第一章 概論

一．電梯是現代物質文明和垂直運輸工具

 

　　電梯的雛形是公元前1115年至1079年間我國勞動人民發明轆轤。

　　1852年，世界上第一臺在德國柏林電梯誕生了，采用電動機拖動。以后，美國出現以蒸汽機為動力的客梯。美國人奧的斯研究出電梯的安全裝置，開創了升降機工業或者說電梯工業新紀元。

　　1857年，世界第一臺載人電梯問世，為不斷升高的高樓提供了重要的垂直運輸工具。

　　1889年奧的斯公司在紐約試制成功第一臺電力驅動蝸輪減速的電梯，這一設計思想為現代化的電梯奠定了基礎，它的基本結構至今仍被廣泛使用。

 

二．電梯的基本結構

 

電梯一般由以下幾部份組成：

1. 曳引系統

2. 導向系統

3. 門系統

4. 轎箱系統

5. 重量平衡系統

6. 電力拖動系統

7. 電氣控制系統

8. 安全保護系統

三．電梯的分類

 

按驅動方式分類：

1. 交流電梯

2. 直流電梯

3. 液壓電梯

4. 齒輪齒條電梯

5. 螺桿式電梯

6. 直線電機驅動的電梯

按用途分類：

1. 乘客電梯

2. 載貨電梯

3. 病床電梯

4. 服務電梯

5. 觀光電梯

7. 車輛電梯

8. 船舶電梯

9. 建筑使用電梯

10. 其它

還可以按其它方式分類。

　

第二章 電梯的驅動

    根據電梯使用的不同要求，電梯的驅動可采用曳引驅動，液壓驅動，卷筒驅動，及齒輪齒條，螺桿驅動等方式。

一．曳引驅動

　　曳引驅動是采用曳引輪作為驅動部件。鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端懸吊轎箱，另一端懸吊對重裝置，由鋼絲繩和曳引輪之間的摩擦產生曳引力驅動轎廂作上下運行。

1. 繞繩方式

電梯曳引鋼絲繩的繞繩方式主要取決于曳引機組的位置，轎廂的額定載重和額定速度等條件。在選擇，確定繞繩方式時應考慮有較高的傳動效率，合理的能耗及有利于鋼絲繩使用壽命的延長。

2. 曳引力計算

在曳引輪槽中能產生的最大有效曳引力是鋼絲繩與輪槽之間摩擦系數和鋼絲繩繞過曳引輪包角的函數。

3. 提高曳引能力的措施

a. 改變繩槽形狀及繩槽材料，提高摩擦系數。

b. 增大包角

c. 增加轎廂自重

4. 鋼絲繩在曳引輪槽中的比壓計算（略）

5. 鋼絲繩在繩槽中的摩擦系數（略）

6. 曳引輪繩槽磨損的原因

影響鋼絲繩壽命的因素，一般也同樣影響曳引輪的壽命，有如下幾方面的因素：

a. 曳引輪本身

b. 鋼絲繩的構造，材質及其物理性能

c. 轎廂運行高度

d. 載荷

e. 曳引機和其它部件的技術參數

f. 環境和保養

二．卷筒驅動

　　早期電梯的驅動，除了液壓驅動之外都是卷筒驅動。這種卷筒驅動常用兩組懸掛的鋼絲繩，每組鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端與轎箱或對重相連。一組鋼線繩按順時針方向繞在卷筒上，而另一組鋼絲繩按反時針方向繞在卷筒上。因此，當一組鋼絲繩繞出卷筒時，另一組鋼絲繩繞入卷筒。

卷筒驅動電梯主要有以下幾方面的問題：

1. 提升高度低

2. 額定載重低

3. 電梯行程不同，必須配用不同的卷筒

4. 導軌承受的側向力大

5. 鋼絲繩有過繞和反繞的危險

6. 能耗大

三．其它驅動方式

1. 液壓驅動

將在另一門課程中介紹。

2. 螺桿式驅動

目前，實際很少采用。

3. 齒輪齒條式驅動

這種驅動型式主要用于建筑施工電梯上。

4. 直線電機驅動

1990年4 月第一臺使用直線電機驅動的電梯在日本使用。

直線電機用于電梯是電梯驅動的重大改革，它與傳統的驅動方式相比，具有結構簡單，占用空間少，節能，可靠性高等特點。

第三章 電梯曳引機

    電梯曳引機通常由電動機，制動器，減速箱及底座等組成。如果拖動裝置的動力，不用中間的減速箱而直接傳到曳引輪上的曳引機稱為無齒輪曳引機。無齒輪曳引機的電動機電樞同制動輪和曳引輪同軸直接相連。而拖動裝置的動力通過中間減速箱傳到曳引輪的曳引機稱為有齒輪曳引機。

 

1. 電梯用交流電動機

 

a. 電梯用電動機的特性要求

要具有大的起動轉矩

起動電流要小

電機應有平坦的轉矩特性

為了保證電梯的穩定性，在額定電壓下，電動機的轉差率在高速時應不大于12％，在低速時應不大于20％

要求噪聲低，脈動轉矩小

b. 電梯上常用的交流電動機的型式

單速電機

雙速電機

三速電機

c. 電動機容量估算（略）

2. 蝸輪蝸桿傳動

　　目前速度不大于2.5米/s的有齒輪曳引機的減速箱大多采用蝸輪蝸桿，其主要優點是：

傳動平穩，運行噪聲低

結構緊湊，外形尺寸小

傳動零件少

具有較好的抗擊載荷特性

a. 蝸輪軸支承方式

蝸輪副的蝸桿位于蝸輪之上的稱為上置式，位于蝸輪下面的稱為下置式。

上置式的優點是，箱體比較容易密封，容易檢查，不足之處是蝸桿潤滑比較差。

b. 常用的蝸輪蝸桿齒形

常用的有圓柱形和圓弧回轉面兩種。

c. 蝸桿蝸輪材料的選擇

選擇材料時要充分考慮到蝸輪蝸桿傳動的特點，蝸桿要選擇硬度高，剛性好的材料，蝸輪應選擇耐磨和減磨性能好的材料。

d. 蝸輪齒面嚙合特性的要求

e. 蝸桿傳動的效率計算

f. 蝸輪蝸桿受力計算

g. 熱平衡問題

由于蝸桿傳動的摩擦損失功率較大，損失的功率大部分轉化為熱量，使油溫升高。過高的油溫會大大降低潤滑油的粘度，使齒面之間的油膜破壞，導致工作面直接接觸產生齒面膠合現象。為了避免產生潤滑油過熱現象，設計的蝸輪箱體應滿足，從蝸輪箱散發出的熱量大于或至少等于動力損耗的熱量。

3. 斜齒輪傳動

在設計電梯用斜齒輪時應考慮以下幾方面的因素：

交應變力

沖擊彎曲應力

點蝕與磨損

振動和噪音

4. 制動器

a. 制動器類型

電梯制動系統應具有一個機電式制動器，當主電路斷電或控制電路斷電時，制動器必須動作。切斷制動器電流，至少應由兩個獨立的電氣裝置來實現。

制動器的制動作用應由導向的壓縮彈簧或重錘來實現。制動力矩應足以使以額定速度運行并載有125％額定負載的轎廂制停。

電梯制動器最常用的是電磁制動器。

b. 制動力矩的計算

制動力矩由兩部分組成：靜力矩和動力矩。

靜力矩和動力矩的計算方法（略）

c. 制動器的發熱問題

電梯在制停過程中，電梯運動部件的動能因摩擦制動而轉化為制動輪上的熱量，若閘瓦表面溫度過高，會降低制動輪與閘瓦的摩擦系數，以致降低制動力矩。

對大多數電梯來說，不必進行制動器的熱性能計算。特別是近幾年來，對于所有交通流量密集的乘客電梯，其拖動控制系統中都采用了零速抱閘制動技術，使機械摩擦制動過程減少到極限狀態。對交通流量較少的乘客電梯和載貨電梯，每小時的起動次數較少，因而，每小時吸收的動能也較少。但對于平層速度較高或運動部件慣性較大的電梯，對其熱性能應進行分析計算。

 

 

第四章 轎廂和對重

    在曳引電梯中，轎廂和對重懸掛于曳引輪兩側，轎廂是運送乘客或貨物的承載部件，也是唯一乘客看到的電梯結構部件。使用對重的目的是為了減輕電動機的負擔，提高曳引效率。卷筒驅動和液壓驅動的電梯很少用對重，因為這兩種電梯轎廂均可以靠自重作用下降。

一．轎廂

 

1. 轎廂的組成

轎廂一般由轎廂架，轎底，轎壁，轎頂等主要構件組成。

各類電梯的轎廂基本結構相同，由于用途不同在具體結構及外形上將有一定的差異。

轎廂架是轎廂的主要承載構件，它由立柱，底梁，上梁和拉條組成。

轎廂體由轎底板，轎廂壁，轎廂頂等組成。

轎內設置：一般轎內設有如下部分或全部裝置，操縱電梯用的按鈕操作箱；顯示電梯運行方向及位置的轎內指示板；通訊聯絡用的警鈴，電話或對講系統；風扇或抽風機等通風設備；保證有足夠照明度的照明器具；標有電梯額定載重量，額定載客數及電梯制造廠名稱或相應識別標志的銘牌；電源及有/無司機操縱的鑰匙開關等。

2. 轎廂地板有效面積的確定（略）

3. 轎廂結構的設計計算（略）

4. 轎廂的稱重裝置

分為機械式，橡膠塊式和負重傳感器式。

二．對重

對重是曳引電梯不可缺少的部件，它可以平衡轎廂的重量和部分電梯負載重量，減少電機功率的損耗。

三．補償裝置

 

　　電梯在運行中，轎廂側和對重側的鋼絲繩以及轎廂下的隨行電纜的長度在不斷變化。隨著轎廂和對重位置的變化，這個總重量將輪流地分配到曳引輪的兩側。為了減少電梯傳動中曳引輪所承受的載荷差，提高電梯的曳引性能，宜采用補償裝置。

1. 補償裝置的型式

采用補償鏈，補償繩或補償纜。

2. 補償重量的計算（略）

四． 導軌

1. 導軌的主要作用

為轎廂和對重在垂直方向運動時導向，限制轎廂和對重在水平方向的移動。

安全鉗動作時，導軌作為被夾持的支承件，支撐轎廂或對重。

防止由于轎廂的偏載而產生的傾鈄。

2. 導軌的種類

導軌通常采用機械加工方式或冷軋加工方式制作。

分為"T"形導軌和"M"形導軌

3. 導軌的連接與安裝

導軌每段長度一般為3-5米，導軌兩端部中心分別有榫和榫槽，導軌端緣底面有一加工平面，用于導軌連接板的連接安裝，每根導軌端部至少要用4個螺栓與連接板固定。

4. 導軌的承載分析（略）

五． 導靴

 

　　轎廂導靴安裝在轎廂上梁和轎底安全鉗座下面，對重導靴安裝在對重架上部和底部，一般每組四個。

　　導靴的主要類型有滑動導靴和滾動導靴兩種。

a. 滑動導靴-主要用在2米/s以下的電梯

固定式滑動導靴

彈性式滑動導靴

b. 滾動導靴-主要用在高速電梯中，也可應用于中等速度的電梯。

第五章 電梯用鋼絲繩及其端接裝置

    電梯用鋼絲繩指的是曳引用鋼絲繩。曳引繩承受著電梯的全部重量，并在電梯運行中，繞著曳引輪，導向輪或反繩輪單向或交變彎曲。鋼絲繩在繩槽中也承受著較高的比壓。所以要求電梯用鋼絲繩具有較高的強度，撓性及耐磨性。

一．電梯用鋼絲繩種類和規格

 

　　電梯鋼絲繩一般是圓形股狀結構，主要由鋼絲，繩股和繩芯組成。

　　鋼絲是鋼絲繩的基本組成件，要求鋼絲有很高的強度和韌性。

　　鋼絲繩股由鋼絲捻成，一般6-8股。

　　繩芯通常由纖維劍麻或烯烴類的合成纖維制成。

　　詳細情況（略）

二． 鋼絲繩的選擇和計算

（略）

三． 影響鋼絲繩壽命的因素

a. 外部因素

拉伸載荷，曲率半徑，槽型，曳引輪槽材質，腐蝕等。

b. 內部因素

鋼絲的性能，鋼絲的直徑，鋼絲的捻繞型式等。

四． 鋼絲繩報廢標準

　　鋼絲繩在曳引輪上的運行壽命將受到磨損和鋼絲交變應力的限制。對大多數情況來說，只要觀察出外部有明顯的鋼絲破斷現象就應確定更換。

　　為了保證電梯的正常運行，鋼絲繩報廢的主要判斷準則是，在一段預先選定的長度上檢查其可見鋼絲破斷數目，檢查長度為6d或30d（d鋼絲繩直徑）。當鋼絲繩的可見斷絲超過規定數目時，則必須更換。

　　對于6股和8股的鋼絲繩，斷絲主要發生在外表。而對于多層繩股的鋼絲繩就不同，這種鋼絲繩斷絲大多發生在內部，因而是"不可見的"斷裂。

　　另外，當鋼絲繩出現繩端斷絲，斷絲局部集聚等現象，也應考慮報廢。鋼絲繩直徑相對于公稱直徑減少7％以上時，即使未發現斷絲，該鋼絲繩也應報廢。

五． 曳引繩端接裝置

　　曳引繩端接裝置的設計應考慮到：有利于鋼絲繩張力的調節，至少有一端的端接裝置是可調的；鋼絲繩與端接裝置接合處的機械強度至少能承受鋼絲繩最小破斷載荷的80％。

　　當鋼絲繩的繞繩比為1：1時，鋼絲繩的一端固定在轎廂架的上梁上，另一端與對重架連接。其它情況時，鋼絲繩必須繞過安裝于轎廂架上梁和對重架上的反繩輪。每根鋼絲繩的懸掛必須是相對獨立的。

　　鋼絲繩端接裝置的形式有：

a. 錐套型

b. 自鎖楔型

c. 繩夾

第六章 門系統

    電梯有層門和轎廂門。層門設在層站入口處，根據需要，井道在每層樓設1個或2個出入口，不設層站出入口的層樓稱盲層。層門數與層站出入口相對應。轎廂門與轎廂隨動，是主動門，層門是被動門。

一． 門的主要類型

　　電梯門主要有兩類，滑動門和旋轉門，目前普遍采用的是滑動門。

　　滑動門按其開門方向又可分為中分式，旁開式和直分式三種。

二． 門的結構型式

　　電梯的門由門扇，門滑輪，門地坎，門導軌架等部件組成。層門和轎門都由門滑輪懸掛在門的導軌（或導槽）上，下部通過門塊滑與地坎相配合。

1. 門扇

電梯的層門和轎門均應是封閉無孔的。特殊情況除外。

不論是轎門和層門，其機械強度均應滿足：當門在鎖住位置上，用300N的力垂直作用在門扇的任何位置，且均勻分布在5平方厘米的圓形面上其彈性變形應不大于15mm,當外力消失后，應無永久變形，且啟閉正常。

2. 門導軌架與門滑輪

轎門導軌架安裝在轎廂頂部前沿，層門導軌架安裝在層門門框上部。門滑輪安裝在門扇上部。

3. 門地坎和門靴

門地坎和門靴是門的輔助導向件，與門導軌和門滑輪配合，使門的上，下兩端均受導向和限位。門在運動時，門靴順著地坎槽滑動。有了門靴，門扇在正常外力作用下就不會倒向井道。

三． 門的傳動裝置

1. 自動開門機

門的關閉，開啟的動力源是門電動機，通過傳動機構驅動轎門運動，再由轎門帶動層門一起運動。門電機采用切換電阻調速時，則由安裝在曲柄輪轉動軸上的行程開關來實現。

曲柄輪上平衡錘的作用是抵消關門后的自開趨勢。

2. 門的聯動機構

為了節省井道空間，電梯門大多是用二扇，三扇或四扇。極少使用單扇門。在門的開關過程中，當采用單門刀時轎門只能通過門系合裝置直接帶動一扇層門，層門門扇之間的運動協調是靠聯動機構來實現的。

中分式層門聯動機構

旁開式層門聯動機構

3. 層門自閉合裝置

電梯大部份事故出在門系統上，其中，由于門不應打開造成的事故最為嚴重。所以在轎門驅動層門的情況下，當轎廂在開鎖區域以外時，層門無論因何種原因開啟，都應有一種裝置能確保層門自動關閉。這種裝置可以利用彈簧或重錘的作用，強迫層門閉合。目前重錘式用得較多，重錘式始終用同樣的力關門，而彈簧式在門關閉終了時的力較弱。

四． 門鎖

　　電梯層門的開和關，是通過安裝在轎門上的開門刀片來實現。每個層門上都有一把門鎖，有些中分式層門上各裝一把門鎖。層門關閉后，門鎖的機械鎖鉤嚙合，同時層門電氣聯鎖觸頭閉合，電梯控制回路接通，此時電梯才能啟動運行。

五． 門入口的安全保護裝置

　　乘客電梯轎門的入口應設置安全保護裝置，以免在關門過程中夾傷人。正在關閉的門扇受阻時，門能自動重開。

常用的門入口安全保護裝置有以下幾種：

接觸式保護裝置-安全觸板

非接觸式保護裝置

光電式保護裝置

超聲波監控裝置

電磁感應式保護裝置

第七章 安全鉗與減速器

    安全鉗是一種使轎廂（或對重）停止運動的機械裝置。凡是由鋼絲繩或鏈條懸掛的載人轎廂，均需設置安全鉗。當底坑下有過人的通道或空間時，對重也需設置安全鉗。安全鉗設在轎廂架下橫梁上，并成對地同時在導軌上作用。

　　限速器是一種限制轎廂（或對重）速度的裝置。通常安裝在機房內或井道頂部。張緊裝置置于底坑內。

　　安全鉗和限速器必須聯合動作才能起作用。

一． 限速器

限速器按其動作原理可分為擺錘式和離心式兩種。

下擺錘式限速器是利用繩輪上的凸輪在旋轉過程中與擺錘一端的滾輪接觸，擺錘擺動的頻率與繩輪的轉速有關，當擺錘的振動頻率超過一預定值時，擺錘的棘爪進入繩輪的止停爪內，從而使限速器停止運轉。

離心式結構的限速器又可分為垂直軸轉動型和水平軸轉動型兩種。特點是結構簡單，可靠性高，安裝所需空間小。

在設計或選用時，應注意到以下問題：

a. 限速器動作速度

b. 限速器繩的預張緊力

c. 限速器繩在繩輪中的附著力或限速器在動作時的張緊力

d. 限速器動作的響應時間應盡量短

二． 瞬時式安全鉗

它的特點是，制動距離短，轎廂承受沖擊厲害。

分為如幾種：

楔塊型瞬時式安全鉗

偏心塊型瞬時式安全鉗

滾柱型瞬時安全鉗

三．漸進式安全鉗

　　特點是鉗體彈性夾持型，制停距離遠，轎廂平穩。

第八章 轎廂和對重用緩沖器

    緩沖器是電梯極限位置的安全裝置。當電梯超越底層或頂層時，轎廂或對重撞擊緩沖器，由緩沖器吸收或消耗電梯的能量，從而使轎廂或對重安全減速至停止。

　　一般緩沖器均設置在低坑內，有的緩沖器裝于轎廂或對重底部隨之運行。因此在底坑內必須設置高度至少為0.5m的支座。

　　強制驅動電梯，還應在轎廂頂部設置能在行程的上限位置起作用的緩沖器。如裝有對重，應在對重緩沖器被完全壓縮之后，才使裝于轎廂上部的緩沖器動作。

一． 緩沖器的類別和性能要求

　　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。

　　耗能型緩沖器應滿足:當載有額定載荷的轎廂自由下落,并以設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大于1g,減速度超過2.5g以上的作用時間不應大于0,04s。

二． 彈簧緩沖器

　　彈簧緩沖器在受到沖擊后，它使轎廂或對重的動能和勢能轉化為彈簧的彈性變形能，由于彈簧的反作用力，使轎廂或對重減速。當彈簧壓縮到極限位置后，彈簧要釋放緩沖過程中的彈性變形能，轎廂仍要反彈上升產生撞擊。撞擊速度越高反彈速度越大。因此彈簧式緩沖器只能適用于額定速度不大于1.0m/s的電梯。

　　彈簧緩沖器一般由緩沖橡皮、緩沖座、彈簧、彈簧座組成，在底坑中并排設置二個三個，對重底下常用一個。為了適應大噸位轎廂，壓縮彈簧由組合彈簧疊合而成。行程高度較大的彈簧緩沖器，為了增強彈彈簧的穩定性，在彈簧下部設有導套或在彈簧中設導向桿，也可在滿足行程的前提下加高彈簧座高度，縮短無效行程。

三． 液壓緩沖器

　　液壓緩沖器在制停期間的作用力近似常數，從而使柱塞近似作勻減速運動。

　　油壓緩沖器是利用液體流動的阻尼，緩解轎廂或對重的沖擊，具有良好的緩沖性能。在使用條件相同的情況下，油壓緩沖器所需的行程比彈簧緩沖器減少一半。

　　各種液壓緩沖器的構造雖有所不同，但基本原理相同。當轎廂或對重撞擊緩沖器，柱塞向下運動，壓縮油缸內的油，使油通過節流孔外溢，在制停轎廂或對重過程中，其動能轉化成油的熱能，即消耗了電梯的動能，使電梯以一定的減速度逐漸停止下來。當轎廂或對重離開緩沖器時，柱塞在復位彈簧的作用下向上復位。

第九章 電梯的驅動系統

    電梯的電力驅動系統對電梯的啟動加速，穩速運行，制動減速起著控制作用。驅動系統的優劣直接影響電梯的起動，制動加減速度，平層精度，乘座的舒適性等指標。

一． 變極調速系統

　　電機極數少的繞組稱為快速繞組，極數多的繞組稱為慢速繞組。變極調速是一種有極調速，調速范圍不大，因為過大地增加電機的極數，就會顯著地增大電機的外形尺寸。

　　快速繞組作為起動和穩速之用，而慢速繞組作為制動和慢速平層停車用。

二． 交流調壓調速系統

　　雙速梯采用串電阻或電抗起動，變極減速平層，一般起制動加減速度大，運行不平穩。因此可用可控硅取代起，制動用電阻，電抗器，從而控制起，制動電流，并實現系統閉環控制。通常采用速度反饋，運行中不斷檢查電梯運行速度是否符合理想速度曲線要求，以達到起制動舒適，運行平穩的目的。這種系統由于無低速爬行時間，使電梯的總輸送效率大大提高，而且按距離制動直接停靠樓層，電梯的平層精度可控制在+-10mm之內。

調壓調速電梯也常以制動方式來劃分，有如下幾種：

能耗制動型 - 采用可控硅調壓調速再加直流能耗制動組成

渦流制動器調速系統 - 通常由電樞和定子兩部份組成

反接制動方式 - 電梯減速時，把定子繞組中的兩相交叉改變其相序，使定子磁場的旋轉方向改變。而轉子的轉向仍未改孌，即電機轉子逆磁場旋轉方向運轉，產生制動力矩，使轉速逐漸降低，此時電機以反相序運轉于第2象限。當速度下降到零時，需立即切斷電機電源，抱閘制動，否則電機就自動反轉。

三． 變壓變頻調速系統

　　交流異步電動機的轉速是施加于定子繞組上的交流電源頻率的函數，均勻且連續地改變定子繞組的供電頻率，可平滑地改變電機的同步轉速。但是根據電機和電梯為恒轉矩負載的要求，在變頻調速時需保持電機的最大轉矩不變，維持磁通恒定。這就要求定子繞組供電電壓要作相應的調節。因此，其電動機的供電電源的驅動系統應能同時改變電壓和頻率。即對電動機供電的變頻器要求有調壓和調頻兩種功能。使用這種變頻器的電梯常稱為VVVF型電梯。

a. 變頻器

變頻器可分為交-交變頻器和交-直-交變頻器兩大類。

交-交變頻器的頻率只能在電網頻率以下的范圍內進行變化。

交-直-交變頻器的頻率是由逆變器的開關元件的切換頻率所決定，即變頻器的輸出頻率不受電網頻率的限制。

b. PWM控制器

目前，電梯用VVVF調速系統大多采用脈寬調制控制器PWM。它按一定的規律控制逆變器中功率開關元件的通斷，從而在逆變器的輸出端獲得一組等幅而不等寬的矩形脈沖波，用來近似等效于正弦波。

c. 低，中速VVVF電梯拖動系統

VVVF電梯的驅動部份是其核心，也是與定子調壓控制方式的主要區別之處。VVVF驅動控制部份由三個單元組成：第一單元是根據來自速度控制部份的轉矩指令信號，對應該供給電動機的電流進行運算，產生出電流指令運算信號；第二單元是將數/模轉換后的電流指令和實際流向電動機的電流進行比較，從而控制主回路轉換器的PWM控制器；第三單元是將來自PWM控制部份的指令電流供給電動機的主回路控制部份。

主回路的控制部份構成：

將三相交流電變換成直流的整流器部份

平滑該直流電壓的電解電容器

電動機制動時，再生發電處理裝置以及將直流轉換成交流的大功率逆變器部份

d. VVVF電梯驅動系統

矢量變換控制原理（略）

矢量變換控制的高速VVVF電梯拖動系統（略）

四． 電梯的直流驅動系統

直流電梯的拖動系統通常有二種：

一是用發動機組成的可控硅厲磁的發電機-電動機驅動系統

二是可控硅直接供電的可控硅-電動機系統

第十章 電梯的電氣控制系統

一．概述

 

　　不同的電梯，不論采用何種控制方式，總是按轎廂內指令，層站召喚信號要求，向上或向下起動，起行，減速，制動，停站。

　　電梯的控制主要是指對電梯原動機及開門機的起動，減速，停止，運行方向，指層顯示，層站召喚，轎車內指令，安全保護等指令信號進行管理。操縱是實行每個控制環節的方式和手段。

二．常規繼電器控制的典型控制環節

1. 自動開關門的控制線路

自動門機是安裝于轎廂頂上，它在帶動轎門啟閉時，還需通過機械聯動機構帶動層門與轎門同步啟閉。為使電梯門在啟閉過程中達到快，穩的要求，必須對自動門機系統進行速度調節。當用小型直流伺服電機時，可用電阻串并聯方法。采用小型交流轉矩電動機時，常用加渦流制動器的調速方法。直流電機調速方法簡單，低速時發熱較少，交流門機在低速時電機發熱厲害，對三相電機的堵轉性能及絕緣要求均較高。

2. 轎內指令和層站召喚線路

轎內操縱箱上對應每一層樓設一個帶燈的按鈕，也稱指令按鈕。乘客入轎廂后按下要去的目的層站按鈕，按鈕燈便亮，即轎內指令登記，運行到目的層站后，該指令被消除，按鈕燈熄滅。

電梯的層站召喚信號是通過各個樓層門口旁的按鈕來實現的。信號控制或集選控制的電梯，除頂層只有下呼按鈕，底層只有上呼按鈕外，其余每層都有上下召喚按鈕。

3. 電梯的選層定向控制方法

常用的機種如下；

手柄開關定向

井道分層轉換開關定向

井道永磁開關與繼電器組成的邏輯電路定向

機械選層器定向

雙穩態磁開關和電子數字電路定向

電子脈沖式選層裝置定向

4. 電梯的定向，選層線路

電梯的方向控制就是根據電梯轎廂內乘客的目的層站指令和各層樓召喚信號與電梯所處層樓位置信號進行比較，凡是在電梯位置信號上方的轎廂內指令和層站召喚信號，令電梯定上行，反之定下行。

方向控制環節必須注意以下幾點：

轎內召喚指令優先于各層樓召喚指令而定向。

電梯要保持最遠層樓乘客召喚信號的方向運行

在司機操縱時，當電梯尚未啟動運行的情況下，應讓司機有強行改變電梯運行方向的可能性

在檢修狀態下，電梯的方向控制由檢修人員直接持續撳按轎內操縱箱上或轎廂頂上的方向按鈕，電梯才能運行，而當松開方向按鈕，電梯即停止。

5. 樓層顯示線路

乘客電梯轎廂內必定有樓層顯示器，而層站上的樓層顯示器則由電梯生產廠商視情況而定。過去的電梯每層都有顯示，隨著電梯速度的提高，群控調度系統的完善，現在很多電梯取消了層站樓層顯示器，或者只保留基站樓層顯示，到達召喚站時采用聲光預報板，如電梯將要到達，報站鐘發出聲音，方向燈閃動或指示電梯的運行方向，有的采用轎內語音報站，提醒乘客。

6. 檢修運行線路

為了便于檢修和維護，應在轎頂按裝一個易于接近的控制裝置。該裝置應有一個能滿足電氣安全要求的檢修運行開關。

該開關應是雙穩態的，并設有無意操作防護。同時應滿足下列條件：

一經進入檢修運行，應取消正常運行，緊急狀態下的電動運行，對接裝卸運行。只有再一次操作檢修開關，才能使電梯重新恢復正常工作。

上下行只能點動操作，為防止意外，應標明運行方向。

轎廂檢修速度應不超過渡0.63m/s

電梯運行應仍依靠安全裝置，運行不能超過正常的運程范圍。

7. 電梯的電氣安全保護系統

一般設有如下保護環節：

超速保護開關

層門鎖閉裝置的電氣聯鎖保護

門入口的安全保護

上下端站的超越保護

缺相，斷相保護

電梯控制系統中的短路保護

曳引電機的過載保護

8. 電梯的消防控制功能

電梯應能適應消防控制的基本要求

有幾種典型的消防控制系統：

電梯的底層（或基站）設置有供消防火警用的帶有玻璃窗的專用消防開關箱。在火警發生時，敲碎玻璃窗，撥動箱內開關，就可使電梯立即返回底層。

電梯的底層（或基站）設置有供消防火警用的帶有玻璃窗的專用消防開關箱外，尚有可供消防員操作的專用鑰匙開關，只要接通該鑰匙開關就可使已返回底層（或基站）的電梯消防員使用。

電梯返回底層（或基站）后，供消防員控制操作的專用鑰匙開關設置在轎廂內的操縱箱上。

消防員專用鑰匙開關不是設在轎廂內操縱箱上，而是設置在底層（或基站）外多個召喚按鈕箱中的某一個按鈕箱上，只要消防員專用鑰匙開關工作，即可使一組電梯中的所有電梯均投入消防緊急運行狀態。

三．PC機在電梯控制中的應用

　　PC機是指可編程序控制器。

PC機用于電梯控制系統的一些優點：

可靠性高，穩定性好

編程簡單，使用方便

維護檢修方便

四．電梯的微機控制系統

a. 單片機控制裝置

利用單片機控制電梯有成本低，通用性強，靈活性大及易于實現復雜控制等優點。

b. 單臺電梯的微機控制系統

對于不要求群控的場合，利用微機對單梯進行控制。每臺電梯控制器可以配以二臺或更多臺微機。如一臺擔負機房與轎廂的通信，一臺完成轎廂的各類操作控制，還有一臺專用于速度控制等。但無任如何應用微機控制單梯，總是包括三個主要部份：

電氣傳動系統控制

信號的傳輸與控制

轎廂的順序控制

c. 群控-多臺微機控制系統

為了提高建筑物內多臺電梯的運行效率，節省能耗，減少乘客的待梯時間，將多臺電梯進行集中統一的控制稱為群控。群控目前都采用多臺微機控制的系統，梯群控制的任務是：收集層站呼梯信號及各臺電梯的工作狀態信息，然后按最優決策最合理地調度各臺電梯；完成群控管理機與單臺梯控制微機的信息交換；對群控系統的故障進行診斷和處理。目前對群控技術的要求是，如何縮短候梯時間和與大樓的信息系統相對應，并采用電梯專家知識，組成富有非常周到的服務及具有靈活性的控制系統。