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1、电梯基本原理与结构,基础知识,辘轳、滑车、滑轮、起重机、 升降梯 最早使用于埃及人建金字塔 人力的或畜力的 安全性极差 1852年，世界上第一台安全 升降梯诞生 发明者伊利莎.格雷夫斯.奥的斯 奥的斯发明了一种安全制动装置，从 而改写了电梯的发展历史,电梯的起源,1854年在纽约水 晶宫展览会上,奥 的斯先生展示了 他的世界首台安 全电梯,1889年12月，第一台直接曳引式电梯在纽约第玛瑞特大楼成功安装这是第一台奥的斯蜗轮电气设备 1898年，“奥的斯电梯公司”正式命名 ，从此开创了电梯史上的若干第一： 第一台自动停层电梯 第一台无齿轮电梯 第一个群控系统 第一台自动电子电梯系统 第一台10M
2、/S高速电梯 第一台带式曳引电梯GeN2,电梯的发展,世界电梯先驱-OTIS,吉隆坡石油大厦，世界第1高楼 452M，88F 纽约世贸中心，世界第4，410M，110F 每天运送5万人员上班。共配置电梯208台和自动扶梯49台。其中第44层和78层是休息厅 帝国大厦，世界第8，381M，102F 香港中环广场大厦，世界第9，374M，78F,世界电梯先驱-OTIS,艾菲尔铁塔 东方明珠电视塔 天津电视塔 奥的斯电（扶）梯每 5天就可以移动全球 人口一次！,电梯的定义,什么叫电梯？ 是服务于规定楼层的升降设备 具有一个以上的轿厢 运行在至少两列垂直的倾斜角小 于15 的刚性导轨之间,电梯是一个机
3、械与电气设备的有机结合体，如同人的身体一样，有： 提供动力的心脏主机 指挥行动的大脑控制系统 执行动作的四肢运动系统 等等， 通过这些部件的协调配合，来 保证轿厢的正常运行。,电梯的基本结构,构成电梯的主要部分： 主机 控制柜 门机构 轿厢 井道件 安全部件 对重 人机界面,电梯的基本结构,电梯的安装空间： 有机房电梯 机房 井道 底坑 无机房电梯 主机及控制柜均 装在井道内，无 须顶部机房,电梯的基本结构,电梯的基本结构,机房电梯的控制中心 安装有主机、控制柜、 限速器、及主电源 注：以有机房电梯为例,1-电梯主机,主机的额定功率是决定电 梯的速度和负载能力的重 要因素 对有机房电梯，主机多
4、安 装在井道上部-即上置式 特殊情况下，曳引机组位 于底部旁侧或地下室-即下 置式，也称为“倒拉车”,160VAT,18ATF,1-电梯主机,主要分为两大类： 有齿轮曳引机传统 无齿轮曳引机新技术 传统的有齿轮主机： 蜗轮蜗杆传动传动力矩大 ，效率较高 斜齿轮传动效率高，结构 紧凑，传动平稳 行星齿轮传动效率高，同步性好 ，平稳 有齿轮主机： 卧式主机体积大，功率大 立式主机结构紧凑，体积小,1-电梯主机,无齿轮主机： 直流高速无齿轮曳引机造价及维护成本高 交流无齿轮曳引机中低速，对环 境友好，符合当前绿色产品的潮流： 节能，低噪音，免维护有取代有齿轮 主机成为电梯标准配置的趋势。,1-电梯主
5、机,有齿轮主机的构成： 电动机、制动器、 减速箱、曳引轮 及底座,无齿轮主机的构成： 电动机、制动器、 曳引轮及底座即动 力直接从电动机传 递给曳引轮,1-电梯主机,1-电梯主机,拖动原理： 通过曳引轮与钢丝绳之间的磨擦力-曳引力 来牵引轿厢和对重运行 曳引力的大小取决于绳 与轮之间的磨擦数和包角 绕绳方式： 1：1 2：1,2-控制柜,控制轿厢的各种操作和运行 控制电脑板 微机控制 变频器 接触器,DO2000,3-门系统,门机 -直流电阻连杆式门机 -同步带变频门机 门保护 安全触板（+光眼） 红外光幕,3-门系统,厅门、轿门 开门方式：中分式、中分双折式 旁开式、直分式,4-轿厢,运送乘
6、客或货物的载体 由轿架、轿底（称重装置） 轿壁、轿顶等组成 轿架 ： 直梁、底梁、上梁、拉杆 轿顶： 风扇、照明 轿厢装潢 轿门、轿壁、吊顶 扶手、地板,5-井道件,井道 是轿厢和对重运行的空间，包含： - 钢丝绳、随行电缆、补偿链 - 导轨、导靴、安全钳 - 缓冲器、涨紧装置 - 平层装置、限位开关 - 安全部件 - 对重 - 厅门,5-井道件,钢丝绳 承受着电梯的全部悬挂重量，并在电梯运行中， 绕着曳引轮、导向轮或反绳轮单向或交变弯曲。 构成：主要由钢丝、绳股和绳芯组成 要求：1）很高的强度和韧性 2）电梯位于最低层站时，在静止状态下 轿内由空载到满载，绳的伸长量不超 过20mm 3）曳引
7、轮的直径与钢丝绳的直径比应不 小于40。,5-井道件,复合钢带未来的曳引绳,5-井道件,随行电缆 随行电缆：楼层越高，电缆越重。 30m以上需要使用补偿链来平衡重量 轿厢自重+45%50%的载重=对重 补偿装置 1）补偿链：结构简单，没有导向轮，用于 1.6m/s以下的电梯 2）补偿绳：设有导向装置，运行平稳 3）补偿缆：链套采用具有防火，防氧化的聚乙 烯护套，运行噪声小，密度高，适用于各类 中高速电梯）,5-井道件,导轨 轿厢导轨实心导轨 对重导轨空心导轨 作用： 1）为轿厢和对重在垂直方向运动时导向，限制水 平移动 2）安全钳动作时导轨作为被夹持的支承件，支撑 轿厢和对重 3）防止由于轿厢
8、的偏载而产生的倾斜 要求： 1）导轨必须完全垂直，平行以及相隔正确的距离 保证轿厢运行无摆动、振动、碰撞或敲击 2）必须承受加载力、偏载力以及安全钳动作时的 作用力,5-井道件,导靴 轿厢导靴：轿厢上梁和轿底安全钳座 对重导靴：对重架的上部和底部 分类： 1）滑动导靴 2）滚动导靴（主要应用于高速电梯上） 作用：保持轿厢沿着导轨平稳运动。,6-安全部件,保证乘客、电梯及建筑的安全 安全钳 作用：使轿厢（对重）停止运动的机械装置 原理：利用一个滚柱、夹紧装置或卡块产生摩擦 力，并作用在井道两侧的导轨上。 类型： 1）瞬时式，适合于0.63m/s以下的电梯 （制停距离短，轿厢承受冲击厉害） 2）渐
9、进式：应用于高速电梯上,6-安全部件,限速器 另一头为涨紧装置，安装于底坑内。 作用：限制轿厢（或对重）速度的装置。 安全钳与限速器必须联合动作才能作用 分为：下行限速器 上行限速器 注： 除了向下超速运行外，如果发生补偿绳断裂可能 会发生向上超速。1998年欧洲电梯协会规定向 上超速也要有限速器,6-安全部件,限速器和安全钳及涨紧装置的原理示 意图 当轿厢 速度达 到额定 速度115% 时 动作,6-安全部件,缓冲器 电梯极限位置的安全装置。 当电梯超载底层或顶层时，轿厢或对重撞击缓冲 器，由缓冲器吸收或消耗着电梯的能量，从而使 轿厢或对重安全减速直至停止。 1）弹簧缓冲器（蓄能型缓冲器，适
10、用于1m/s）： 制动力随着压缩力的增大而增大，价格贵 2）液压缓冲器（适用于1m/s以上）： 制停期间的作用力近似常数，使柱塞近似作匀 减速运动。 3）聚氨脂缓冲器,7-对重,作用 平衡轿厢重量和部分电梯负载重量，减少 电机功率的损耗 对重架 对重块 对重轮,作用 传递电梯运行信息与传送乘梯指令。 操纵箱 召唤盒 按钮 显示 到站钟 到站灯,8-人机界面,一. 电梯的分类,1.按驱动方式 A. 交流电梯 a.交流单速电梯 交流双速电梯 杂物电梯（单速）、餐梯 客货两用电梯、低档客梯 b.交流调压调速电梯（ACVV电梯） 调节电压调节电机速度 c.交流变频变压调速电梯（VVVF电梯） 各种型号
11、变频器 d.其它电梯 液压电梯 交流电机转速公式,2.按用途分 A.乘客电梯 . 一般多功能、全自动、有装饰的电 梯 B.载货电梯 .电梯运行时轿内无人，无自动门 C.医梯(病床电梯). 与乘客电梯相比,轿厢不同. D.杂物梯 . 轿厢内严禁有人进入 E.观光电梯. F.车辆电梯(汽车梯) G.建筑电梯 其它电梯: 消防梯 员工梯船舶电梯 防暴电梯 矿井电梯等,液压梯油箱,电机,上下电磁阀,手动操纵杆,主油路手动阀,3.按控制技术分 a. 继电器控制电梯 b. PLC控制电梯(可编程控制器) c. 全微机控制电梯 4.其它分类方法 a. 轿厢外按钮控制/轿厢内按钮控制 b. 信号控制(有司机客
12、梯)/集选控制(可无司机客) c. 单梯/并联/群控电梯 等等其它特殊电梯,土建尺寸 机房部件、功能、作用 井道部件、功能、作用。 轿厢部件、功能、作用。,二.电梯的基本运行原理 1. 普通曳引式电梯 平衡系数 曳引比 2. 液压电梯 直顶 侧顶 3. 无机房电梯 4.小机房电梯 三. 电梯部件、名称 1. 机房 主机 控制柜 电源盒 限速器 慢车移动装置 应急平层装置 照明 2. 井道 上下极限开关 上下限位开关 上下强迫减速开关、层楼显示及 减速插板/开关 平层插板/开关 随行电缆 导轨 支架 对重,轿顶,急停开关,滚动导靴,电梯的限速器,3. 厅外 召唤 显示 基站锁 基站关机锁 到站钟
13、/灯 4. 轿厢 轿厢及其结构 门机系统 轿顶位置感应器（平层或减速光电/磁感簧） 警铃 蜂鸣器 风扇/空调 检修厢及各操作按钮 接线厢 照明及应急照明 操纵厢及各操作按钮 称重开关/感应器 钳安全 （及开关） 导靴 操纵厢及功能（司机 独立 对讲 按钮 EFS） 5. 底坑 底坑安全回路 底坑照明 缓冲器 底坑爬梯 底坑检修盒,杭州西子奥的斯电梯有限公司,四.主机的组成 1.电机 交流异步鼠笼式电机 单速/双速 2.曳引机 涡轮涡杆变速箱 3.制动器的作用 闸瓦 弹簧 线圈 4.编码器 反馈电梯运行的速度大小、 速度方向、电梯在井道中 的位置 .闭环矢量控制的概念。,急停开关,无齿轮主机,五
14、. 编码器/测速发电机的作用 1. 反馈电梯运行的速度 反馈错误的现象 飞车/保护停止运行 2. 反馈电梯的运行方向 反馈错误的现象 飞车/运行保护停止 3. 反馈电梯轿厢在井道中的位置 电梯楼层位置的丢失及返基复位 4. 编码器的种类 电压一般有8v、12v、15v三种， 电线数量不同，精度有300、 600、1024、2048脉冲/转。 编码器精度的不同对电梯 运行的影响,编码器,六.主机的接线 1.电机动力线 a. 6根 双速电梯的双速电机，其中，3根高速绕组，3根慢速绕组。一般高速绕组6极，转速为1000rpm，低速绕组24极，转速为250rpm b. 6根 ACVV电梯，3根高速绕组
15、线是驱动线，3根低速绕组或3根中的两根动力线是直流能耗制动线（另一根不用） c. 3根动力线 用于VVVF电梯，双速电机也可用，但低速绕组不用 2. 制动器控制线 一般两根，DC110V电源，也有DC24V的抱闸电，要求抱闸线圈有电时报闸打开，失电时抱闸抱死。,3. 抱闸反馈 电线2根，有些电梯有此功能，目的是返馈抱闸是否彻底打开，返馈信息错误，电梯立即停车保。 4. 主机冷却风机 2根线，有AC220V、AC380V电源，多数中高档VVVF电梯可不设冷却风机，ACVV电梯必须有冷却风机。 5. 电机的过热保护 有三种方式 a. 控制系统设计有过流保护器，间接保护电机的过热损坏。一般用于抵挡电
16、梯。,、,b. 温度开关 2根电线，当电机温度升到一定温度是，温度开关动作，线路不通，电梯控制系统得到此信号后就处于电机过热保护状态，立即停车或减速平层停车开门，电梯停止运行。 c. 热敏电阻 两根导线，由于电机温度的变化导致热敏电阻阻值的变化，控制系统检测到该变化后可直接读出电机的温度，可由此设置各种过热保护功能 。,七.电梯主机的接地 电梯上的所有接地线都接至控制柜，最终接到用户提供的地线。 主机的接地线必须与控制柜的接地可靠连接，否则引起电梯运行的不正常： 1. 会引起电梯的弱电系统严重干扰，影响电梯正常运行，严重时可直接导致电梯无法运行，甚至损坏控制系统。 2. 现在的大多数电梯是变频控制，而变频器与电机间
