電梯結構原理及安裝維修  第5版

陳家盛/主編 魏軍/副主編 魏軍/特約編輯

第三章 電梯的電氣控制系統

第一節    概  述

 電梯的電氣控制系統是構成電梯的兩大系統之一。電氣控制系統由控制柜、操縱箱、指層燈箱、喚召箱、換速平層裝置、兩端站限位裝置（包括兩端站強迫減速裝置、兩端站樓面越位裝置、兩端站樓面極限越位裝置）、轎頂檢修箱、底坑檢修箱等拾多個部件以及分散安裝在相關機械部件中與相關機械部件配合完成電梯預定功能的電器零部件組成。分散安裝的主要電器零部件中，如曳引電動機、制動器線圈、開關門電動機及其調速控制裝置、限速器開關、限速器繩漲緊裝置開關、安全鉗開關、緩沖器開關以及各種安全防護按鈕和開關等。

電梯的電氣控制系統與機械系統比較，具有選擇范圍大且靈活的特點。一臺電梯的類別、額定載重量和額定運行速度確定后，機械系統的主要零部件就基本確定了，而電氣控制系統則還有比較大的選擇空間，還必須根據電梯的安裝地點、乘載對象、整機性能要求、功能要求對拖動方式、控制方式…等進行認真選擇，才能發揮電梯的最佳使用效果。

電梯的拖動系統決定著電梯的整機性能和節能效果。電梯的控制方式則決定著電梯的自動化程度和使用效率。隨著科學技術的發展和改革開放政策的深化貫徹執行，我國電梯電氣控制系統發展迅速。目前國內的在運行電梯中：

1、在拖動系統方面：除額定運行速度Ｖ≤0.63m/s的低層站、大載重量貨梯仍有部份采用交流雙速電機變極調速拖動（以下簡稱交流雙速）外，對于額定運行速度Ｖ≥1.0m/s的各類電梯均采用交流變頻變壓調速（以下簡稱VVVF）拖動。而且近幾年來，隨著國家節能減排政策的深化貫徹執行，普通交流電機VVVF拖動又有被節能效果更好的永磁同步電機VVVF拖動取代。而交流變壓調速（以下簡稱ACVV）拖動則成為向VVVF拖動發展過程中的過度性產品。

2、在中間過程控制方面：采用繼電器作為中間過程控制裝置的電梯已被改造升級換代。

目前國內生產的電梯幾乎全部采用微機控制。采用可編程序控制器PLC（以下簡稱PC或PC機）作為中間過程控制裝置的電梯，也是向微機控制電梯發展過程中的過度性產品。

本章將分別對我國50多年來曾批量生產過的有代表性的經實踐檢驗的交流雙速、ACVV、VVVF和直流電動機拖動，轎內按鈕和集選繼電器控制、PC機控制、微機控制等七種電梯電氣控制系統的控制原理作簡要介紹。本書介紹的電路原理圖采用“電梯制造廠電氣設計人員的繪圖習慣，按 5層5 站電梯電氣原理圖繪制”。如果將本書作為教材，任課老師可將交流雙速、轎內按鈕繼電器控制電梯電氣控制系統為基礎，再在其基礎上采用比較方法和由淺入深的原則開展教與學，力求達到學者學懂、教者愛教的效果。

第二節  電梯電氣控制系統的分類

電梯電氣控制系統的分類比較繁瑣，一般按以下方式分類。

一、按控制方式分類

1、轎內手柄開關控制電梯的電氣控制系統：由電梯司機通過操作轎內操縱箱上的手柄開關，控制電梯運行的電氣控制系統。

2、轎內按鈕開關控制電梯的電氣控制系統：由電梯司機通過操作轎內操縱箱上的按鈕開關，控制電梯運行的電氣控制系統。

3、轎內外按鈕開關控制電梯的電氣控制系統：由乘用人員自行通過廳門外召喚箱或轎內操縱箱上的按鈕開關，控制電梯運行的電氣控制系統。

4、轎外按鈕開關控制電梯的電氣控制系統：由使用人員通過廳門外操縱箱上的按鈕開關，控制電梯運行的電氣控制系統。雜物電梯的電氣控制系統就是采用這種電氣控制系統。

5、信號控制電梯的電氣控制系統：由廳門外召喚箱發出的外指令信號或轎內操縱箱發出的內指令信號與井道信息裝置檢測到的電梯轎廂位置信號比較后自動確定電梯的運行方向，由電梯專職司機下達關門起動信號，門關妥后電梯起動運行的電氣控制系統。（這種控制系統較少采用，因為集選控制電氣系統也具有信號控制系統的功能）。

6、集選控制電梯的電氣控制系統：采用這種控制系統的電梯具有“司機控制、無司機控制、檢修慢速運行”等三種控制運行模式。有司機模式下的電梯功能與信號控制電梯的功能相同。無司機模式下與轎內外按鈕開關控制電梯的功能相同外，增加轎內多指令登記功能。檢修慢速運行功能與所有電梯電氣控制系統相同。集選控制電梯是一種單機運行功能最完善的電梯電氣控制系統。兩臺并聯和多臺群控電梯是由兩臺或多臺集選控制電梯組成的。

7、并聯控制運行的電梯電氣控制系統：兩臺集選控制電梯共用廳外召喚信號，由兩臺電梯的微機或PC機適時通信聯系，調配和確定兩臺電梯的起動、向上或向下運行的控制系統。

8、群控電梯的電氣控制系統：多臺集選控制電梯集中排列、共用一個候梯廳和若干個外召喚信號，由微機按預設定的程序自動調配、確定其運行模式的電氣控制系統。

二、按用途分類

按用途分類是指按乘載對象的特點或要求分類。用這種方法分類有下列幾種：

    1、載貨電梯的電氣控制系統：適用于低層站的生產車間、廠房里運送貨物，運行速度比較慢，對平層準確度要求較高，以利帶輪的車輛出入。其控制方式多采用轎內按鈕開關控制的電氣控制系統。隨著科技和社會發展，載貨電梯的自動化程度也出現提高的趨勢。

    2、雜物電梯的電氣控制系統：雜物電梯的額定載重量只有100～300kg，運送對象主要是圖書、飯菜等物品，其安全設施不夠完善。該類電梯的制造標準GB25194-2010《雜物電梯制造與安裝安全規范》規定，這類電梯不許承載人，因此控制電梯上下運行的操縱箱不能設置在轎廂內，只能在廳外控制電梯上下運行。按控制方式分類的轎外按鈕開關控制電梯的電氣控制系統，多作為這類電梯的電氣控制系統。

    3、乘客、住宅、病床電梯的電氣控制系統：用于多層站，客流量大的賓館、飯店、醫院、寫字樓和住宅樓里，作為人們上下樓時的交通運輸設備的電梯電氣控制系統。要求有比較高的運行速度和自動化程度以及齊全的安全保護裝置。其控制方式多采用單臺集選控制、兩臺并聯和三臺以上群控的電氣控制系統。

三、按拖動系統和控制方式分類

     1、交流單速電動機直接起動，轎外按鈕開關控制電梯的電氣控制系統：適用于雜物電梯的電氣控制系統。

2、交流雙速、轎內按鈕開關控制電梯的電氣控制系統：適用于額定運行速度V ≤0.63m/s的一般載貨電梯的電氣控制系統。

     3、交流雙速、轎內外按鈕開關控制電梯的電氣控制系統：適用于客流量不大，乘員相對穩定，額定運行速度速度V ≤0 .63 m/s，作為員工上下樓或運送貨物的客貨電梯的電氣控制系統。

     4、交流雙速、集選控制電梯的電氣控制系統：適用于額定運行速度V ≤0.63m/s，低層站，客流量變化較大的醫院、住宅樓、辦公樓或寫字樓的電梯電氣控制系統。

     5、交流雙速電動機ACVV拖動、集選控制電梯的電氣控制系統：采用交流雙速電動機作為曳引電動機，設有曳引電動機調壓變速的控制裝置，控制方式為集選控制，具有集選控制電梯的完善功能，適用于V ≤1.75m/s，層站較多的賓館飯店、醫院、寫字樓、辦公樓、住宅樓等的電梯電氣控制系統。

     6、直流電動機拖動、集選控制電梯的電氣控制系統：采用直流電動機作為曳引電動機，設有對曳引電動機進行調壓調速的控制裝置，起、制動過程的速度變化率連續可調平穩，舒適感好，平層準確度高。但需設直流發電機—電動機組，發電機和直流曳引電動機均有電刷，維修費用高等不足之處。具有集選控制電梯的完善功能。適用于V ≤1.75m/s，層站較多的賓館飯店、醫院、寫字樓、辦公樓等的電梯電氣控制系統。

    7、交流單速電動機VVVF拖動、集選控制電梯電氣控制系統：采用交流單繞組單速電動機作曳引電動機，設有調頻調壓調速裝置，起、制動過程的速度變化率連續可調平穩，舒適感好，平層準確，有較好的節能效果。具有集選控制電梯的完善功能，適用各種速度和層站等的電梯電氣控制系統。

    8、永磁同步電動機VVVF拖動、集選控制電梯電氣控制系統：改變了電梯傳統的“電動機→減速箱→曳引輪→負載（轎廂和對重）”的曳引驅動模式，比交流電動機VVVF拖動電梯節能20～25％，無減速箱、不需要加油和換油，環保效果好。是賓館飯店、寫字樓、辦公樓、住宅樓、醫院首選的電梯電氣控制系統，近年來的電梯市場占有率達90％以上。

    9、交流單速電動機VVVF或永磁同步電動機VVVF拖動、2臺集選控制電梯作并聯運行或3臺以上集選控制電梯作群控運行的電梯電氣控制系統：是賓館飯店、寫字樓、辦公樓、住宅樓、醫院內2臺或3臺并列電梯首選的電氣控制系統。

四、按操作控制方式分類

主要指按電梯的操作控制方式分類。按這種方式分類有下列幾種：

     1、有專職司機操作控制的電梯電氣控制系統：轎內手柄開關控制、轎內按鈕開關控制、信號控制電梯電氣控制系統都是需要設專職司機操作控制的電梯電氣控制系統。

     2、無專職司機操作控制的電梯電氣控制系統：轎內外按鈕開關控制、2臺并聯控制、3臺以上梯群控制的電梯電氣控制系統都是不需要專職司機進行操作控制的電梯電氣控制系統。

     3、有/無專職司機操作控制電梯的電氣控制系統：集選控制電梯的電氣控制系統，就是有/無專職司機操作控制的電梯電氣控制系統。采用這種操作控制方式的電梯，轎內操縱箱上設置一只轉換“有、無、檢”三個工作模式的鑰匙開關（也可用兩只雙投手指開關組合實現），管理人員或司機可以根據乘載任務的忙、閑以及出現故障或維護保養等實際需要，用專用鑰匙扭動鑰匙開關或板動手指開關，將電梯置于有司機控制、無司機控制、檢修慢速運行控制等三種運行模式，以適應不同乘載任務或電梯保養維修工作的電梯電氣控制系統。

   對于無專職司機控制的電梯，應有專人負責開放和關閉電梯以及經常巡查監督乘用人員正確使用和愛護電梯，并督察做好電梯的日常維護保養工作等。