电梯电气控制技术 课件 模块2-3 电梯的电气控制电路

教学课件

模块2电梯电气系统的构成与原理电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业【学习目标】

1.了解电梯的电气系统和电气控制的方式、电气控制系统的3种主要类型。2.了解电梯电力拖动系统的类型；掌握交流双速拖动系统和VVVF拖动系统的原理。3.掌握XPM型五门五站客货两用电梯电气控制电路的原理。4.掌握自动扶梯的电气系统。5.认识电梯的常用电器元件和自动扶梯安全保护电路的相关电器。6.能够分析XPM型五门五站客货两用电梯电路的工作原理，并排除电路的简单故障。模块2电梯电气系统的构成与原理电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业【学习目标】1.掌握XPM型五门五站客货两用电梯电气控制电路的原理。2.能够分析XPM型五门五站客货两用电梯电路的工作原理，并排除电路的简单故障。学习单元2-4电梯的电气控制电路电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业【新课导入】

1.简略复习上节课的内容；2.简略介绍本次课（“学习任务2-4”）的主要教学内容与8学时的教学安排。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

如上所述，现在电梯的继电器控制系统已基本被PLC控制系统和微机控制系统取代了，仅在一些尚未被淘汰的货梯或客货两用梯中有使用。但由于继电器控制系统原理简明易懂、电路直观、易于掌握，学习继电器控制电路将有助于理解电梯自动控制的基本原理，了解各控制环节之间的逻辑关系。所以本节仍以交流双速电梯的继电器控制系统为例，介绍电梯控制的基本原理。

图2-33为XPM型五门五站客货两用电梯的电气原理图。“XPM”的含义是：X表示选层按钮控制，P表示自动平层，M表示自动门；所谓五层五站，是指楼层有五层，每层只有一个层门，即单面开门，该电梯对自动控制最基本要求有三条：

①能按照目的楼层自动选择运行方向。

②到达目的楼层能自动停层。

③停层后能自动平层并自动开门。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4

电梯的电气控制电路

电梯的自动控制过程如图2-34所示。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路

全电路的电气原理图见P58图2-33，主要电器元件的明细表见P60～63表2-2。为分析方便，下面将全电路按功能分为13个部分，并分别介绍电路的构成和功能。

1.曳引电动机主电路

曳引电动机主电路可见图2-22和图2-33图区1～5，其原理和工作过程已在“学习单元2-3”中有过详细介绍。2.曳引电动机控制电路

曳引电动机控制电路位于图2-33中的图区7～14。由控制曳引电动机M1的八个交流接触器KM1～KM8的线圈电路组成。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路

3.安全保护电路

安全保护电路位于图2-33中的图区38，是KA1的线圈支路。KA1是电压继电器，本身具有欠压保护作用，而且在其支路中串接了电梯的各种保护开关和电器的触点，包括热继电器FR1、FR2的动断触点，安全窗开关SQ1的动合触点、安全钳开关SQ2和限速器开关SQ3的动断触点。由控制电路可见，KA1的动合触点串联在各电路的输入端（205-206、1-12、1-143），只要KA1的支路断开→KA1复位→动合触点断开→各继电器、接触器电路均断电，起到保护的作用，KA1支路各触点的作用将在后面的“三、电路的安全保护环节”中详细介绍。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路

4.自动开关门电路

自动开关门电路位于图2-33中的图区39～41。M2为开关门动力的直流电动机，工作电压为直流110V，由三相整流变压器T1降压、三相桥式整流器VD整流提供，同时也是所有继电器的工作电源。L3是M2的励磁线圈。KA2与KA3是开关门继电器，控制M2的正反转来实现门的开关。R3是开门变速电阻，当电梯门开至2/3行程时由行程开关SQ7将其短接；R4是关门变速电阻，当门关至2/3和3/4行程时由SQ8、SQ9分两级短接。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路5.轿厢内选层指令信号电路XPM型电梯是根据使用者在轿厢内发出的选层指令信号选择上、下行方向的，轿厢内选层指令信号电路在图2-33中的图区60～64，SB6～SB10是在轿厢内操纵屏上1～5层楼的选层指令按钮，当使用者按下代表欲达层站的指令按钮后，选层指令信号由相应的选层指令继电器KA20～KA24记存。选层指令信号的消除采用短接KA20～KA24线圈的方法，由图可见在KA20～KA24的线圈分别并联了对应楼层的楼层信号继电器KA25～KA29的动合触点，当轿厢在该层停靠时，M1换成低速，KM5断电，KM5的辅助动断触点(0-125)闭合，使该层的选层信号继电器线圈被短接，其自锁触点断开。为防止线圈被短接时造成电源短路，在各支路中串联了电阻。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路

6.楼层信号电路

楼层信号电路位于图2-33中的图区17～26，由1～5层的楼层信号继电器KA25～KA29和楼层信号辅助继电器KA30～KA34组成，当电梯轿厢停在某层时，装在轿厢顶部的停层隔磁板插入该层的停层感应器（KR1～5）之中，使干簧管继电器的触点动作，对应的楼层信号和楼层信号辅助继电器接通。例如电梯停在三楼，则三楼停层感应器KR3的动断触点闭合，三楼楼层信号继电器KA27通电，并由KA27的动合触点接通三楼楼层信号辅助继电器KA32。楼层信号辅助继电器与楼层信号继电器的区别是：后者没有自锁，当轿厢离开该层（如三楼）时即断电复位；而前者有自锁，要到轿厢离开该层并到达下一层（如二楼或四楼）时，才由下一层的楼层信号继电器的动断触点断电复位。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业

一、各部分电路

7.电梯自动选向电路

自动选向电路用于实现上述第①点控制要求，电路位于图2-33中的图区52～55，KA10、11和KA14、15分别为上行（上行辅助）和下行（下行辅助）继电器，SB4、SB5和KA12、KA13分别为上、下行起动按钮和继电器。P64图2-35自动选向电路原理图电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业

7.电梯自动选向电路

电梯只有上、下两个运行方向，而选择运行方向的依据也只有两个：一是当前要去哪一层，二是电梯轿厢当前在哪一层。为便于解释该电路自动选择运行方向的原理，现将其单独画出如图2-35所示（为使电路原理更为清晰，将部分电器或电器的触点省略）。由图可见，在KA10、11（上行）和KA14、15（下行）两条支路中，接有代表选层信号的KA20～KA24（一～五层选层信号继电器）动合触点，以及代表轿厢所在楼层信号的KA30～KA34（一～五层层楼信号辅助继电器）的动断触点。假设轿厢现在停在三楼，则三楼楼层信号辅助继电器KA32的两对动断触点(71-72)、(72-73)都断开，可见此时若选择去三楼，即使三楼选层信号继电器KA22的动合触点(67-72)闭合，无论是上行还是下行电路都不会接通；若选四楼或五楼，则对应的选层信号继电器KA23或KA24动合触点闭合，接通上行继电器KA10、11；若选一楼或二楼，则为KA20或KA21的动合触点闭合，接通下行继电器KA14、15，从而自动确定运行方向。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路

8.起动运行控制电路

电路包括KT1～KT5五个时间继电器（位于图区42～46）、关门控制继电器KA17、起动控制继电器KA18（图区56、57），以及制动器YB、运行继电器KA6（图区15、16）。

电路中的所有时间继电器都使用与其他继电器相同型号的直流继电器（有利于电器的通用互换），只是在其电磁线圈两端并联了一条阻容支路，当线圈断电时，由于电容器的放电作用，使继电器的触点延时复位，因此所有时间继电器均为断电延时类型，其延时时间的长短可由电阻进行调节（R均为可调电阻）。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路

9.停层控制电路

停层控制电路位于图区58、59，由KT6（停层）和KT7（停层触发）两只时间继电器组成。该电路用于实现上述的第②点控制要求－自动停层，同样为分析电路原理方便起见，将这部分电路单独出如图2-36所示。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业P65图2-36停层控制电路原理图

在KT7线圈支路中，串联了一～五层的楼层信号继电器KA25～KA29的动断触点，这五个继电器都没有自锁功能，当电梯起动后运行在两层之间时，总有某一时刻五个楼层信号继电器均断电，其动断触点都闭合，从而KT7使通电，为停层作准备；而当电梯到达下一层楼时，KA25～29其中一个通电动作，使KT7断电，但由于KT7有断电延时功能，其动合触点(101-105)要延迟一段时间才断开，这就保证了KT6有足够的时间接通并自锁。由于KT7的作用是短时接通KT6支路，所以被称为“停层触发”继电器。KT6称为“停层”继电器，在电梯运行期间，只要KT6通电动作，电梯就换速并准备在该楼层平层停靠。确定电梯是否在该层停靠的依据也是两个：一是有无该层的选层信号，二是电梯（轿厢）是否到达该层，两者是“与”的逻辑关系。本例为五层电梯，因此在KT6电路中并联了代表1～5层的五条支路，其中二、三、四楼为中间层站，每条支路由代表选层信号的KA21、22、23和代表楼层信号的KA26、27、28的动合触点相串联，如果两个动合触点都闭合，说明在该层有选层信号并且已到达该层，所以KT6可以接通、准备停层了；而一楼和五楼为终点层站，由图可见支路中只有楼层信号继电器KA25、29的动合触点，说明只要到达终点层站，不管有无选层信号都要停下。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路10.平层电路XPM型电梯具有平层功能，即当轿厢停靠在任何一层楼，都能确保准确地停在使轿厢地坎与层站楼面平齐的位置上。平层功能主要由上、下平层感应器KR6、KR7控制的上、下平层继电器KA7、KA8（图2-33中的图区49、50）实现，其触点在上、下行接触器KM1、KM2的支路中（图2-33中的图区7、8，亦可见图3-37）接成桥式电路，当电梯轿厢接近欲停靠的层楼并换成低速运行时，装在轿厢顶部的KR6、KR7依次被平层隔磁板插入（可见图2-11），由此控制KA7、KA8→KM1、KM2，实现电梯的平层和反向平层。电路原理和平层控制的过程将在下文详细介绍。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路11.呼唤信号电路XPM型电梯可由装在各层层门外的呼唤按钮向轿厢内的操作者发出呼唤（电梯）的信号，呼唤信号电路在图2-33中的图区28～35，1SB、2～4SB2为1～4层的上呼唤按钮，2～4SB1、5SB为2～5层的下呼唤按钮，对应所控制的继电器为KA36～KA43，并由KA35接通蜂鸣器HA2发出呼唤的音响信号。与选层信号电路一样，呼唤信号的消除也是采用短接KA36～KA43线圈的方法。呼唤信号被消除的条件是：电梯同向运行并到达该楼层，所以分别由KA11和KA14(上、下行辅助继电器)的动断触点(161-162)、(160-162)控制上、下行两条支路，当电梯准备停层时，起动继电器KA17断电，其动断触点(0-162)闭合，相应的呼唤信号继电器线圈被短接，呼唤信号被消除。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

一、各部分电路

12.信号指示电路

信号指示电路在图2-33中的图区65～91，包括轿厢内的选层信号指示灯和层楼信号指示灯，层门外的呼唤信号指示灯和电梯上下行指示灯、层楼信号指示灯。13.辅助电路

电路位于图2-33中的图区92～95，包括轿厢内的两盏照明灯EL1、EL2，电风扇和报警电铃HA1。

控制电路中交流接触器电路和照明电路的电压为交流220V，继电器电路的电压为直流110V，信号指示灯电路电压为交流6.3V。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

二、各控制环节

现以一个使用电梯的全过程为例，说明XPM型电梯各自动控制环节的功能。该过程如下：上一次使用完电梯后，操纵者（司机）将电梯驶回基站，关门后离开电梯；本次使用电梯时，司机在基站层门外用钥匙开门进入电梯（轿厢），用钥匙接通控制电源，用按钮选层、选向（以选三楼上行为例），电梯自动关门、起动上行，到三楼之前自动换速，自动平层，自动开门。分段说明如下。1.使用完电梯后关门XPM型电梯是由司机在轿厢内操纵的，每当使用完电梯之后，必须将轿厢驶回基站（一般为底层，在本例中为一楼），此时基站行程开关SQ4被压合，SQ4的动合触点(10-11)（图2-33中图区39）闭合，为接通关门继电器KA3作好准备，然后司机应按如下程序操作：电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

二、各控制环节1.使用完电梯后关门(1)转动轿厢内操纵屏上的钥匙开关SA1。

(2)司机离开轿厢，转动基站层门外的钥匙开关SA2。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

二、各控制环节2.使用电梯前开门(1)在使用电梯前，司机在基站层门外用锁匙转动SA2：(2)电梯门打开后，司机可进入轿厢内，用另一把钥匙转动SA1。

转动SA1→SA1(1-2)接通→KA1通电→KA1的动合触点均闭合→全部控制电路都通电

说明：由开关门的过程可见，在开关门的过程中用行程开关短接与M2并联的电阻R3、R4，使M2逐步减速。在开关门结束后，R3、R4与M2的电枢绕组并联，在M2的停机过程中有能耗制动的作用。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

二、各控制环节3.选层选向，起动运行电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业

4.M1停层换速电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

5.平层M1换速后，轿厢以慢速运行，并准备平层。上、下平层感应器KR6、KR7及位于两者中间的开门区域感应器KR8，分别控制对应的继电器KA7、KA8、KA9（图2-33中图区49、50、51），控制平层的桥式电路位于图区7、8，为便于分析平层过程，现将该电路单独画出，如图2-37所示。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

二、各控制环节5.平层

整个平层过程可分为6步：

说明：此时第②条支路仍然接通。而当M1高速运行时，由于KM3和KA17通电，KM3的辅助动断触点(218-215)及KA17的动断触点(214-217)断开，该桥式电路不起作用。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业

至此平层过程告结束。由平层过程可见，当平层隔磁铁板置于三个感应器之间，造成KR6、7、8均复位→KA7、8、9均通电动作时，M1才停机，此时保证电梯轿厢停靠在准确的位置上，即轿厢的底板与楼面平齐。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

二、各控制环节6.平层后自动开门电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

二、各控制环节7.检修运行控制

除了上述电梯正常运行的控制之外，为便于对电梯进行检修及调整，还设有检修运行控制环节。SA4和KA5分别为检修运行开关和继电器（图2-33中图区48），在正常运行时，KA5断电；当需要检修运行时，扳动位于轿厢内操纵屏上的检修开关SA4，使KA5通电：电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业

三、电路的各安全保护环节1.电梯运行电路与开关门电路的互锁环节

在正常运行时（检修运行除外），电梯门（包括轿厢门和各层的层门）未关好不能起动运行，而电梯在运行过程中以及在未进入开门区域时不能开门。实现运行电路和开关门电路互锁保护的电器主要有：

①门联锁继电器KA4（图2-33中图区47）。在KA4支路中串联了轿厢门和1～5楼层门的联锁行程开关SQ10～15的六个动合触点，而KA4的动合触点(92-93)串联在起动继电器KA17的支路中（图2-33中图区57），显然，这六扇门只要有一扇没关好，KA4不通电，KA17就无法接通，电梯就不能起动运行。此外，轿厢门联锁行程开关SQ10的动合触点(225-212)还串联在高速接触器KM3的支路中（见图区9），若门未关好，KM3也不能接通。SB3是应急按钮，在SQ10～15损坏、门限位功能出现故障时，可按下SB3将SQ10～15的六个触点短接，使KA4→KA17通电，作应急使用（只能慢速运行）。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

三、电路的各安全保护环节1.电梯运行电路与开关门电路的互锁环节

②开门区域继电器KA9（图2-33中图区51）和运行继电器KA6（图2-33中图区16）。如前面对平层后自动开门过程的分析，由于在开门继电器KA2的支路中串入KA9的动合触点(21-22)和KA6的动断触点(17-18)，从而保证了电梯（轿厢）只有在进入平层（即开门区域）位置，而且在停止运行时才能开门。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业

2.行程终端限位保护

电梯是按照行程位置进行控制的设备，当电梯（轿厢）到达终端楼层（在本例中为一楼和五楼）应停下时，如果因故障原因不能停下，则需要行程终端的限位保护。XPM型电梯的行程终端限位保护装置如图2-38所示。由图可见，当轿厢超越五楼或一楼平层位置时仍不停下，则装在轿厢顶或轿厢底的上、下挡板首先碰到上、下行减速行程开关SQ17、SQ16，由于SQ17、SQ16的动断触点(94-95)、(96-95)串联在起动继电器KA17的支路中（图2-33中图区57），造成KA17断电，强迫换速。如果电梯还不能停下，则挡板随之碰到上、下限位行程开关SQ19、SQ18，而SQ19、SQ18的动断触点(211-212)、(221-212)是分别接在上、下行接触器KM1、KM2支路中的（图2-33中图区7、8，也可见图2-37），所以它们的动作就造成电梯强迫停车，这时可以用检修开关点动电梯慢速反向运行退出行程极限位置。如果上述保护措施失效，电梯仍然继续运行，则作为终端保护的最后一道防线，挡板最终会碰到上、下极限杠杆，牵动与装在机房的极限开关相连的钢丝绳，使之在重锤的作用下，极限开关QS2动作（图2-33中图区3），切断电梯的全部电源以强迫停车，防止了轿厢冲顶或撞底。电梯的三重限位保护作用见表2-3。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业学习单元2-4电梯的电气控制电路

三、电路的各安全保护环节

2.行程终端限位保护

P表2-3XPM型电梯的行程终端限位保护作用

3.轿厢超速下降安全保护

当轿厢的下降超速时，限速器动作将限速器钢丝绳夹持住，此时如果电梯轿厢继续下行，限速器钢丝绳通过安全钳联动机构提起安全钳将轿厢夹持在导轨上。在电路中，限速器和安全钳的开关SQ3、SQ2的动断触点(3-4)、(4-5)串联在KA1的支路中（图2-33中图区38），在其动作的同时切断KA1→切断控制电源。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业

第一级：强迫减速第二级：强迫停车第三级：切断电源上限位保护SQ17→切断KA17→KM3SQ19→切断KM1QS2动作下限位保护SQ16→SQ18→切断KM2学习单元2-4电梯的电气控制电路

三、电路的各安全保护环节

4.安全窗

现在的电梯已经不设安全窗的了，但XPM型电梯还装有安全窗，当电梯因出现故障而使轿厢偏离停层位置停在井道中间时，轿厢内的人员如果无法使用应急和检修开关开动电梯，一方面可用报警电铃（电话）向外发出报警信号，并且可以打开安全窗。此时串联在KA1支路的安全窗开关SQ1的动合触点(2-3)断开（因为当安全窗关闭时，SQ1被压合，所以使用动合触点），由KA1切断控制电源。

5.电路的各种常规保护

如热继电器FR1、FR2对M1的过载保护，熔断器FU1～FU12对各电路的短路保护。电梯电气控制技术电梯安装与维修保养专业

实训任务2.3电梯的电气控制电路实训（见《实训手册PXX）配备实训设备器材：1.一体化教室（配备：(1)教学用电梯[如YL-777型教学电梯]1