教學課件

模塊2電梯電氣系統的構成與原理電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業【學習目標】

1.了解電梯的電氣系統和電氣控制的方式、電氣控制系統的3種主要類型。2.了解電梯電力拖動系統的類型；掌握交流雙速拖動系統和VVVF拖動系統的原理。3.掌握XPM型五門五站客貨兩用電梯電氣控制電路的原理。4.掌握自動扶梯的電氣系統。5.認識電梯的常用電器元件和自動扶梯安全保護電路的相關電器。6.能夠分析XPM型五門五站客貨兩用電梯電路的工作原理，并排除電路的簡單故障。模塊2電梯電氣系統的構成與原理電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業【學習目標】1.掌握XPM型五門五站客貨兩用電梯電氣控制電路的原理。2.能夠分析XPM型五門五站客貨兩用電梯電路的工作原理，并排除電路的簡單故障。學習單元2-4電梯的電氣控制電路電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業【新課導入】

1.簡略復習上節課的內容；2.簡略介紹本次課（“學習任務2-4”）的主要教學內容與8學時的教學安排。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

如上所述，現在電梯的繼電器控制系統已基本被PLC控制系統和微機控制系統取代了，僅在一些尚未被淘汰的貨梯或客貨兩用梯中有使用。但由于繼電器控制系統原理簡明易懂、電路直觀、易于掌握，學習繼電器控制電路將有助于理解電梯自動控制的基本原理，了解各控制環節之間的邏輯關系。所以本節仍以交流雙速電梯的繼電器控制系統為例，介紹電梯控制的基本原理。

圖2-33為XPM型五門五站客貨兩用電梯的電氣原理圖。“XPM”的含義是：X表示選層按鈕控制，P表示自動平層，M表示自動門；所謂五層五站，是指樓層有五層，每層只有一個層門，即單面開門，該電梯對自動控制最基本要求有三條：

①能按照目的樓層自動選擇運行方向。

②到達目的樓層能自動停層。

③停層后能自動平層并自動開門。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4

電梯的電氣控制電路

電梯的自動控制過程如圖2-34所示。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路

全電路的電氣原理圖見P58圖2-33，主要電器元件的明細表見P60～63表2-2。為分析方便，下面將全電路按功能分為13個部分，并分別介紹電路的構成和功能。

1.曳引電動機主電路

曳引電動機主電路可見圖2-22和圖2-33圖區1～5，其原理和工作過程已在“學習單元2-3”中有過詳細介紹。2.曳引電動機控制電路

曳引電動機控制電路位于圖2-33中的圖區7～14。由控制曳引電動機M1的八個交流接觸器KM1～KM8的線圈電路組成。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路

3.安全保護電路

安全保護電路位于圖2-33中的圖區38，是KA1的線圈支路。KA1是電壓繼電器，本身具有欠壓保護作用，而且在其支路中串接了電梯的各種保護開關和電器的觸點，包括熱繼電器FR1、FR2的動斷觸點，安全窗開關SQ1的動合觸點、安全鉗開關SQ2和限速器開關SQ3的動斷觸點。由控制電路可見，KA1的動合觸點串聯在各電路的輸入端（205-206、1-12、1-143），只要KA1的支路斷開→KA1復位→動合觸點斷開→各繼電器、接觸器電路均斷電，起到保護的作用，KA1支路各觸點的作用將在后面的“三、電路的安全保護環節”中詳細介紹。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路

4.自動開關門電路

自動開關門電路位于圖2-33中的圖區39～41。M2為開關門動力的直流電動機，工作電壓為直流110V，由三相整流變壓器T1降壓、三相橋式整流器VD整流提供，同時也是所有繼電器的工作電源。L3是M2的勵磁線圈。KA2與KA3是開關門繼電器，控制M2的正反轉來實現門的開關。R3是開門變速電阻，當電梯門開至2/3行程時由行程開關SQ7將其短接；R4是關門變速電阻，當門關至2/3和3/4行程時由SQ8、SQ9分兩級短接。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路5.轎廂內選層指令信號電路XPM型電梯是根據使用者在轎廂內發出的選層指令信號選擇上、下行方向的，轎廂內選層指令信號電路在圖2-33中的圖區60～64，SB6～SB10是在轎廂內操縱屏上1～5層樓的選層指令按鈕，當使用者按下代表欲達層站的指令按鈕后，選層指令信號由相應的選層指令繼電器KA20～KA24記存。選層指令信號的消除采用短接KA20～KA24線圈的方法，由圖可見在KA20～KA24的線圈分別并聯了對應樓層的樓層信號繼電器KA25～KA29的動合觸點，當轎廂在該層停靠時，M1換成低速，KM5斷電，KM5的輔助動斷觸點(0-125)閉合，使該層的選層信號繼電器線圈被短接，其自鎖觸點斷開。為防止線圈被短接時造成電源短路，在各支路中串聯了電阻。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路

6.樓層信號電路

樓層信號電路位于圖2-33中的圖區17～26，由1～5層的樓層信號繼電器KA25～KA29和樓層信號輔助繼電器KA30～KA34組成，當電梯轎廂停在某層時，裝在轎廂頂部的停層隔磁板插入該層的停層感應器（KR1～5）之中，使干簧管繼電器的觸點動作，對應的樓層信號和樓層信號輔助繼電器接通。例如電梯停在三樓，則三樓停層感應器KR3的動斷觸點閉合，三樓樓層信號繼電器KA27通電，并由KA27的動合觸點接通三樓樓層信號輔助繼電器KA32。樓層信號輔助繼電器與樓層信號繼電器的區別是：后者沒有自鎖，當轎廂離開該層（如三樓）時即斷電復位；而前者有自鎖，要到轎廂離開該層并到達下一層（如二樓或四樓）時，才由下一層的樓層信號繼電器的動斷觸點斷電復位。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業

一、各部分電路

7.電梯自動選向電路

自動選向電路用于實現上述第①點控制要求，電路位于圖2-33中的圖區52～55，KA10、11和KA14、15分別為上行（上行輔助）和下行（下行輔助）繼電器，SB4、SB5和KA12、KA13分別為上、下行起動按鈕和繼電器。P64圖2-35自動選向電路原理圖電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業

7.電梯自動選向電路

電梯只有上、下兩個運行方向，而選擇運行方向的依據也只有兩個：一是當前要去哪一層，二是電梯轎廂當前在哪一層。為便于解釋該電路自動選擇運行方向的原理，現將其單獨畫出如圖2-35所示（為使電路原理更為清晰，將部分電器或電器的觸點省略）。由圖可見，在KA10、11（上行）和KA14、15（下行）兩條支路中，接有代表選層信號的KA20～KA24（一～五層選層信號繼電器）動合觸點，以及代表轎廂所在樓層信號的KA30～KA34（一～五層層樓信號輔助繼電器）的動斷觸點。假設轎廂現在停在三樓，則三樓樓層信號輔助繼電器KA32的兩對動斷觸點(71-72)、(72-73)都斷開，可見此時若選擇去三樓，即使三樓選層信號繼電器KA22的動合觸點(67-72)閉合，無論是上行還是下行電路都不會接通；若選四樓或五樓，則對應的選層信號繼電器KA23或KA24動合觸點閉合，接通上行繼電器KA10、11；若選一樓或二樓，則為KA20或KA21的動合觸點閉合，接通下行繼電器KA14、15，從而自動確定運行方向。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路

8.起動運行控制電路

電路包括KT1～KT5五個時間繼電器（位于圖區42～46）、關門控制繼電器KA17、起動控制繼電器KA18（圖區56、57），以及制動器YB、運行繼電器KA6（圖區15、16）。

電路中的所有時間繼電器都使用與其他繼電器相同型號的直流繼電器（有利于電器的通用互換），只是在其電磁線圈兩端并聯了一條阻容支路，當線圈斷電時，由于電容器的放電作用，使繼電器的觸點延時復位，因此所有時間繼電器均為斷電延時類型，其延時時間的長短可由電阻進行調節（R均為可調電阻）。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路

9.停層控制電路

停層控制電路位于圖區58、59，由KT6（停層）和KT7（停層觸發）兩只時間繼電器組成。該電路用于實現上述的第②點控制要求－自動停層，同樣為分析電路原理方便起見，將這部分電路單獨出如圖2-36所示。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業P65圖2-36停層控制電路原理圖

在KT7線圈支路中，串聯了一～五層的樓層信號繼電器KA25～KA29的動斷觸點，這五個繼電器都沒有自鎖功能，當電梯起動后運行在兩層之間時，總有某一時刻五個樓層信號繼電器均斷電，其動斷觸點都閉合，從而KT7使通電，為停層作準備；而當電梯到達下一層樓時，KA25～29其中一個通電動作，使KT7斷電，但由于KT7有斷電延時功能，其動合觸點(101-105)要延遲一段時間才斷開，這就保證了KT6有足夠的時間接通并自鎖。由于KT7的作用是短時接通KT6支路，所以被稱為“停層觸發”繼電器。KT6稱為“停層”繼電器，在電梯運行期間，只要KT6通電動作，電梯就換速并準備在該樓層平層停靠。確定電梯是否在該層停靠的依據也是兩個：一是有無該層的選層信號，二是電梯（轎廂）是否到達該層，兩者是“與”的邏輯關系。本例為五層電梯，因此在KT6電路中并聯了代表1～5層的五條支路，其中二、三、四樓為中間層站，每條支路由代表選層信號的KA21、22、23和代表樓層信號的KA26、27、28的動合觸點相串聯，如果兩個動合觸點都閉合，說明在該層有選層信號并且已到達該層，所以KT6可以接通、準備停層了；而一樓和五樓為終點層站，由圖可見支路中只有樓層信號繼電器KA25、29的動合觸點，說明只要到達終點層站，不管有無選層信號都要停下。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路10.平層電路XPM型電梯具有平層功能，即當轎廂停靠在任何一層樓，都能確保準確地停在使轎廂地坎與層站樓面平齊的位置上。平層功能主要由上、下平層感應器KR6、KR7控制的上、下平層繼電器KA7、KA8（圖2-33中的圖區49、50）實現，其觸點在上、下行接觸器KM1、KM2的支路中（圖2-33中的圖區7、8，亦可見圖3-37）接成橋式電路，當電梯轎廂接近欲停靠的層樓并換成低速運行時，裝在轎廂頂部的KR6、KR7依次被平層隔磁板插入（可見圖2-11），由此控制KA7、KA8→KM1、KM2，實現電梯的平層和反向平層。電路原理和平層控制的過程將在下文詳細介紹。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路11.呼喚信號電路XPM型電梯可由裝在各層層門外的呼喚按鈕向轎廂內的操作者發出呼喚（電梯）的信號，呼喚信號電路在圖2-33中的圖區28～35，1SB、2～4SB2為1～4層的上呼喚按鈕，2～4SB1、5SB為2～5層的下呼喚按鈕，對應所控制的繼電器為KA36～KA43，并由KA35接通蜂鳴器HA2發出呼喚的音響信號。與選層信號電路一樣，呼喚信號的消除也是采用短接KA36～KA43線圈的方法。呼喚信號被消除的條件是：電梯同向運行并到達該樓層，所以分別由KA11和KA14(上、下行輔助繼電器)的動斷觸點(161-162)、(160-162)控制上、下行兩條支路，當電梯準備停層時，起動繼電器KA17斷電，其動斷觸點(0-162)閉合，相應的呼喚信號繼電器線圈被短接，呼喚信號被消除。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

一、各部分電路

12.信號指示電路

信號指示電路在圖2-33中的圖區65～91，包括轎廂內的選層信號指示燈和層樓信號指示燈，層門外的呼喚信號指示燈和電梯上下行指示燈、層樓信號指示燈。13.輔助電路

電路位于圖2-33中的圖區92～95，包括轎廂內的兩盞照明燈EL1、EL2，電風扇和報警電鈴HA1。

控制電路中交流接觸器電路和照明電路的電壓為交流220V，繼電器電路的電壓為直流110V，信號指示燈電路電壓為交流6.3V。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

二、各控制環節

現以一個使用電梯的全過程為例，說明XPM型電梯各自動控制環節的功能。該過程如下：上一次使用完電梯后，操縱者（司機）將電梯駛回基站，關門后離開電梯；本次使用電梯時，司機在基站層門外用鑰匙開門進入電梯（轎廂），用鑰匙接通控制電源，用按鈕選層、選向（以選三樓上行為例），電梯自動關門、起動上行，到三樓之前自動換速，自動平層，自動開門。分段說明如下。1.使用完電梯后關門XPM型電梯是由司機在轎廂內操縱的，每當使用完電梯之后，必須將轎廂駛回基站（一般為底層，在本例中為一樓），此時基站行程開關SQ4被壓合，SQ4的動合觸點(10-11)（圖2-33中圖區39）閉合，為接通關門繼電器KA3作好準備，然后司機應按如下程序操作：電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

二、各控制環節1.使用完電梯后關門(1)轉動轎廂內操縱屏上的鑰匙開關SA1。

(2)司機離開轎廂，轉動基站層門外的鑰匙開關SA2。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

二、各控制環節2.使用電梯前開門(1)在使用電梯前，司機在基站層門外用鎖匙轉動SA2：(2)電梯門打開后，司機可進入轎廂內，用另一把鑰匙轉動SA1。

轉動SA1→SA1(1-2)接通→KA1通電→KA1的動合觸點均閉合→全部控制電路都通電

說明：由開關門的過程可見，在開關門的過程中用行程開關短接與M2并聯的電阻R3、R4，使M2逐步減速。在開關門結束后，R3、R4與M2的電樞繞組并聯，在M2的停機過程中有能耗制動的作用。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

二、各控制環節3.選層選向，起動運行電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業

4.M1停層換速電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

5.平層M1換速后，轎廂以慢速運行，并準備平層。上、下平層感應器KR6、KR7及位于兩者中間的開門區域感應器KR8，分別控制對應的繼電器KA7、KA8、KA9（圖2-33中圖區49、50、51），控制平層的橋式電路位于圖區7、8，為便于分析平層過程，現將該電路單獨畫出，如圖2-37所示。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

二、各控制環節5.平層

整個平層過程可分為6步：

說明：此時第②條支路仍然接通。而當M1高速運行時，由于KM3和KA17通電，KM3的輔助動斷觸點(218-215)及KA17的動斷觸點(214-217)斷開，該橋式電路不起作用。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業

至此平層過程告結束。由平層過程可見，當平層隔磁鐵板置于三個感應器之間，造成KR6、7、8均復位→KA7、8、9均通電動作時，M1才停機，此時保證電梯轎廂停靠在準確的位置上，即轎廂的底板與樓面平齊。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

二、各控制環節6.平層后自動開門電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

二、各控制環節7.檢修運行控制

除了上述電梯正常運行的控制之外，為便于對電梯進行檢修及調整，還設有檢修運行控制環節。SA4和KA5分別為檢修運行開關和繼電器（圖2-33中圖區48），在正常運行時，KA5斷電；當需要檢修運行時，扳動位于轎廂內操縱屏上的檢修開關SA4，使KA5通電：電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業

三、電路的各安全保護環節1.電梯運行電路與開關門電路的互鎖環節

在正常運行時（檢修運行除外），電梯門（包括轎廂門和各層的層門）未關好不能起動運行，而電梯在運行過程中以及在未進入開門區域時不能開門。實現運行電路和開關門電路互鎖保護的電器主要有：

①門聯鎖繼電器KA4（圖2-33中圖區47）。在KA4支路中串聯了轎廂門和1～5樓層門的聯鎖行程開關SQ10～15的六個動合觸點，而KA4的動合觸點(92-93)串聯在起動繼電器KA17的支路中（圖2-33中圖區57），顯然，這六扇門只要有一扇沒關好，KA4不通電，KA17就無法接通，電梯就不能起動運行。此外，轎廂門聯鎖行程開關SQ10的動合觸點(225-212)還串聯在高速接觸器KM3的支路中（見圖區9），若門未關好，KM3也不能接通。SB3是應急按鈕，在SQ10～15損壞、門限位功能出現故障時，可按下SB3將SQ10～15的六個觸點短接，使KA4→KA17通電，作應急使用（只能慢速運行）。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

三、電路的各安全保護環節1.電梯運行電路與開關門電路的互鎖環節

②開門區域繼電器KA9（圖2-33中圖區51）和運行繼電器KA6（圖2-33中圖區16）。如前面對平層后自動開門過程的分析，由于在開門繼電器KA2的支路中串入KA9的動合觸點(21-22)和KA6的動斷觸點(17-18)，從而保證了電梯（轎廂）只有在進入平層（即開門區域）位置，而且在停止運行時才能開門。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業

2.行程終端限位保護

電梯是按照行程位置進行控制的設備，當電梯（轎廂）到達終端樓層（在本例中為一樓和五樓）應停下時，如果因故障原因不能停下，則需要行程終端的限位保護。XPM型電梯的行程終端限位保護裝置如圖2-38所示。由圖可見，當轎廂超越五樓或一樓平層位置時仍不停下，則裝在轎廂頂或轎廂底的上、下擋板首先碰到上、下行減速行程開關SQ17、SQ16，由于SQ17、SQ16的動斷觸點(94-95)、(96-95)串聯在起動繼電器KA17的支路中（圖2-33中圖區57），造成KA17斷電，強迫換速。如果電梯還不能停下，則擋板隨之碰到上、下限位行程開關SQ19、SQ18，而SQ19、SQ18的動斷觸點(211-212)、(221-212)是分別接在上、下行接觸器KM1、KM2支路中的（圖2-33中圖區7、8，也可見圖2-37），所以它們的動作就造成電梯強迫停車，這時可以用檢修開關點動電梯慢速反向運行退出行程極限位置。如果上述保護措施失效，電梯仍然繼續運行，則作為終端保護的最后一道防線，擋板最終會碰到上、下極限杠桿，牽動與裝在機房的極限開關相連的鋼絲繩，使之在重錘的作用下，極限開關QS2動作（圖2-33中圖區3），切斷電梯的全部電源以強迫停車，防止了轎廂沖頂或撞底。電梯的三重限位保護作用見表2-3。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業學習單元2-4電梯的電氣控制電路

三、電路的各安全保護環節

2.行程終端限位保護

P表2-3XPM型電梯的行程終端限位保護作用

3.轎廂超速下降安全保護

當轎廂的下降超速時，限速器動作將限速器鋼絲繩夾持住，此時如果電梯轎廂繼續下行，限速器鋼絲繩通過安全鉗聯動機構提起安全鉗將轎廂夾持在導軌上。在電路中，限速器和安全鉗的開關SQ3、SQ2的動斷觸點(3-4)、(4-5)串聯在KA1的支路中（圖2-33中圖區38），在其動作的同時切斷KA1→切斷控制電源。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業

第一級：強迫減速第二級：強迫停車第三級：切斷電源上限位保護SQ17→切斷KA17→KM3SQ19→切斷KM1QS2動作下限位保護SQ16→SQ18→切斷KM2學習單元2-4電梯的電氣控制電路

三、電路的各安全保護環節

4.安全窗

現在的電梯已經不設安全窗的了，但XPM型電梯還裝有安全窗，當電梯因出現故障而使轎廂偏離停層位置停在井道中間時，轎廂內的人員如果無法使用應急和檢修開關開動電梯，一方面可用報警電鈴（電話）向外發出報警信號，并且可以打開安全窗。此時串聯在KA1支路的安全窗開關SQ1的動合觸點(2-3)斷開（因為當安全窗關閉時，SQ1被壓合，所以使用動合觸點），由KA1切斷控制電源。

5.電路的各種常規保護

如熱繼電器FR1、FR2對M1的過載保護，熔斷器FU1～FU12對各電路的短路保護。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養專業

實訓任務2.3電梯的電氣控制電路實訓（見《實訓手冊PXX）配備實訓設備器材：1.一體化教室（配備：(1)教學用電梯[如YL-777型教學電梯]1