2 V1W1U1 交流電動機的調(diào)速 三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為： n=60f/p(1-s) 從上式可見，改變供電頻率f、電動機的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可太到改變轉(zhuǎn) 速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步 轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。 在生產(chǎn)機械中廣泛使用的調(diào)速方法有電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速（調(diào)壓調(diào)速）、 有改變定子極對數(shù)調(diào)速（變極調(diào)速）、還有改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速 （調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速）等。 從調(diào)速時的能耗觀點來看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào) 速指時轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動機、變頻調(diào)速。有轉(zhuǎn)差損耗 的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量

26、就損耗在轉(zhuǎn)子回路中； 一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴大而增加，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很 小的。 調(diào)速方式調(diào)速方式 調(diào)壓調(diào)速 變極調(diào)速 調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速 變極調(diào)速 變極對數(shù)調(diào)速方法變極對數(shù)調(diào)速方法 這種調(diào)速方法是用改變 定子繞組的接線方式來改變 籠型電動機定子極對數(shù)達到 調(diào)速目的。 特點是：特點是：具有較硬的機械特 性，穩(wěn)定性良好；無轉(zhuǎn)差損 耗，效率高；接線簡單、控 制方便、價格低；有級調(diào)速， 級差較大，不能獲得平滑調(diào) 速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁 轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得 較高效率的平滑調(diào)速特性。 本方法適用于不需要無級調(diào) 速的生產(chǎn)機械，如金屬切削 機床、升降機、起重設(shè)備、 風機、水泵等。 變壓調(diào)

27、速 調(diào)壓調(diào)速方法調(diào)壓調(diào)速方法 當改變電動機的電壓時，可以得到一組 不同的機械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。 由于電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此 最大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一 般籠型電動機難以應(yīng)用。為了擴大調(diào)速范圍， 調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機， 如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機，或者在繞 線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴大穩(wěn)定 運行范圍，當調(diào)速在2：1以上的場合應(yīng)采用 反饋控制以達到自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。 調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓 變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽 和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾 種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特特 點是點是：調(diào)壓調(diào)

28、速線路簡單，易實現(xiàn)自動控制； 調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子 電阻中，效率較低。調(diào)壓調(diào)速一般適用于 100KW以下的生產(chǎn)機械。 變頻變壓調(diào)速 變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速方法 變頻調(diào)速是改變電動機定子 電源的頻率，從而改變其同步 轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系 統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的 變頻器，變頻器可分成交流 直流交流變頻器和交流交 流變頻器兩大類，目前國內(nèi)大 都使用交直交變頻器。其 特點是：特點是：效率高，調(diào)速過程中 沒有附加損耗；應(yīng)用范圍廣， 可用于籠型異步電動機；調(diào)速 范圍大，特性硬，精度高；技 術(shù)復雜，造價高，維護檢修困 難。本方法適用于要求精度高、 調(diào)速性能較好場合。 變頻器主回路變

29、頻器主回路 變頻器 變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子 技術(shù)，通過改變電機工作電源的頻率 和幅度的方式來控制交流電動機的電 力傳動元件。變頻器在中、韓等亞洲 地區(qū)受日本廠商影響而曾被稱作 VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。 變頻器是利用電力半導體器件的 通斷作用將工頻電源變換為另一頻率 的電能控制裝置。它主要由兩部分電 路構(gòu)成，一是主電路（整流模塊、電 解電容和逆變模塊），二是控制電路 （開關(guān)電源板、控制電路板）。CPU 就安裝在控制電路板上，變頻器的操 作軟件燒錄在CPU上，同一型號的變 頻器軟件是固定的，唯一例外的就是 三晶變頻

30、器，軟件可根據(jù)使用需求更 改。 變頻器主回路 主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，它由三部分構(gòu)成，將 工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的 “平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。 （1）整流器：它把工頻電源變換為直流電源，也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變 流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉(zhuǎn)。 （2）平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，為了抑制電壓波動，采用電感和電 容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以 省去電感采用簡單的平波回路。 （3）逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率

31、變換為所要求頻率的交流功率， 以所確定的時間使6個開關(guān)器件導通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。 變頻器控制回路 控制電路是給異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的 回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電 動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號放大的“驅(qū)動電路”，以及逆 變器和電動機的“保護電路”組成。 （1）運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行 比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 （2）電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。 （3）驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通

32、、 關(guān)斷。 （4）速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為 速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。 （5）保護電路:檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為 了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。 編碼器 編碼器應(yīng)用于速度控制或位 置控制系統(tǒng)的檢測元件，如果說 變頻器控制回路中的”電機速度 檢測電路”是軟件，那編碼器就 是電機速度檢測的實際工具硬件。 旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝 置。它分為單路輸出和雙路輸出 兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖 數(shù)（幾十個到幾千個都有），和 供電電壓等。單路輸出是

33、指旋轉(zhuǎn) 編碼器的輸出是一組脈沖，而雙 路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組相 位差90度的脈沖，通過這兩組脈 沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速，還可以判 斷旋轉(zhuǎn)的方向。 永磁同步電動機 交流永磁同步電動機由于其體積小、 重量輕、高效節(jié)能等一系列優(yōu)點，越來 越引起人們重視，其控制技術(shù)日趨成熟， 控制器已產(chǎn)品化。電梯驅(qū)動就是一個典 型的例子而這幾年電梯行業(yè)中最新驅(qū)動 技術(shù)就是永磁同步電動機調(diào)速系統(tǒng)，其 體積小、節(jié)能、控制性能好、又容易做 成低速直接驅(qū)動，消除齒輪減速裝置； 其低噪聲、平層精度和舒適性都優(yōu)于以 前的驅(qū)動系統(tǒng)，它的起動力矩和過載能 力均比三相異步電動機高出一個功率等 級，最大起動力矩與額定力矩之比可達 3.6

34、倍，而一般異步電動機僅有1.6倍， 適合在無機房電梯中使用。永磁同步電 動機驅(qū)動系統(tǒng)很快得到各大電梯公司青 睞，與其配套的專用變頻器系列產(chǎn)品已 有多種牌號上市?？梢灶A(yù)見，在調(diào)速驅(qū) 動的場合，將會是永磁同步電動機的天 下。 永磁同步電動機結(jié)構(gòu)圖永磁同步電動機結(jié)構(gòu)圖 電氣控制系統(tǒng) 電梯的電氣控制系統(tǒng)，主要是指對電梯主曳引電動機和門機的啟動、運行方向、 減速、停止的控制，以及對每層站顯示、層站召喚、轎內(nèi)指令、安全保護等指令信 號進行管理。操縱是實行每個控制環(huán)節(jié)的方式和手段。 控制系統(tǒng)的功能與性能直接決定著電梯的自動化程度和運行性能。隨著微電子 技術(shù)、交流調(diào)速理論和電力電子學的迅速發(fā)展及廣泛使用，不僅

35、提高了電梯的整機 性能，而且也改善了電梯的乘坐舒適感、提高了電梯控制的技術(shù)水平和運行可靠性。 電氣控制系統(tǒng)的類型除傳統(tǒng)的繼電器控制外，PLC控制和微機控制的電梯產(chǎn)品已成 為主流。 電氣控制系統(tǒng) 繼電器控制PLC控制微機控制 繼電器控制 繼電器控制系統(tǒng)，簡明易懂，線路直觀， 易與掌握。系統(tǒng)通過繼電-接觸器觸點的斷 合，進行邏輯判斷和運算，進而控制電梯的 運行。但從使用觀點看，該系統(tǒng)有以下缺點： 1）觸點易磨損、電接觸不好、故障率 高； 2）觸點閉合緩慢、動作速度慢； 3）設(shè)備體積大，控制柜占機房面積大； 4）控制系統(tǒng)的能量消耗大； 5）維修保養(yǎng)工作量大、費用高； 6）控制功能少、接線復雜、通用性

36、與 靈活性較差。 由于繼電-接觸器系統(tǒng)有上述諸多弊端，因 此該系統(tǒng)僅僅應(yīng)用于電梯速度不高（小于 1.75m/s）和要求不十分高的場合，目前逐 漸被可靠性高、通用性強的可編程控制器及 微處理器所代替。 PLC控制 可編程控制器是計算機家族中的 一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造 的。早期的可編程控制器稱作可編程 邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來 代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù) 的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超 過了邏輯控制的范圍，因此，今天這 種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。 但是為了避免與個人計算機 (Personal Comp

37、uter)的簡稱混淆， 所以將可編程控制器簡稱PLC 。 它采用一類可編程的存儲器，用 于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算， 順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等 面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬 式輸入/輸出控制各種類型的機械或 生產(chǎn)過程。 歐姆龍歐姆龍PLC 三菱三菱PLC 微機控制 單片機也被稱為微控制器，常用英文字母的縮寫 MCU表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單 片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早 的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個 芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而 對體積要求嚴格的控制設(shè)備當中。INTEL的Z80是最 早按照這種思想設(shè)計出的

38、處理器，從此以后，單片機 和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。 電梯電器裝置的組成 電電梯電氣控制系統(tǒng)主要由下述 裝置組成: 操縱箱 召喚盒 層站位置顯示裝置 平停層裝置(換速,平層裝置) 端站強迫換速開關(guān),限為開關(guān) 控制柜 各位置檢修箱 操縱箱,召喚盒,層站顯示器,選層器 層站顯示器層站顯示器 召喚盒召喚盒 選層器選層器 操縱箱操縱箱 控制柜 變頻器變頻器 急停急停,檢修檢修 等開關(guān)等開關(guān) 微機板 相序繼相序繼 電器電器 接觸器 平層裝置 光電式平層裝置 雙穩(wěn)態(tài)平層裝置 單簧管傳感器平層裝置 端站換速和限位開關(guān)裝置 檢修箱 轎頂檢修箱轎頂檢修箱 底坑檢修箱底坑檢修箱 限速器限速器 限速器的作用是隨

39、時監(jiān)測控 制著轎廂的速度，當出現(xiàn)超速度 情況時，即電梯額定速度的115% 時，能及時發(fā)出信號，繼而產(chǎn)生 機械動作切斷供電電路，使曳引 機制動。如果電梯仍然無法制動 則安裝在轎廂底部的安全鉗動作 將轎廂強制制停。限速器是指令 發(fā)出者，而安全鉗是執(zhí)行者。兩 者的共同作用才出現(xiàn)了安全電梯 之說。 限速器安全鉗系統(tǒng)是電梯必不可 少的安全裝置，當電梯超速、運 行失控或懸掛裝置斷裂時，限速 器安全鉗裝置迅速將電梯轎廂制 停在導軌上，并保持靜止狀態(tài)， 從而避免發(fā)生人員傷亡及設(shè)備損 壞事故。 單向限速器單向限速器 雙向限速器雙向限速器 安全鉗 電梯用緩沖器有兩種主 要形式：蓄能型緩沖器和耗 能型緩沖器。 蓄能

40、型緩沖器指的是彈 簧緩沖器，主要部件是由圓 形或方形鋼絲制成的螺旋彈 簧。錐形彈簧目前已很少使 用。蓄能型緩沖器只能用于 額定速度不超過1.0m/s的電 梯。 耗能型緩沖器適用于任 何額定速度的電梯。耗能型 緩沖器應(yīng)滿足:當載有額定載 荷的轎廂自由下落,并以設(shè)計 緩沖器時所取的沖擊速度作 用到緩沖器上時平均減速度 不應(yīng)大于1g,減速度超過2.5g 以上的作用時間不應(yīng)大于 0,04s。 漸進式安全鉗漸進式安全鉗 瞬時式安全鉗瞬時式安全鉗 雙向漸進式安全鉗雙向漸進式安全鉗 夾繩器夾繩器 根據(jù)GB7588-2003中規(guī)定，曳 引驅(qū)動電梯上應(yīng)裝設(shè)上行超速保護裝 置，保證當轎廂上行超速時，使電梯 制?；蚴蛊渌俣冉档椭翆χ鼐彌_器的 允許范圍內(nèi)。該裝置應(yīng)作用于轎廂、 對重、鋼絲繩系統(tǒng)（含曳引鋼絲繩或 補償繩）、曳引輪位置上。 夾繩器是直接將制動力作用在曳 引鋼絲繩上，夾繩器一般安裝在機房 內(nèi)曳引輪和導向輪之間的曳引機機架 上，也有將其安裝導向輪下部，但必 須保證安裝牢固可靠。根據(jù)夾繩器觸 發(fā)裝置的不同