電梯自動控制技術電梯概述.ppt

1、1.1 電梯的定義與分類,1.1.1 電梯的定義 電梯是動力驅動，利用沿剛性導軌運行的箱體或者沿固定線路運行的梯級（踏步），進行升降或者平行送人、貨物的機電設備，包括載人（貨）電梯、自動扶梯、自動人行道等。,上海金茂大廈，88層，420.5m，建筑面積28.9萬m2。 金茂大廈共有79臺電梯，觀光高速電梯一次可乘35人，速度為9.1米/S，由下到上只要45秒。,上海環(huán)球金融中心，共101層、高492米的，中國大陸第一高。 91臺直梯中采用了39臺雙層轎箱式電梯，有世界最快雙層轎箱式電梯，最快梯速達10米/秒，從地下1層到95層只需1分鐘左右。,臺北101大樓，高508米，全球最高，2004年9

2、月投入使用。大樓裝設電梯61臺，自動扶梯50臺。 列入吉尼斯世界紀錄的最快速電梯，有兩部，供觀景臺使用，其最高速率可達16.8米/s，相當于時速60公里，從1樓到89樓的室內觀景臺，只需39秒。它是世界最長行程的室內電梯。,電梯的發(fā)展簡史,1765年、瓦特發(fā)明蒸汽機 1831年、法拉第發(fā)明了發(fā)電機。 1835年、英國的一家工廠安裝使用了一臺蒸汽機拖動的升降機械。 1845年、英國“湯姆遜”制作了一臺水壓式升降機（液壓電梯的雛形） 1880年、德國最早出現用電力拖動的升降級。,1889年、美國奧的斯電梯公司生產了第一臺電梯，直流電機與蝸桿傳動直接連接、通過卷筒升降的電梯，速度0.5m/s，也被稱

3、為鼓輪式電梯。,渦輪蝸桿示意圖,1900年、第一臺扶梯試制成功。 1903年、奧的斯改進驅動形式，曳引輪式電梯。 1915年、電梯自動平層系統設計成功。 1933年、出現6m/s以上的高速電梯。 1949年、出現了群控電梯（紐約聯合國大廈）。 1953年、第一臺自動人行道試制成功。,1955年、小型計算機（電子真空管）控制電梯。 1962年、8m/s超高速電梯投入市場。 1963年、無觸點半導體邏輯控制電梯試制成功。 1967年、可控硅應用于電梯。 1971年、集成電路被用于電梯。 1972年、數控電梯出現。,1976年、微機開始用于電梯。 1984年、日本推出VVVF（Variable Vo

4、ltage and Variable Frequency， 可變電壓、變頻率)電梯。 1989年、第一臺直線電動機電梯出現，它取消了電梯機房、對電梯的傳統技術作了強大改進，電梯又進入一個新領域。,1.1電梯的定義與分類,1、按用途分類 乘客電梯 載貨電梯 客貨兩用電梯 病床電梯 雜物電梯 消防電梯 船用電梯 觀光電梯 汽車用電梯 自動扶梯和自動人行道,樓梯升降座椅,2、按電梯額定速度分類 低速電梯 電梯的額定運行速度v4m/s。 3、按拖動方式分類 直流電梯 交流電梯 液壓電梯 4、按驅動方式分類 曳引驅動 強制驅動 齒輪齒條驅動 鏈輪鏈條驅動,5、按控制方式分類 信號控制: 即有司機電梯。

5、集選控制: 即自動控制，能實現無司機操作。 并聯控制: 兩臺電梯的控制線路并聯起來進行邏輯控制，共用層站召喚按鈕，進行高效率運行。 梯群程序控制 即群控:用微機控制和統一調度多臺集中并列的電梯，共用廳外召喚按鈕，按規(guī)定程序集中調度和控制。 梯群智能控制: 由電腦根據客流情況，自動選擇最佳運行控制方式。,6、按機房的位置分類 機房上置式 現在常用的形式。 機房下置式 此種方式用的較少。 機房側置式 如液壓電梯，控制機房放在距離電梯井道50m以內的任何地方。 無機房電梯 無需建造普通意義上的機房。將機房與機械部件融為一體，安裝在電梯井道的上方導軌上。,電梯的命名,類 組 型 產品類別拖動方式額定載

6、重 控制類型 產品品種 改型代號 額定速度 字母符號 數字符號,1.2 電梯基本結構,電梯八大系統功能表,1.2.1電梯機房 電梯機房一般設置在電梯井道頂部。雖然乘客看不到它，但它和人的心臟一樣重要，電梯的運行全靠它。 重點介紹如下幾種設備： 曳引機 控制柜 限速器,1.曳引機 電動機 制動器 減速器 曳引輪 導向輪 底座,電動機,制動器,減速器,曳引輪,導向輪,底座,(1)電動機 電梯的動力來源。 適用于電梯系統的電動機應具有斷續(xù)周期性工作，頻繁起動、正反向運轉、較大的啟動力矩、較硬的機械特性、較小的起動電流等特性。 電動機有交流電動機，也有直流電動機,(2)制動器 電梯曳引機中最重要的安全

7、裝置，它能使運行的電梯轎廂和對重在斷電后立即停止運行，并在任何停車位置定位不動。 一般都采用常閉式雙瓦塊型直流電磁制動器。 由制動電磁鐵、閘輪、閘瓦、制動彈簧等組成。 圖示為兩種形式的制動器。 對于電梯用制動器的要求：P4。,(3)減速器 作用是降低曳引機輸出轉速、增加輸出轉矩。 通常為蝸輪蝸桿減速器。 對于電梯用減速器運行有以下要求：P5.,減速箱的蝸桿,減速箱的蝸輪,電梯曳引輪和導向輪,(4)曳引輪 曳引輪安裝在曳引機主軸上，由曳引電動機通過減速器帶動旋轉。 電梯動力的傳遞由曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽的摩擦力來實現。,電梯曳引輪和導向輪,(5)導向輪 為了防止轎廂和對重之間距離太小，產生碰撞，

8、設置了導向輪。 用來調整轎廂與對重的相對位置。,電梯曳引輪和導向輪,對于曳引輪和導向輪設置要求 曳引輪和導向輪外側面上應涂成黃色，以起警示作用：注意旋轉部件。 曳引輪上設置防護裝置，以避免人身傷害；鋼絲繩脫離繩槽；異物進入繩與繩槽之間。,(6)底座 是連接電動機、制動器、減速箱的機座，由鑄鐵或型鋼與鋼板焊接在一起。 曳引機各部件均安裝在底座上，便于整體運輸、安裝和調整。,2.松閘扳手和盤車手輪 為防止突然停電，轎廂停在兩層之間，乘客無法走出轎廂，而人為操縱轎廂就近停靠的設備,盤車手輪 松閘扳手,曳引電機,制動器,曳引輪,盤車手輪,松閘手柄,3.曳引鋼絲繩 P7 曳引鋼絲繩由鋼絲、繩股和繩芯組成

9、； 鋼絲是鋼絲繩基本強度單元，要求有很高的韌性和強度； 質量據韌性高低，即耐彎次數多少，分特級、I 級II級； 電梯采用特級鋼絲。,4.控制柜 控制柜安裝在曳引機旁邊，是電梯的電氣裝置和信號控制中心。,5.限速器 限速器是一種限制轎廂或對重速度的裝置，通常安裝在機房或井道頂部。 限速器裝置由限速器、鋼絲繩和張緊裝置組成。 鋼絲繩繞過限速器和張緊裝置形成一封閉的環(huán)路后，固定在轎廂架上梁安全鉗的繩頭拉手上。 電梯轎廂的上、下垂直運動轉化為限速器的旋轉運動。,限速器工作原理： 轎廂運行時，在額定速度范圍內，限速器的限速鋼絲繩帶動限速輪轉動。當轎廂速度達到限速器動作值時（一般為額定速度的115%以上)

10、，限速器發(fā)出信號切斷回路電源，使電動機失電、制動器動作，且限速器以機械方式操縱安全鉗動作，將轎廂制停在導軌上。,導軌、導靴和導軌架,A） 甩塊式 B） 甩球式 C） 凸輪式 限速器結構示意圖,A） 甩塊式 B） 甩球式 C） 凸輪式 限速器,1.2.2 電梯井道 電梯井道是以井道底坑的底、井道壁和頂為界限的，包括以下設備： 導軌 導靴 緩沖器 隨行電纜 限速器張緊裝置,滾輪導靴,彈性導靴,1.導軌-安裝在井道壁上，類似火車鐵軌 2.導靴 p9- 安裝在轎廂和對重上，導靴的凹面要與導軌的凸面配合 固定式 彈性式 滾輪式,3.緩沖器 電梯安全保護系統中最后一道保護裝置。 （1）緩沖器種類及適用范圍

11、 緩沖器分為彈簧和液壓緩沖器兩類。 彈簧緩沖器又叫蓄能型緩沖器，以彈簧的形變來吸收轎廂或對重產生的動能的緩沖器。 液壓緩沖器又叫耗能型緩沖器，以油作為介質吸收轎廂或對重產生的動能的緩沖器。 彈簧緩沖器只能用于額定速度小于或等于1m/s的電梯。液壓緩沖器適用于任何額定速度的電梯。,（2）緩沖沖程 對緩沖器設置要求：彈簧緩沖器的緩沖沖程為200350mm；液壓緩沖器的緩沖沖程為150400mm。 （3）工作沖程 液壓緩沖器工作行程是液壓緩沖器柱塞端面受壓后所移動的垂直距離。 彈簧緩沖器工作行程是彈簧受壓后變形的垂直距離。,A）彈簧式 B）液壓式 緩沖器,4.電梯隨行電纜 轎廂內外所有電氣開關、照明

12、、信號控制線等都要與機房控制柜連接，所有這些信號的信息傳輸都需要通過電梯隨行電纜。,5.限速器張緊裝置 限速器張緊裝置是能使限速器鋼絲繩始終保持張緊狀態(tài)的裝置。 它由張緊輪、配重、防斷繩電氣安全開關等組成。,6.隔磁板（隔板） 安裝在電梯井道內每個層站平層區(qū)域內，用來檢測電梯到達的位置，起平層作用。,7.對重裝置 對重裝置可以使曳引繩與曳引輪槽之間產生摩擦力，從而使轎廂重量與有效載荷的重量保持平衡，這樣可以在電梯運行時，降低電梯曳引機的輸出功率。 由對重架、對重導靴、對重塊、對重定位鐵、底部碰撞板和繩頭板等組成。如圖1-17所示。 對重重量=轎廂凈重+（0.40.45）額定載重量,8.端站保護

13、開關 強迫減速開關 端站限位開關 終端極限開關 保證電梯的安全運行，在井道中設有終端超越保護裝置。 這是一組防止電梯超越下端站或上端站的行程開關，能在轎廂或對重撞底、沖頂之前，通過轎廂打板直接觸碰這些開關來切斷控制電路或總電源，在電磁制動器的制動抱閘作用下，迫使電梯停止運行。,（1）.強迫換速開關 防止電梯失控時造成沖頂或撞底的第一道防線。 它由上、下兩個開關組成，裝在井道的頂部和底部。 轎廂已到達頂層或底層而不能減速停車時，裝在轎廂上的打板就會隨轎廂的運行面與強迫減速開關的碰輪相接觸，使開關內的接點發(fā)出指令信號，迫使電梯停駛。,（2）.終端限位開關 防止電梯沖頂或撞底的第二道防線。 如果強迫

14、換速開關沒起作用，電梯繼續(xù)越出底層或頂層位置，則下限位開關或上限位開關動作，迫使電梯停止運行。 此時，若有上面或下面層站召喚，電梯仍能上行或下行。,（3）.終端極限開關 防止撞底或沖頂的最后保護裝置便是終端極限開關。 當電梯最后經過終端極限開關并使其動作時，便切斷電梯總電源，但保留照明電源，通過電磁制動器使電梯停止運行。 此時電梯不能再啟動。,限位開關,限位開關,限位開關,1.2.3電梯轎廂部分 1.轎廂 轎廂是電梯中裝載乘客或貨物的金屬結構體。它由轎廂架、轎廂壁、轎廂底、轎廂頂、轎門等幾部分組成。,轎廂結構框圖,2.自動開門機 自動開門機裝在轎頂 靠近轎門處。 由電動機通過減速裝 置帶動曲柄

15、搖桿機構 去開、關轎門，再由 轎門門刀插入層門滾 輪內，帶動廳門與轎 門同時打開。 轎門是主動門，層 門是被動門。,門刀，用鋼板制成，因其形狀似刀，稱門刀。 門刀用螺栓緊固在轎門上，位置要保證在每一層站，均能準確插入門鎖的兩個滾輪之間。,自動單側開門機,門機,案例：雙臂式中分門開門機 以直流電動機為動力，電動機不帶減速箱，而以兩級V帶傳動減速，以第二級的大皮帶輪作為曲柄輪。 當曲柄輪逆時針轉動180度時，左右搖桿同時推動左右門扇，完成一次開門行程后。 曲柄輪再順時針轉動180度，就能使左右門扇同時合攏,完成一次關門行程。,3. 安全鉗 安全鉗是與限速器配套使用的超速保護裝置。 轎廂或對重超速運

16、行時，限速器操縱安全鉗，利用自鎖夾緊原理，以機械動作將電梯轎廂緊急制停并夾持在導軌上，為電梯運行提供安全保證。,安全鉗安裝在轎廂架兩側的下梁或上梁處； 由制停機構(鉗塊和鉗座等) 和操縱機構（連桿和鉗塊拉桿系統）組成。 限速器繩與安全鉗的驅動連桿相連。 正常時，限速器繩拉力小于連桿彈簧作用力，安全鉗不動作，鉗塊與導軌面保持24mm間隙。,限速器動作后，限速器繩被夾持不動，但轎廂繼續(xù)下行，牽動安全鉗拉桿系統，將鉗塊上提，使其與導軌接觸，依靠自鎖夾緊作用夾住導軌，將轎廂強行制停在導軌上。 安全鉗上的電氣開關同時動作，切斷電梯控制電路。 轎廂制停，只要慢速上提轎廂，安全鉗裝置可松開復位。,限速器與安

17、全鉗系統原理軸測圖 限速器與安全鉗系統原理立面圖,限速器與安全鉗連桿系統圖,限速器安全鉗聯動系統,A）瞬時式安全鉗 B）漸進式安全鉗,A）瞬時式安全鉗 B）漸進式安全鉗,4.平層感應裝置 平層感應裝置安裝在轎頂上，與裝在每一層站平層位置附近井道壁上的平層隔磁（或隔光）板配合使用。,平層感應裝置,5.超載與稱重裝置 凡有自動運行功能的電梯都必須設置電梯稱重裝置，以防有意或隨意超載造成電梯運行事故發(fā)生。 一旦電梯轎廂承重超載，稱重裝置檢測出超載，則超載燈亮、警鈴響、電梯不關門、不運行，直到卸載到額定載重量以內，電梯才恢復正常工作裝置。,轎底超載裝置，檢測裝置安裝在轎廂底部。轎底與轎廂體分離，轎底直

18、接浮支在杠桿機構稱重裝置上，用于客梯。 橡膠塊均布在轎底框上，有68個，整個轎廂支承在橡膠塊上，橡膠塊的壓縮量能直接反映轎廂的重量 。,6.內選指令盤和操作箱 內選指令盤是乘客在轎廂內選層的信號輸入設備，一般包括電梯樓層顯示器、內選指令按鈕、電梯運行方向指示燈、開門按鈕和關門按鈕等。 操作箱是電梯控制信號輸入設備，一般有運行-急停轉換開關、司機-自動運行轉換開關、檢修-正常運行轉換開關、檢修運行上行、下行按鈕等。,1.2.4 層站部分 層站是電梯在各樓層的停靠站，乘客出入電梯的地方。其中上（下）端站是最高（最低）的層站。 層站部分包括層門、層站呼梯盒、層樓顯示裝置等。,1.層門 由門框、門板、

19、門頭架、吊門滾輪、層門地坎和門聯鎖組成。 不論電梯運行與否，除了電梯轎廂所在層外，其余所有層門都必須是封閉門。 層門聯鎖裝置又叫層門鉤子鎖。這是一種帶有電氣觸點的機械門鎖，每一個樓層的層門上都應安裝這種門鎖。 只有在所有層樓的層門都關好，且其門上的聯鎖鎖鉤與門架上的鎖殼鉤子勾上以后，其鉤子的嚙合深度大于7mm以上，門聯鎖電氣觸頭才被接通。,自動門鎖，具有電氣聯鎖功能，裝設在廳門上。 （1）鎖住廳門使廳門只有用鑰匙才能在廳外打開； （2）通過門鎖上的微動開關控制電梯控制回路的接通斷開，允許電梯起動或停止運行。 門刀：轎廂門上的系合裝置，將轎廂門運動傳遞給廳門。 門刀通過與門鎖的配合，使轎門能夠帶動廳門運動。,層門鉤子鎖 層門門鎖開關,安全裝置，防止乘客被門夾住。 正常情況下，安全觸板凸出門扇3035mm。 門關閉過程中碰到人或物，觸板被推入門扇，通過杠桿機構帶動微動開關動作，使門電動機迅速反轉，重新打開門。 非接觸式安全裝置: