日立电梯控制技术介绍教学教材

电梯控制技术介绍
一、电梯技术要求
1、电梯性能指标
2、电梯型号
二、电梯机械产件整体简单介绍
电梯系统的组成情况基本相同，主要由曳引系统、导向系统、轿厢系统、门系统、对重装置系统、安全保护系统、电气控制及信号系统等组成。

其中UAX无机房电梯将曳引机、控制柜及限速器置于井道内，取消了专用的机房设置。

NPX、NPH、GVF、NF电梯的整体结构图——见有机房电梯整体结构图
UAX电梯的整体结构图——见无机房电梯整体结构图
1、曳引系统：
功能：输出与传送动力，使电梯运行。

组成：主要由曳引机、曳引绳、导向轮、反绳轮等组成。

曳引机：包括电动机、制动器和曳引轮在内的靠曳引绳和曳引轮槽摩擦力驱动或停止电梯的装置。

曳引绳：连接轿厢和对重装置并靠与曳引轮槽的摩擦力驱动轿厢升降的专用钢丝绳。

导向轮：为增大轿厢与对重之间的距离，使曳引绳经曳引轮再导向对重装置或轿厢一侧而设置的绳轮。

反绳轮：在轿架和对重框架上部的动滑轮。

根据需要曳引绳绕过反绳轮可以构成不同的曳引比。

2、导向系统：
功能：限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。

组成：由导轨、导靴和导轨支架组成。

导轨：供轿厢和对重运行的导向部件,由钢轨和连接板组成。

导靴：设置在轿架和对重装置上，使轿厢和对重装置沿导轨运行的导向装置。

导轨支架：固定在井道壁或横梁上，支撑和固定导轨用的构件。

3、轿厢：
功能：用以运载乘客或其他载荷的轿体部件。

组成：由轿架和轿厢组成。

轿架：固定和支撑轿厢本身和运载重量的承重框架，一般由上梁、立柱、底梁等组成。

轿厢：是电梯的工作容体，具有与载重量和服务对象相适应的空间。

由轿底、轿壁、轿顶、装饰顶等组成。

4、门系统：
功能：封住层站出入口和轿厢出入口。

组成：由轿门、层门、开门机、门套等组成。

轿门：设在轿厢入口的门，由门板、轿门导轨架、轿厢地坎等组成。

层门：设在层站入口的门，又称厅门，由门板、层门导轨架、层门地坎、层门联动机构等组成。

开门机：使轿厢门和层门开启或关闭的装置。

门套：装饰层门门框的部件，主要起定位及保证与门扇之间的间隙符合安全标准要求的作用。

5、对重装置系统：
功能：用来平衡全部轿厢质量和一部分额定载重量。

组成：由对重块和对重框架等组成。

对重装置：由曳引绳经曳引轮与轿厢相连接，在运行过程中起平衡作用的装置。

6、安全保护系统：
功能：保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。

组成：主要由限速器、安全钳、缓冲器、门锁等组成。

限速器：当电梯的运行速度超过额定速度一定值时，其动作能导致安全钳起作用的安全装置。

安全钳：限速器动作时，使轿厢或对重停止运行保持静止运行状态，并能夹紧在导轨上的一种机械安全装置。

缓冲器：位于行程端部，用以吸收轿厢动能的一种弹性缓冲安全装置。

门锁装置：轿门与层门关闭后锁紧，同时接通控制回路，轿厢方可运行的机电联锁安全装置。

极限开关：当轿厢运行超越端站停止装置时，在轿厢或对重装置未接触缓冲器之前，强迫切断主电源和控制电源的非自动复位的安全装置。

7、电气控制及信号系统：
功能：使电梯按拟定的运行方式自动运行。

组成：主要由控制柜、轿顶电气箱、厅门召唤指示系统、轿厢操纵系统等组成。

控制柜：主要对电动机及开关门的起动、减速、停止、运行方向、指层显示、层站召唤、轿内指令、安全保护等指令信号进行管理。

轿顶电气箱：主要负责门机的驱动，轿厢载重量、轿内指令、门的状态等有关轿厢信号的接收和发送。

8、厅门召唤指示系统：
它是乘客在侯梯厅与电梯的人机界面，负责接收乘客的乘梯需求，并告知电梯的现状。

9、轿厢操纵系统：
它是乘客在轿厢内与电梯的人机界面，负责接收乘客的乘梯需求，并告知电梯的现状。

负责提供轿内检修、司机运行、专用运行等特殊运行时的信号输入接口。

控制柜
开门机
轿门
轿厢导轨
随行电缆
导轨撑架
层门
补偿链（缆）
补偿链（缆）导向
装置
缓冲器
对重装置
对重导轨
轿架
限速器
曳引轮
有机房电梯整体结构图
吊挂梁
轿厢钢丝绳
无齿主机薄型控制柜
缓冲器导轨
对重架
井道
无机房电梯整体结构图
三、电梯主要控制系统简单介绍
1、电梯主要控制系统
电梯拖动控制系统采用了速度环和电流环双闭环反馈控制电路。

主微机产生的速度指令，与旋转编码器反馈的速度信号进行比较及矢量计算，构成速度闭环控制；而速度比较的输出信号经主控制系统处理后，再输出电流指令（正弦指令），再与霍尔电流互感器反馈的电流比较。

从而形成电流闭环控制。

电梯主要控制系统简图
2、变频调速控制系统
电梯主要采用变频调速控制：三相电源经整流器（UR）进行三相全波整流后成为直流电源，再经滤波电路后，由逆变器（或变频器）（UI）通过SPWM（正弦脉冲宽度调制）或PWM（脉冲宽度调制）转换变成变频变压三相正弦脉宽调制电压供给三相感应电动机（曳相电动机），再通过机械减速装置驱动电梯，或直接由电动机驱动电梯（如UAX电梯）。

（1）对于UAX、NPX系列电梯在变频器部分中采用了高速演算的32位RISC微机，
从速度指令的输入到PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制) 脉冲的输出，采用全数字控制方式，提高了控制性能，节省了能源。

（2）对于NPH系列电梯在变频器部分中采用了高可靠性的高速演算的双32位微机，从速度指令的输入到SPWM(正弦脉冲宽度调制) 脉冲的输出以及速度、力矩反馈，采用全数字控制方式，提高了控制性能，节省了能源。

（3）对于GVF系列电梯在变频器部分中采用了高可靠性的32位专用微机，从速度指令的输入到SPWM(正弦脉冲宽度调制) 脉冲的输出以及速度、力矩反馈，采用高精度控制方式，提高了电梯的乘坐舒适感。

SPWM交—直—交变频器原理图
具体的电路图见下图，在变频器或逆变器的主回路中，六个大功能晶体管控制采用6步工作法，VT1与VT4、VT3与VT6、VT5与VT2，每组依次相差120°，每二管相差180°，由这6步控制晶体管的顺序，从而使电动机的转向可正可反，输出三相电压、频率可变的三相交流电源。

3、门机控制系统
NPX系列、UAX系列、NPH系列、GVF系列中分电梯采用的门机为变频调速控制，其原理图如下：
(内含开/关门速度指令)
门机变频调速控制原理图
当电源输入门机系统后，经过整流滤波后输入逆变系统（变频器），控制板的有关信号控制IPM模块，使其输出三相PWM信号驱动门电机转动，门机通过皮带减速，驱动轿门的开和关。

逆变系统产生的三相交流电通过电流传感器反馈回控制板，作为电流控制用；与门机同轴相连的编码器产生的位置和速度信号也输入到控制板，作为速度和位置控制用，从而构成了速度和电流双闭环控制系统。

4、门系统安全装置
层门和轿厢门的电气联锁装置：
（1）在电梯层门处装有门锁开关，门锁开关的信号决定了运行指令，所以当层门打开时，门锁开关就切断，从而不能发出运行指令。

这样电梯正常运行时不可能打开层门，同时，如果某一个层门开着，电梯不能起动或继续运行。

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（2）验证层门紧锁的电气关闭装置：在电梯门上安装有关门极限开关(CLS)，用于检查门是否关闭，当CLS开关没有动作时，微机就判断门没有关好，电梯不能运行。

（3）紧急开锁与层门的自动关闭装置：在电梯的每个层门上都有一个三角锁，在层门外可通过三角锁匙把电梯门锁打开，再用力可以把层门连带轿门一起推开。

层门是以弹簧回复力使它自动关闭。

（4）电梯设有机械式的安全触板或电子式的光幕保护装置。

5、控制方式——集选控制
该功能可以自动登记轿厢内选层指令和厅外的层楼召唤指令，集中进行综合分析处理，自动关门起动运行，自动选向并顺向依次做出应答。

当无召唤指令时，电梯自动关门待机或自动返回基站关门待机，当某一层楼有召唤信号时，再自动起动应答。

另外，此功能还可以实现无司机操纵。

为适应全集选控制功能的特点，电梯在各层站停靠时间可以自动控制，轿门设有安全触板或光幕等其他近门保护装置，轿厢设有超载保护装置等。

电梯高效率运行的并联控制功能是两台电梯的全自动集选控制方式，可使共用（或不共用）厅外召唤指令的两台电梯互相配合运作，根据电梯的实际运行情况对已登记的厅外召唤指令进行合理的分配，一般一个厅外召唤指令只分配一台电梯应答，从而提高电梯系统的运行效率，减少乘客的候梯时间。

并联控制状态下，在无召唤指令时，一台电梯将停在基站关门待机，另一台电梯将停在并联中间层楼或其他层站关门待机；在有厅外召唤指令登记时，电梯系统将分配给最合适的电梯立刻应答。

3台以上电梯高效率运行可选用群管理控制功能。

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