電梯和扶梯的基本結(jié)構(gòu)與功能課件

1、第2章 電梯和扶梯的結(jié)構(gòu)與功能1主要內(nèi)容1. 電梯的基本結(jié)構(gòu)和功能2. 扶梯的基本結(jié)構(gòu)和功能22.1電梯的基本結(jié)構(gòu)和功能電梯依附建筑物的井道和機房,由八大系統(tǒng)組成:曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)3電梯結(jié)構(gòu)按空間布局可分為4部分：機房、井道、轎廂、層站。層站轎廂井道機房電梯基本結(jié)構(gòu)電梯的4大空間層 站轎 廂機房井道按空間布局電梯八大系統(tǒng)八個系統(tǒng)功能組成的主要構(gòu)件與裝置1. 曳引系統(tǒng)輸出與傳遞動力,驅(qū)動電梯運行曳引機、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪、反繩輪等2. 導(dǎo)向系統(tǒng)限制轎廂和對重的活動自由度,使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌做上下運動轎廂的導(dǎo)軌、對重的導(dǎo)

2、軌及其導(dǎo)軌架3. 轎廂用以運送乘客和(或)貨物的組件轎廂架和轎廂體4. 門系統(tǒng)乘客或貨物的進出口,運動時層、轎門必須封閉,到站時才能打開轎廂門、層門、開門機、聯(lián)動機構(gòu)、門鎖等5. 重量平衡系統(tǒng)相對平衡轎廂重量以及補償高層電梯中曳引繩長度的影響對重和重量補償裝置等6. 電力拖動系統(tǒng)提供動力,對電梯實行速度控制曳引電動機、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、電動機調(diào)速裝置等7. 電氣控制系統(tǒng)對電梯的運行實行操縱和控制操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏(柜)、平層裝置、選層器等8. 安全保護系統(tǒng)保證電梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故發(fā)生限速器、安全鉗、緩沖器和端站保護裝置、超速保護裝置、供電系統(tǒng)斷相錯相保護裝

3、置、超越上下極限工作位置的保護裝置、層轎門聯(lián)鎖裝置等78圖2-1電梯的組成電梯基本結(jié)構(gòu)10電梯總體結(jié)構(gòu)控制柜主機限速器對重導(dǎo)軌轎廂廳門隨行電纜張緊輪緩沖器轎廂導(dǎo)軌緩沖器補償鏈門機系統(tǒng)對重2.1.1曳引系統(tǒng) 1 電動機2 制動器3 減速器4 曳引繩 5 導(dǎo)向輪6 繩頭組合7 轎廂8 對重11曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)的作用是向電梯輸送與傳遞動力,使電梯運行.主要由曳引機,曳引鋼絲繩,導(dǎo)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一.13ef稱為曳引系數(shù)，代表一臺電梯的曳引能力, ef1。當(dāng) T1=T2時 不會打滑 T1/T2 ef 打滑 T1/T2 ef 不打滑電梯的曳引能力與f,a有關(guān)1

4、. 曳引機 曳引機是驅(qū)動電梯轎廂和對重裝置上下運行的裝置,是電梯的主要部件。曳引機的分類如下:(1) 按驅(qū)動電機分 交流電動機驅(qū)動的曳引機; 直流電動機驅(qū)動的曳引機; 永磁電動機驅(qū)動的曳引機。(2) 按有無減速器分 無減速器曳引機(無齒輪曳引機,見圖2-3); 有減速器曳引機(有齒輪曳引機,見圖2-4)。14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(dǎo)向輪及附屬盤車手輪等組成。導(dǎo)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

5、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

6、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下置式蝸輪蝸桿曳引機上置式蝸輪蝸桿曳引機減速器種類斜齒輪減速器行星齒輪減速器蝸輪蝸桿減速器特點:傳動比大噪音小傳動平穩(wěn)具有自鎖能力特點:效率高壽命長發(fā)熱少外型較大特點:減速比大傳動效率高結(jié)構(gòu)緊湊加工精度高1 磁同步電機2 制動器3 松閘扳手4 曳引輪5 底座18圖2-3WYJ型永磁無齒輪曳引機無齒輪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)，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)，適合在無機房電梯中使用。永磁同步

7、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。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。 1 曳引機電動機2 制動器3 曳引輪4 蝸輪副減速器5 曳引機底盤20圖2-4有齒輪曳引機外形結(jié)構(gòu)示意圖2. 制動器211 線圈2 電磁鐵芯3 調(diào)節(jié)螺母4 閘瓦架 5 制動輪6 閘瓦7 閘皮8 彈簧圖2-5電磁式直流制動器電梯結(jié)構(gòu)-機房曳引機電動機制動器減速器曳引輪導(dǎo)向輪底座 電梯結(jié)構(gòu)-機房電梯曳引輪和導(dǎo)向輪對于曳引輪和導(dǎo)向輪設(shè)置要求曳引輪和導(dǎo)向輪外側(cè)面上應(yīng)涂成黃色，以起警示作用：注意旋轉(zhuǎn)部件。曳引輪上設(shè)置防護裝置，以避免人身傷害；鋼絲繩脫離繩槽；異物

8、進入繩與繩槽之間。電梯結(jié)構(gòu)-機房控制柜 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。3. 曳引鋼絲繩25圖2-6鋼絲繩結(jié)構(gòu)圖曳引鋼絲繩 曳引鋼絲繩一般采用圓形股狀結(jié)構(gòu),主要由鋼絲,繩股和繩芯組成.鋼絲繩股由若干根鋼絲捻成,鋼絲是綱絲繩的基本強度單位.電梯類型曳引繩根數(shù)安全系數(shù)客梯、貨梯、醫(yī)梯412雜物梯21027電梯額定速度vD/d2 m/s452 m/s400.5 m/s(雜物梯)30表2-3曳引繩根數(shù)與安全系數(shù)表2-4電梯速度與曳引繩輪直徑和曳引繩直徑比值表1 曳引繩輪 2 導(dǎo)向輪 3 轎廂 4 曳引鋼絲繩 5 對重裝置 6 補償繩或補償鏈28圖2-7帶補償裝置的電梯4. 繩頭

9、組合1 錐套2 鉚釘3 繩頭板4 彈簧墊 5 彈簧6 拉桿7 彈簧墊29圖2-8曳引繩錐套1 鋼絲繩2 錐套3 巴氏合金4 拉桿 5 轎廂架6 繩頭板7 彈簧8 轎廂30圖2-9曳引繩錐套與轎廂架連接示意圖曳引繩繩頭組合 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2.1.2轎廂和門系統(tǒng)1. 轎廂32 圖2-10轎廂結(jié)構(gòu)示意圖轎廂系統(tǒng) 電梯轎廂是裝載乘客或貨物,具有方便出入門裝置的箱形結(jié)構(gòu)部件,是與乘客或貨物直接接觸

10、的.轎廂由轎架和轎廂體組成. 轎架是轎廂的承載結(jié)構(gòu),轎廂的負(fù)荷(自重加上載重)由它傳遞到曳引鋼絲繩.當(dāng)安全鉗動作或蹲底撞擊緩沖器時,還要承受由此產(chǎn)生的反作用力,因此轎廂架要有足夠的強度. 其一般由上梁、立柱、底梁和拉條(調(diào)節(jié)轎底水平度，防止底板傾翹)等組成. 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(fēng)孔外不得有其他開口,轎廂體由不易燃和不產(chǎn)生有害氣體和煙霧的材料組成.為了乘員的安全和舒適,轎廂入口和內(nèi)部的凈高度不得小于2米.為防止乘員過多而引起超載,轎廂的有效面積必須予以限制.轎廂體一般由轎底板、轎廂壁、轎廂頂. 34轎頂裝置轎頂檢修箱檢修開關(guān)停止開關(guān)照明開關(guān)照明燈炮手提行燈反繩輪護

11、罩檔繩裝置通話對講裝置報警按鈕充電電源對邊形轎廂架對角形轎廂架1-上橫梁; 2-立柱; 3-底橫梁; 4-轎廂地板; 5-斜拉桿; 6-繩頭組合轎架電梯的轎廂轎廂2. 轎門 轎門按結(jié)構(gòu)形式分為封閉式轎門和網(wǎng)孔式轎門兩種,按開門方向分為左開門、右開門和中開門三種。貨梯也有采用向上開啟的垂直滑動門,這種門的外形可以是網(wǎng)狀的或帶孔的板狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀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。醫(yī)梯和客梯的轎門均采用封閉式轎門。38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

12、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(dǎo)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(dǎo)軌有扁鋼和C型折邊導(dǎo)軌兩種;門通過滑輪與導(dǎo)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(dǎo)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)

13、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。3. 層門1 層門裝置2 層門3 門鎖4 強迫關(guān)門裝置5 地坎41圖2-11中開封閉式層門電梯結(jié)構(gòu)-層站層門旁開式層門中分式層門井道中的層門4. 開關(guān)門機構(gòu)手動開關(guān)門機構(gòu)(2) 自動開關(guān)門機構(gòu) 直流調(diào)壓調(diào)速驅(qū)動及連

14、桿傳動開關(guān)門機構(gòu) 交流調(diào)頻調(diào)速驅(qū)動及同步齒形帶傳動開關(guān)門機構(gòu) 永磁同步電機驅(qū)動及同步齒形帶傳動開關(guān)門機構(gòu)445. 門鎖裝置451 門電聯(lián)鎖接點2 鎖鉤 3 鎖輪4 鎖底板 圖2-13自動門鎖電梯結(jié)構(gòu)-層站 層門鉤子鎖 層門門鎖開關(guān)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(dāng)收到電控柜的開門信號時，門電機驅(qū)動門機，當(dāng)門刀夾住門鎖滾輪移動距離超過開鎖行程時，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。門鎖49門鎖門鎖由底座、鎖鉤、鉤擋、施力元件、滾輪、開鎖門輪和電

15、氣安全觸點組成 ；門鎖要求十分牢固，在開門方向施加1000N的力應(yīng)無永久變形，所以鎖緊元件（鎖鉤、鎖擋）應(yīng)耐沖擊，由金屬制造或加固 ；嚙合深度達到和超過7mm時，電氣觸點才能接通，電梯才能啟動運行 ；鎖鉤鎖緊的力是由施力元件（即壓緊彈簧）和鎖鉤的重力供給的 即使彈簧失效也不能導(dǎo)致開鎖；50門鎖門鎖的電氣觸點是驗證鎖緊狀態(tài)的重要安全裝置，要求與機械鎖緊元件（鎖鉤）之間的連接是直接的和不會誤動作的，而且當(dāng)觸頭粘連時，也能可靠斷開?，F(xiàn)在一般使用的是簧片式或插頭式電氣安全觸點，普通的行程開關(guān)和微動開關(guān)是不允許用的； 除了鎖緊狀態(tài)要有電氣安全觸點來驗證外，轎門和層門的關(guān)閉狀態(tài)也應(yīng)有電氣安全觸點來驗證。當(dāng)

16、門關(guān)到位后，電氣安全觸點才能接通，電梯才能運行。驗證門關(guān)閉的電氣觸點也是重要的安全裝置。應(yīng)符合規(guī)定的安全觸點要求，不能使用一般的行程開關(guān)和微動開關(guān) ；層門門扇之間若是用鋼絲繩、皮帶、鏈條等傳動，稱為間接機械傳動，應(yīng)在每個門扇上安裝安全觸點。由于門鎖的安全觸點可兼任驗證門關(guān)閉的任務(wù)，所以有門鎖的門扇可以不再另裝安全觸點 ；當(dāng)門扇之間的連動是由剛性連桿傳動的稱為直接機械傳動，則電氣安全觸點可只裝在被鎖緊的門扇上。2.1.3重量平衡系統(tǒng)1. 重量平衡系統(tǒng)的功能、組成及作用(1) 重量平衡系統(tǒng)的功能(2) 重量平衡系統(tǒng)的組成(3) 重量平衡系統(tǒng)的作用2. 對重(1) 對重的作用(2) 對重的重量計算3

17、. 補償裝置(1) 補償鏈(2) 補償繩51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(dǎo)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+KQW 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)(一般取0.40.5

18、)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.在電梯運行是,其長度的變化正好與曳引繩長度變化趨勢相反,當(dāng)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(dāng)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2.1.4導(dǎo)向系統(tǒng)1. 導(dǎo)向系統(tǒng)的組成和功能2. 導(dǎo)軌3. 導(dǎo)軌支架4. 導(dǎo)靴(1) 滑動導(dǎo)靴(2) 滾動導(dǎo)靴56導(dǎo)向系統(tǒng) 導(dǎo)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,使轎廂和對重只沿著各自的導(dǎo)軌做升降運動,不會發(fā)生橫向的擺動和振動,保證轎廂和對重運行平穩(wěn)不偏擺.不論是轎廂導(dǎo)向還

19、是對重導(dǎo)向均由導(dǎo)軌,導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成.導(dǎo)軌架作為導(dǎo)軌的支撐件,被固定在井道壁上;導(dǎo)靴安裝在轎廂架和對重架的兩側(cè),導(dǎo)靴的靴襯與導(dǎo)軌工作面配合,使一部電梯在曳引繩的牽引下,一邊為轎廂,另一邊為對重,分別沿著各自的導(dǎo)軌作上、下運動.導(dǎo)向輪,反繩輪,曳引輪其實,導(dǎo)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機為輸入輪,則曳引輪為通過減速機構(gòu)的輸出輪. 導(dǎo)向輪:顧名思義,就是為曳引繩導(dǎo)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(dāng)?shù)奈恢? 反繩輪:它與曳引輪和導(dǎo)向輪不同,它不是所有

20、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.各種形狀的輪槽導(dǎo)軌 導(dǎo)軌是電梯上下行駛在井道的安全路軌，導(dǎo)軌安裝在井道壁上，被導(dǎo)軌架，導(dǎo)軌支架固定連接在井道墻壁。電梯常用的導(dǎo)軌是“T”字型導(dǎo)軌。剛性強、可靠性高、安全廉價等特點。導(dǎo)軌平面必須光滑，無明顯凹凸不平表面。由于導(dǎo)軌是電梯轎廂上的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌的定義可知，導(dǎo)軌是垂直電梯、自動電梯、自動人行道梯級的重要基準(zhǔn)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

21、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(dǎo)靴 導(dǎo)靴分為滑動和滾動導(dǎo)靴兩類,滑動導(dǎo)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(dǎo)靴則用三個滾輪沿導(dǎo)軌滾動運行.滾動導(dǎo)靴彈性滑動導(dǎo)靴剛性滑動導(dǎo)靴2.1.5安全保護系統(tǒng)1. 電梯安全保護系統(tǒng)的組成 超速(失控)保護裝置限速器、安全鉗; 撞底(與沖頂)保護裝置緩沖器; 終端限位保護裝置強迫減速開關(guān)、終端限位開關(guān)、極限開關(guān),可達到強迫換速、切斷控制電路、切斷動力電源三級保護的目的; 相關(guān)電氣安全保護裝置能及時切斷電源,過載及短路安全保護,相序及斷相安全保護,層門、

22、轎門閉鎖安全保護,防止觸電安全保護等; 其他安全保護裝置出入口安全保護裝置、消防裝置、轎廂頂護欄、安全窗等保護裝置。612. 限速器與安全鉗3. 緩沖器4. 終端限位防護裝置5. 電梯中有關(guān)電氣安全保護裝置的規(guī)定及常用裝置(1) 電梯必須設(shè)置的電氣安全裝置(2) 電氣故障的防護62安全鉗A）瞬時式安全鉗 B）漸進式安全鉗 電梯結(jié)構(gòu)-機房A） 甩塊式 B） 甩球式 C） 凸輪式限速器A）瞬時式安全鉗 B）漸進式安全鉗電梯的井道電梯結(jié)構(gòu)-井道A）彈簧式 B）液壓式緩沖器6. 其他安全保護裝置(1) 層門門鎖的安全裝置(2) 近門保護裝置(3) 轎廂超載保護裝置(4) 轎廂頂部的安全窗(5) 轎頂護

23、欄(6) 底坑對重側(cè)護柵(7) 轎廂護腳板(8) 制動器扳手與盤車手輪(9) 超速保護開關(guān)(10) 曳引電機的過載保護68(11) 電梯控制系統(tǒng)中的短路保護(12) 主電路方向接觸器聯(lián)鎖裝置 電氣聯(lián)鎖式裝置 機械聯(lián)鎖式裝置(13) 供電系統(tǒng)相序和斷(缺)相保護(14) 電氣設(shè)備的接地保護(15) 電梯急停開關(guān)(16) 可切斷電梯電源的主開關(guān)(17) 緊急報警裝置69電梯結(jié)構(gòu)-井道端站保護開關(guān)強迫減速開關(guān)端站限位開關(guān)終端極限開關(guān) 2.1.6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

24、能、平層精度、乘坐舒適感等指標(biāo)。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：直流電動機 工作原理： 大致應(yīng)用了“通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用”的原理，勵磁線圈兩個端線同有相反方向的電流，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(dāng)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：(一)調(diào)速性能好。所謂“調(diào)速性能”，是指電動機

25、在一定負(fù)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(fù)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)。因此，凡是在重負(fù)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(xí)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

26、種，然而我們只對橋式整流電路作介紹。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

27、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: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YBZXAC轉(zhuǎn)子定子繞組（三相）機 座三相定子繞組:產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。鐵芯：由內(nèi)周有槽的硅鋼片迭成。A -XB -Y C- Z三相繞組定子三相繞組接線方式首尾端不能接反注意 接法：Y 接法： U1V1W1U2V2W2W2U1V1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1U2V2W2W2U2V2V1W1U1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-

28、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)

29、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 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：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(fēng)機、水泵等。 變壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速方法 當(dāng)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

30、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(dāng)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)速的特點是：調(diào)壓調(diào)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

31、。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：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(fù)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

32、半導(dǎo)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

33、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(dǎo)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

34、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(dǎo)通、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(dāng)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

35、，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

36、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2.1.7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

37、。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(xué)的迅速發(fā)展及廣泛使用，不僅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。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

38、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(fù)雜、通用性與靈活性較差。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

39、程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)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PLC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(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL

40、的Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，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,選層器層站顯示器召喚盒選層器操縱箱控制柜變頻器急停,檢修等開關(guān)微機板相序繼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底坑檢修箱限速器 限速器的作用是隨時監(jiān)測控制著轎廂的速度，當(dāng)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

41、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(dāng)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(dǎo)軌上，并保持靜止?fàn)顟B(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(dāng)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。 漸進式安全鉗瞬時式安全鉗雙向漸進式安全鉗夾繩器 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(dāng)轎廂上