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1、第七章现代建筑电气技术,第七章现代建筑电气技术,2/9/2020,2,建筑,第七章现代建筑电气技术,本章主要介绍有关电梯、空气调节系统、电视与通信系统、火灾自动报警与联动控制系统、安全防范系统和大楼微机管理系统等基本知识。,第一节 电 梯,一、概述 电梯交通系统的设计是否合理，还将直接影响建筑物的使用安全和经营服务的质量。 电梯设备种类繁多，通常分类的方法为， 1按用途分类 可分为客梯、货梯、客货两用梯、观光梯、病床梯、车辆用电梯和自动扶梯等。 2按速度分类 可分为低速电梯、中速电梯和高速电梯，目前尚无严格的规定，一般可按下面的速度区分： (1)低速电梯速度在1ms以下； (2)中速电梯速度在
2、12ms以内； (3)高速电梯速度在2ms以上。,3按拖动方式分类 (1)交流电梯电梯的曳引电动机是交流电机。根据电机类型和控制装置不同特点又可分为交流单速电梯、交流双速电梯和交流调速电梯(其中包括调压调速和交流调频调压调速两种电梯)。 (2)直流电梯电梯的曳引电动机是直流电机，一般用于高速电梯。 (3)永磁同步无齿轮曳引电梯这是近年来电梯行业的重大技术进步，它采用永磁同步电动机驱动，没有传统齿轮曳引机方式中的减速箱和联轴器，从而大大提高了传动效率，使运行效率比传统齿轮传动系统提高了50以上。由于电机低速旋转，亦大大地降低了电机的噪声和振动。因此电梯运行更加平稳、顺畅，使乘坐更加舒适、安静。并
3、且机房空间小，无齿轮结构不需要润滑，杜绝了油污污染，更加清洁环保，使用寿命长。,4、按有无减速器分类 可分为有齿轮减速器电梯和无齿轮减速器电梯。后 者由电动机直接带动曳引轮，一般为高速电梯采用。 5、按操作方式分类 (1）有司机电梯由专门司机操纵的电梯。一般客梯在轿厢内操纵，货梯在轿厢外操纵。 (2)无司机电梯由乘客自己操纵的电梯。具有集选功能。 (3)有无司机电梯可以两种方式工作。平时由乘客操纵；客流量大时或必要时，由司机操纵电梯。,二、电梯的结构与工作原理,1、电梯的基本结构 电梯是机电一体化的大型复杂机电设备。电梯的基 本结构如图71所示，通常是由机房、井道、厅门、 轿厢和轿厢操纵箱等五
4、个部分组成每一个部分包含 了机械装置和电气系统的协同工作的内容。为了叙述 方便，我们在基本结构中，主要介绍电气机械部件、 装置的组成和作用其中电气系统的工作原理另外专 门介绍。,(1)机房 安装一台或多台曳引机及附属设备的专用房间。通常在机房内安装曳引电动机、电磁制动器、减述器、曳引轮、导向轮、限速器、电源配电板和控制柜等没备。它们的主要作用是控制输出动力与传递动力，使电梯进行工作。 (2)井道 轿厢和平衡重等装置运动的空间。通常在井道内设置导轨，曳引钢丝绳、限速器钢甜绳、平衡重、平衡钢丝绳、缓冲器和限位开关等装置。,导轨的作用是为轿厢和平衡重在垂直方向运动时 提供导向，限制轿厢和平衡重在水平
5、方向的移动；当 安全钳动作时，导轨作为被夹持的支承件支承轿厢或 平衡重，防止由于轿厢的偏载而产生的倾斜。导轨要 求有良好的抗弯性能及可加工性能 并且有足够的强度和韧性，故广泛采用优质碳素钢 材料制成“T”形截面的“T”形导轨。 曳引钢丝绳一般是圆形股状结构，它承受着电梯 的全部悬挂重量，在电梯运行中绕着曳引轮、 导 向轮作反复的弯曲运动，并且频繁地承受电梯启动、 制动时的冲击。,平衡重叉称为对重，主要用以平衡轿厢的自重和一部分升降载荷的重量。这样可以降低曳引机构所需的提升重量，减轻载荷，减少电动机的功率损耗，从而使所配用电动机的选择功率相应地减小。平衡重由平衡重架、平衡重块、导靴、缓冲器撞头等
6、组成。在高层电梯中，平衡重下面连接平衡钢丝绳可以补偿轿厢处于不同高度时，轿厢与平衡重侧曳引长度变化对电梯平衡的影响。,缓冲器装于井道底坑,位于行程端部，用来吸收轿厢或平衡重动能的一种缓冲安全装置。当由于电梯超载、钢丝绳打滑或制动器失灵等原因，轿厢未能在规定的距离内制动，发生失控后下冲撞底，这时底坑内的轿厢缓冲器就与轿厢接触，减小轿厢重量对底坑的冲击，并使其制停。当发生电梯轿厢行驶到顶部端站时，由于顶部极限开关失灵，形成冲顶。这时，平衡重落到底坑内的平衡重缓冲器上，平衡重缓冲器即起到缓冲作用，避免轿厢冲击楼板。此外，当电梯轿厢上的悬挂曳引钢丝绳断裂，轿厢失控下降，而限速器与安全钳又未能起作用，轿
7、厢下坠撞底，这时由缓冲器减缓冲击能量而使轿厢制停。一般低速电梯选用弹簧缓冲器，高速电梯选用液压缓冲器。,限位开关是一种行程开关，由装在井道顶端的 上限位开关和装在底部的下限位开关组成。当电梯 失控后，轿厢越出顶层或底层位置约50mm后，上 限位开关或下限位开关自动切断电源和迫使电梯被 曳引机上的电磁制动器所制动。 (3)厅门又称层门设在建筑物的各个楼层站进入 轿厢的井道开口处。它由门扇、门锁、楼层及运动 方向显示器和呼梯按钮等组成。只有当电梯轿厢停 在该层站位置上时厅门才允许开启，轿厢门主主 动门，而厅门是被动门。厅门还装有机电连锁安全 装置，厅门关闭机械门锁后，才能接通控制电路， 允许电梯启
8、动。,(4)轿厢 由轿厢架、轿厢体、导靴、轿厢操纵箱、轿内楼层 显示器、自动门机、平层感应器和安全钳等组成。轿厢的作 用是运送乘客和货物。由于电梯的用途不同，在外形及部分 结构上有所不同。如观光电梯轿厢的外形制成棱形或圆形， 观光面的轿壁使用强化玻璃；超高速电梯的轿厢外形制成流 线形以减小空气阻力及运行噪声。 轿厢架由立柱、底 梁、上梁和拉杆组成，是轿厢的主要承载构件。轿厢体由轿 厢底、轿厢壁、轿厢顶等构成，应有足够的机械强度以承 受电梯正常运行、安仝钳装置动作或轿厢碰撞缓冲器的作用 力。在现代先进的乘客电梯中，采用全新材料及色彩装璜、 设计，产生令人愉悦的全新感受。,导靴是引导轿厢和平衡重，
9、服从于导轨的部 件，为了防止它们运行过程中偏斜或摆动而设置 的。轿厢导靴有四个，分别安装在轿厢上梁和轿底 安全钳座下面。 自动门机是安装在轿厢顶上它在带动轿厢门 启闭时。还需通过机械联动机构带动厅门与轿厢门 同步启闭。自动门机的动力源是直流或交流电动 机，通过曲柄、链轮、钢丝绳等机械联动机构间接 驱动。在新型的变频(VVVF)门机中，传动机构取消 了传统的曲柄连杆装置，门机由变频电动机驱动， 精确地保证了门扇的运动速度，使门启闭更加平 稳。,(5)轿厢操纵箱由按钮、开关和各种显示器、信号灯 组成。实现电梯运行的操纵控制。 轿厢操纵箱上对应每一层楼设一个带灯的按 钮，也称指令按钮。乘客入轿厢后，
10、按下要去目的 层站按钮，按钮灯便亮，即轿内指令登记，运行达 到目的层站后该指令被消除，按钮灯熄灭。 轿厢内楼层显示器显示电梯运行方向和轿厢当 时所在的楼层位置。现在很多电梯到达目的层站时 采用声光预报，如电梯将要到达时，报站钟发出声 音、方向灯闪动，有的还采用用轿厢语言报站提 醒乘客。,2、电力拖动系统 电梯的电力拖动系统的作用是提供电梯轿厢运动的动力和运行的方向、速度、位置等控制。电力拖动系统通常由曳引电动机、传动机构、供电电源和控制系统组成，如图7-2所示。 (1)曳引电动机电动机的作用是将电能转换为机械动力。通 常采用交流电动机或直流电动机两种类型。曳引电动机应具 有较高的启动转矩、较小
11、的启动电流、较硬的机械特性、良 好的调速性能、适合频繁的启动，正向反向运转和工作可 靠、不需要经常的维护工作等特点。 近年来，在一些客梯中采用承磁同步电动机驱动，电机低 速旋转不再需要传统的齿轮减速箱，无油污污染。这样大大 提高了运行效率降低了噪声和振动，保证了曳引机的高降 能、长寿命和良好的环保清洁。,(2)供电电源为电梯的曳引电动机、控制系统等各部分提供所需的电源。一般均采用三相交流电源。 (3)电梯电力拖动系统 目前用于电梯的电力拖动系统 主要有： l）交流变极调速系统为了使电梯轿厢能准确地停在 层站楼面平层要求电梯在停车前的速度较低。通过 改变电动机定子绕组的极对数使变流异步电动机具
12、有两种或一种转速。正常稳速运行时采用高的转速 而启动或制动停车时采用低的转速。这种系统线路简 单，价格低，但乘座舒适感差一般只应用于额定速 度不大于1ms的低速电梯。 2)交流变压凋速系统 这种系统采用晶闸管闭环调 速，其制动减速可采用涡流制动、能耗制动和反接制 动等方式使乘座舒适感，平层精确度有所提高，一 般用中速电梯。,3)变压变频调速系统 20世纪90年代，大功率晶体管和微处 理器技术的发展，在电梯中推出了交流电动机变压变频调速 拖动系统。 交流电动机可以通过改变供电电源频率，的方法来进行调 速。为了维持电动机输出端的最大输出转矩不变，必须保持 磁通量不变。而为了保持磁通量的不变就必须同
13、时改变 电动机输入电压并且使U/I之比保持为一常数。 它适用于使用交流曳引电动机的拖动系统中，速度为 0. 4512. 5ms的电梯，振动小、噪声低、舒适感好和节 省电能。 由于采用计算机和大规模集成电路、晶闸管和大功率晶体 管模块等，不需要传统的接触器、继电器等电器元件和一些 分立电子元器件，变有触点控制为无触点控制使其系统可 靠性明显提高，系统的体积大大下降。该系统已经成为目前 新型电梯普遍采用的电力拖动系统。,3、电梯的电气控制系统 不同用途的电梯可以有不同的载荷、不同的速 度投不同的驱动与控制方式。但电梯不论使用何种 控制方式总是按轿厢内指令、层站召唤信号要 求向上或向下启动、运行、减
14、速、制动、停站 等。 因此，电梯的控制主要是指对电梯曳引电动机及 开门机的启动、减速、停止、运行方向的控制，队 及对层站显示、层站召唤、轿厢内指令、安全保护 等指令信号进行管理。操作是实行每个控制环节的 方式和手段。,为了实现电梯电气的控制，过去大多是采用继电 器逻辑控制线路进行，其原理简单、直观，但是通 用性差、接线复杂及故障率高。目前都采用可靠性高、通用 性强的可编程控制器及微处理器进行控制。 电梯的电气控制系统通常由操纵装置、位置显示装置、控 制柜、平层装置和选层装置等部分组成。 操纵装置包括轿厢内操纵箱和厅门旁的召唤按钮箱。司机 或乘客可在轿厢内选择要去楼层数，现代化的电梯能自动关 门
15、、平稳启动轿厢，到达要去的楼层时，能自动减速，平 稳地停在该楼层后，自动开门等。呼梯按钮供乘客用来召唤 电梯轿厢。,位置显示装置包括轿厢内和厅门楼层显示器，它以灯光 显示电梯轿厢所在位置和运行方向，轿厢内的显示器还可以 表示召唤乘客的楼层数。平层装置由装在轿厢顶部的磁感应 器和装在井道中每一楼层规定位置的隔磁板组成。当电梯上 下运行，轿厢到达平层区域时，磁感应器伸入隔磁板的隔磁 作用发出平层信号，如图7 -3所示，其中的磁感应器由u形 磁钢l和舌簧管3组成。 控制柜安装在机房中，装有控制电梯运行的全部电气控 制电器。使电梯启动、停止、正转、反转、快速、慢速等， 并能按设计要求进行自动控制和保证
16、安全运行。选层装置也 设在机房内。,4、安全保护系统 电梯设备不断地反复启动、升降和停车。为了保证电梯安 全使用，防止人身安全事故的发生，电梯各部分的机械、电 气装置、零部件都必须非常可靠和耐用。此外还装有可 靠的安全保护系统。 (1)限速系统由限速器和安全钳组成。装在机房中的限速 器，在轿厢运行速度超过允许值时，发出电信号及产生机械 动作，切断电源，使电磁制动器动作或使安全钳动作夹庄导 轨将轿厢强行制动。 (2)端站保护 是一组防止电梯超越上、下端站的限位开 关。能在轿厢或平衡重碰到缓冲器前，切断电源，使电梯被 曳引机上电磁制动器所制动。,(3)光电保护 由装在轿门边缘的光电保护装置形成光幕保护安全网。在关门时，若有乘客出入，挡住光线时，轿厢门便反向重新打开，以防止碰撞乘客身体。 安全保护系统的主要动作如图74所示。,第三节 电视与通信系统,一、电视系统 1概述 电视信号以电磁波的形式传播，由于山峦、森林、建筑物 的吸收
