電梯結(jié)構(gòu)原理及控制系統(tǒng)分析

1、第一章 緒論隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來

2、說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用、電氣技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工程學(xué)及空氣動力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)集于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動化技術(shù)迅速發(fā)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量日益提高。在改善電梯性能的同時(shí)，對電梯的設(shè)計(jì)、管理和維護(hù)人員提出了更高的要

3、求。第二章 電梯的結(jié)構(gòu)2.1 電梯的基本結(jié)構(gòu)電梯是機(jī)與電緊密結(jié)合的復(fù)雜產(chǎn)品，是垂直交通運(yùn)輸工具中使用最普遍的一種電梯，其基本組成包括機(jī)械部份和電氣部份，結(jié)構(gòu)包括四大空間（機(jī)房部分、井道和底坑部分、圍壁部分和層站部分）和八大系統(tǒng)（曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎廂、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)）組成。電梯基本結(jié)構(gòu)如圖21所示：1-減速箱；2-曳引輪；3-曳引機(jī)底座；4-導(dǎo)向輪；5-限速器；6-機(jī)座；7-導(dǎo)軌支架；8-曳引鋼絲繩；9-開關(guān)碰鐵；10-緊急終端開關(guān)；11-導(dǎo)靴； 12-轎架；13-轎門； 14-安全鉗；15-導(dǎo)軌； 16-繩頭組合；17-對重， 18-補(bǔ)償鏈；

4、19-補(bǔ)償鏈導(dǎo)輪； 20-張緊裝置；21-緩沖器； 22-底坑；23-層門； 24-呼梯盒；25-層樓指示燈； 26-隨行電纜；27-轎壁； 28-轎內(nèi)操縱箱；29-開門機(jī)； 30-井道傳感器；31-電源開關(guān)； 32-控制柜；33-曳引電機(jī)； 34-制動器電梯的基本結(jié)構(gòu)剖視圖圖2-12.1.1 機(jī)房部分機(jī)房用來安裝曳引機(jī)、電控屏、限速器等。機(jī)房可以設(shè)置在井道頂部，也可設(shè)置在井道底部。當(dāng)機(jī)房設(shè)于井道底部時(shí)，即為曳引機(jī)下置式曳引方式。這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑物承重大，對井道尺寸要求大，只有在機(jī)房無法頂置時(shí)才使用。對于絕大多數(shù)電梯，橢均設(shè)于井道頂部。機(jī)房必須有足夠的面積，高度、承重能力及良好的通風(fēng)條件

5、。 組成：總電源控制盒、控制柜、曳引機(jī)、導(dǎo)向輪、限速器。2.1.2 井道及底坑部分井道由圍壁、頂板及底坑圍成一個(gè)在納電梯轎廂和對重的有限空間。為了出人，在每個(gè)層站開有入口。井道的底坑深入地面，用于安裝緩沖器、限速器、鋼絲繩漲緊裝置等。由于深人了地面，因此要求防水，最好有排水設(shè)施。組成：導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支架、對重、緩沖器、限速器張緊裝置、補(bǔ)償鏈、隨行電纜、底坑、井道照明。2.1.3 圍壁部分圍壁的作用是將電梯與外界分隔開，當(dāng)導(dǎo)軌架直接安裝在圍壁上時(shí)，它還應(yīng)承受費(fèi)切力。圍壁的結(jié)構(gòu)分為封閉式和空格式。2.1.4 層站部分層站是各樓層中，電梯?？康牡攸c(diǎn)。每一層樓，電梯最多只有一個(gè)站；但可根據(jù)需要在某些層樓不

6、設(shè)站。 組成：層門（廳門）、呼梯裝置（召喚盒）、門鎖裝置、層站開關(guān)門裝置、層樓顯示裝置。2.1.5 曳引系統(tǒng) 電梯曳引系統(tǒng)的作用是輸出動力并且傳遞動力，從而使電梯完成向上或向下的運(yùn)動。電梯的曳引系統(tǒng)如圖22所示：圖2-2 電梯的曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪及反繩輪等組成。曳引機(jī)是電梯的主要拖動機(jī)械，它驅(qū)動電梯的轎廂和對重裝置作上、下運(yùn)動，是電梯的動力源，。曳引機(jī)由電動機(jī)、聯(lián)軸器、制動器、減速箱、機(jī)座、曳引輪等組成，根據(jù)需要，有的曳引機(jī)還裝有冷卻風(fēng)機(jī)、速度反饋裝置(光碼盤)、慣性輪等。根據(jù)電動機(jī)與曳引輪之間是否有減速箱，可分為有齒曳引機(jī)和無齒曳引機(jī)。對于有齒輪曳引機(jī)，需在曳引電動

7、機(jī)轉(zhuǎn)軸和曳引輪轉(zhuǎn)軸之間安裝減速器(箱)，目的是將電動機(jī)軸輸出的較大轉(zhuǎn)速降低到曳引輪所需的較低轉(zhuǎn)速，同時(shí)得到較大的曳引轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)電梯運(yùn)行的要求。制動器是電梯的一個(gè)重要安全裝置，對主動轉(zhuǎn)軸起制動作用。除了安全鉗以外，只有它能使工作中的電梯轎廂停止運(yùn)行，另外它還對轎廂與廳門地坎平層時(shí)的準(zhǔn)確度起著重要作用。電梯曳引鋼絲繩的兩端分別與轎廂和對重裝置聯(lián)接，繩承受著電梯全部懸掛重量，且反復(fù)彎曲，承受很高的比壓，還要頻繁承受電梯起動和制動的沖擊。因此，對電梯曳引鋼絲繩的強(qiáng)度、耐磨性和撓性均有很高的要求。當(dāng)鋼絲繩的繞繩比大于1時(shí)，在轎廂頂和對重架上應(yīng)增設(shè)反繩輪。反繩輪的個(gè)數(shù)可以是1個(gè)、2個(gè)甚至3個(gè)，這與曳引比

8、有關(guān)。導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，將曳引鋼絲繩引向?qū)χ鼗蜣I廂的鋼絲繩輪，采用復(fù)繞型時(shí)還可增加曳引能力。導(dǎo)向輪安裝在曳引機(jī)架上或承重梁上。2.1.6 導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架等組成。它的作用是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)軌作升降運(yùn)動。導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌架上，導(dǎo)軌架是承重導(dǎo)軌的組件，與井道壁聯(lián)接。導(dǎo)靴裝在轎廂和對重架上，與導(dǎo)軌配合，強(qiáng)制轎廂和對重的運(yùn)動服從于導(dǎo)軌的直立方向。2.1.7 門系統(tǒng)門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機(jī)、聯(lián)動機(jī)構(gòu)、門鎖等組成。轎廂門設(shè)在轎廂入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門刀等組成。層門設(shè)在層站入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴、門鎖裝置及應(yīng)急開鎖裝置

9、組成。開門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉的動力源。2.1.8 轎廂轎廂用以運(yùn)送乘客或貨物的電梯組件。它是由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架，由橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成。轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量或額定載客人數(shù)決定。組成：轎廂、轎廂門、安全鉗裝置、平層裝置、安全窗、導(dǎo)靴、開門機(jī)、轎內(nèi)操縱箱、指層燈、通訊報(bào)警裝置。2.1.9 重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成。對重將平衡轎廂自重和部分的額定載重。重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對

10、電梯平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。2.1.10 電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)由曳引電機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置等組成，對電梯實(shí)行速度控制。曳引電機(jī)是電梯的動力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或直流電機(jī)。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號。一般采用測速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，與電機(jī)相聯(lián)。調(diào)速裝置對曳引電機(jī)實(shí)行調(diào)速控制。2.1.11 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)由操縱裝置、控制屏、位置顯示裝置、平層裝置、選層器等組成,它的作用是對電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開關(guān)箱、層站召喚按鈕、轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急操縱箱。控制屏安裝在機(jī)房中，由

11、各類電氣控制元件組成，是電梯實(shí)行電氣控制的集中組件。位置顯示裝置是指轎內(nèi)和層站的指層燈。層站上一般能顯示電梯運(yùn)行方向或轎廂所在的層站。選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運(yùn)行方向、發(fā)出加減速信號等作用。2.1.11 安全保護(hù)系統(tǒng)安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械和電氣的各類保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全使用。機(jī)械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用；緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用；還有切斷總電源的極限保護(hù)等。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)都有。第三章 電梯工作原理3. 電梯系統(tǒng)工作原理電梯的安全保護(hù)裝置用于電梯的啟?？刂疲晦I廂操作盤用于轎廂門的關(guān)閉、轎廂需要到達(dá)的樓層等的控制；廳外呼叫的主要作用是當(dāng)有人員進(jìn)行呼叫時(shí)，電梯能夠準(zhǔn)確達(dá)到呼叫位置；指層器用于顯示電梯達(dá)到的具體位置；拖動控制用于控制電梯的起停、加速、減速等功能；門機(jī)控制主要用于控制當(dāng)電梯達(dá)到一定位置后，電梯門應(yīng)該能夠自動打開，或者門外有乘