基于电梯的电气原理图分析

复合按钮
交流接触器 用来接通或断开电动机 或其他设备的主电路
构成：主要由电磁铁和触点两部分组成， 触点又可分为主触点和辅助触点。
接触器技术指标：额定工作电压、电 流、触点数目等
交流接触器的外形
弹 簧
线圈 铁芯 衔铁 电动机
~~
主触点
动作过程 线圈通电
衔铁被吸合
辅助 触点
触点闭合
M
3~
接通电源
接触器线圈
中间继电器 速度继电器 时间继电器（具有延时功能）
热继电器（做过载保护）
…...
电流继电器
❖ 输入量(激励量)是电流并当其达到 规定的电流值时做出相应动作的一 种继电器。
❖ 作用：电流继电器是一种电子控制 器件，它具有控制系统（又称输入 回路）和被控制系统（又称输出回 路），通常应用于自动控制电路中， 它实际上是用较小的电流去控制较 大电流的一种“自动开关”。故在 电路中起着自动调节、安全保护、 转换电路等作用。
原理：应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械。用于 实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电 功率，向机械系统输出机械功率。 直流电动机
电动机类型：
同步电动机 交流电动机
异步电动机
构成：定子和转子
交流电动机外形图
电动机直接起动控制电路
A BC Q FU
停车
起动
SB1
按钮 SB2
按钮
KM
KM
自锁的作用
缺点：稳定性稍差
电梯的电气控制主要是对各种指令信号、位置 信号、速度信号和安全信号进行管理，使电 梯正常运行或处于保护状态，并发出各种显 示信号。
电梯电气原理图由供电电路、主电路、控制电路、信 号电路、保护电路、照明电路等几部分组成。
检修回路
电气原理图设计中应注意的问题
（2）检查触点容量是否满足控制要求，避免因使 用不当而出现触点烧坏、熔焊的故障，要合理安 排接触器主副触点的位置，避免用小容量继电器 去切断大容量负载。总之，要计算触点断流容量 是否满足被控制负载的要求，还要考虑负载性质 （阻性、容性、感性等），以保证触点工作寿命 和可靠性。
5.正确连线 具体应注意以下几个方面：
（1）正确连接电器线圈 电压线圈通常不能串联使用， 即使用两个同型号电压线圈也不能采用串联施加 额定电压之和的电压值，因为电器动作总有先后之差， 可能由于动作过程中阻抗变化造成电压分配不均匀. 对于电感较大的电器线圈，例如电磁阀、电磁铁或直 流电机励磁线圈等则不宜与相同电压等级的接触器或 中间继电器直接并联工作，否则在接通或断开电源时 会造成后者的误动作。
2. 基本要求 必须保证两个交流
接触器不能同时工作
FR
M 3~
电气原理图基本要求
（1）首先了解工艺过程及控制要求，搞清控制系统中 各电动机、控制电器的作用以及它们的控制 关系；
（2）在原理图中，同一电器的各部件是分散的，为便 于识别，它们必须按国家规定的统一符号来 表示，不画实际的外形图。
（3）所有电器的触点均表示在起始情况下的位置， 即在没有通电或没有发生机械动作时的位置；即各 电气触点位置都按电路未通电未受外力作用时的常 态位置画出，分析原理时，也应从触头的常态位置 出发。
熔断器
用于低压线路中的短路保护。
常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断 器、管式熔断器和有填料式熔断器。 符号 FU
熔断器额定电流IF的选择 (1) 电灯、电炉等电阻性负载
IF > IL (2) 单台电机 电动机的起动电流
熔丝额定电流 2 .5
(3) 频繁起动的电机
电动机的起动电流
熔丝额定电流 1.6 ~ 2
中间继电器
❖ 用于增加控制电路中的信号数量 或信号强度的一种继电器。
❖ 作用：用于继电保护与自动控制 系统中，以增加触点的数量及容 量。 它用于在控制电路中传递中 间信号。
❖ 注意它只能用于控制电路中。 一 般没有主触点，因为过载能力比 较小。所以它用的全部都是辅助 触头。
热继电器
1.结构：
I
发热元 件
❖ 电气原理图一般由供电电路、主电路、控制电路、 信号电路、保护电路、照明电路等几部分组成。
❖ 电气原理图是根据电气设备的工作原理绘制而成， 具有结构简单，层次分明，便于研究和分析电路的 工作原理等优点，所以绘制和分析电气原理图应按 相关国家标准绘制。
手动电器 控制电器
自动电器
刀开关 组合开关 按钮 …… 接触器 继电器 行程开关
2.选择电器元件
尽量减少电器元件的品种、规格与数量。在电器元 件选用中，尽可能选用性能优良、价格便宜的新型 器件，同一用途尽可能选用相同型号。电气控制系 统的先进性总是与电器元件的不断发展、更新紧密 联系在一起的，因此，设计人员必须密切关注电机、 电器技术、电子技术的新发展，不断收集新产品资 料，以便及时应用于控制系统设计中，使控制线路 在技术指标、稳定性、可靠性等方面得到进一步的 提高。
3.减少通电电器的数量 正常工作过程中，尽可能减少通电电器的数量，以 利节能，延长电器元件寿命以及减少故障。
4. 合理使用电器触点 在复杂的继电接触控制线路中，各类接触器、继电器 数量较多，使用的触点也多，线路设计应注意以下问 题： （1）主副触点的使用量不能超过限定对数，因为各 类接触器、继电器的主副触点数量是一定的。设计时 应注意尽可能减少触点使用数量.以采用逻辑设计化简 方法，改变触点的组合方式，以减少触点使用数量， 或增加中间继电器来解决。
功能：过载保护
双金 属片
扣板 常闭触点
2.工作原理：
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属 片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯 曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。
热继电器的符号
发热元件
FR
串联在主电路中
常闭触点 FR
串联在控制电路中
空气式延时继电器
a) 通电延时继电器
KT 线圈
7、线路设计要考虑操作、使用、调试与维修的方便。
8、原理图绘制应符合国家有关标准规定。其中包括 器件图形符号应符合国标关于电气图形符号的规定， 绘制时要合理安排版面等。为了帮助读图，有时以 动作状态或工艺过程形式将主令开关的通断、电磁 阀动作要求、控制流程等表示在图面上，也可以在 控制电路的每一支路边上标注出控制目的。
（2）合理安排电器元件及触点位置 对一个串联回 路，各电器元件或触点位置互换，并不影响其工作 原理，但从实际连线上却影响到安全、节省导线等
各方面的问题。
（3）注意避免出现寄生回路。在控制电路的动作过 程中，如果出现不是由于误操作而产生的意外接通 的电路，就出现了寄生回路，可能使电路得不到保 护，严重时会烧坏电器。因此，接好线之后，还应 多做检查，避免寄生回路的出现。
基于电梯的 电气原理图分析
❖ 电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接 而成，从而实现对某种设备的电气自动控制，为了 便于对控制系统进行设计，研究分析，安装调试， 使用和维修，需要将电气控制系统中各电气元件及 其相互连接关系用国家规定的统一图形符号，文字 符号以图的形式表示出来
❖ 电气原理图是用来表明设备电气的工作原理及各电 器元件的作用，相互之间的关系的一种表示方式。 运用电气原理图的方法和技巧，对于绘制电气原理， 分析电气线路，排除电梯电路故障是十分有益的。
优点：原理简单、直观。
缺点：通用性差，逻辑系统由许多触点组成， 接线复杂、故障率高、设备庞大。
其后我国电梯主要由可编程控制器（PLC）控 制。
优点：可靠性高，稳定性好，编程简单。
缺点：不够灵活，功能不够强大。
目前国内电梯主要采用单片机控制系统。
优点：成本低，功能强大，通用性强，灵活性 大，易于实现复杂控制。
6、尽可能提高电路工作的可靠性、安全性。 这在设计中应注意以下几点：
(1)注意电器元件动作时间配合不良引起的“竞争”和 “冒险”。复杂控制电路中，在某一控制信号作用 下，电路从一种状态转换到另一种状态，常常有几 个电器元件的状态同时变化，考虑电器元件总有一 定的动作时间，对时序电路来说，就会得到几个不 同的输出状态，就会产生“竞争”。对于开关电路， 由于电器元件的释放延时作用，也会出现开关元件 不按要求的逻辑功能输出的可能性，就会产生“冒 险”。“竞争”与“冒险”现象都将造成控制回路 不能按要求动作，引起控制失灵。所以，在设计电 路图时，应要考虑好元件的动作时间。
KM
自锁
按下按钮（SB2），线圈（KM）通电， 电机起动；同时辅助触点（KM）闭合。
M
3~
即使按钮松开，线圈保持通电状态，
电机连续运转。
正反转控制电路 一、正反转控制原理
A BC
1. 基本原理
将接到电源的任意两根
联线对调一头即可实现电动
机的正反转，为此可用两个
交流接触器来实现。
KMF
Q FU
KMR
过流保护器
操作原理： 过流保护器测量电动机或者所保
护的系统的电流。当测量的电流超 过／低于可调的范围时，关闭电动 机或者所保护的系统。
当测量的电流值在限制的范 围之内时，过流保护器切换ON状态。 当测量的电流值在限制的范围之外时， 过流保护器在可调跳闸延时时间之后 切换到OFF状态，电动机或所保护的 系统被关闭。
(2)要考虑误操作可能带来的危害。设计电路时，特别 对于一些重要的设备应要仔细考虑每一控制程序之 间必要的联锁，事先预知误操作时可能带来的各种 危害，提前改变思路作出预防，能够做到即使发生 误操作也不会造成事故。
(3)应要考虑到在故障状态下，设备的自动保护作用， 同时根据设备特点及使用情况设置必要的电气保护。
外形图
按钮
常开(动合)按钮
SB
电路符号 常闭(动断)按钮
SB
电路符号
SB
电路符号 作用：接通或断开控制电路
复合按钮： 常开按钮和 常闭按钮做在一起。
结
构1 符 号
2 3
SB
1 43
SB
按钮帽
复位弹簧 支柱连杆
常闭静触头
2
桥式静触头
4
常开静触头
外壳
ห้องสมุดไป่ตู้
SB
名 常闭按钮 称 (停止按钮)
常开按钮 (起动按钮)
常开 常闭
接触器主触点－用于主电路 (流过的电流大，需加灭弧装置）
接触器辅助触点－用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）
继电器
作用：继电器用来传递信号或用于控制电路中。 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在
于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的
触点只能通过小电流。 电流继电器
继电器 类型：
……
按照指令、信号、或某个物理量的变化而自动动作
刀闸开关
控制对象： 380V，5.5kW 以下小电
机
Q 电路符号
考虑到电机较大的起动电流，刀 闸的额定电流值一般选择：
（3-5）异步电机额定电流
自动空气断路器（自动开关）
作用：可实现短路、过载、失压保护。
结构：
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。
（4）控制电路和主电路要清楚地分开设计和阅读；
（5）控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而 右的顺序进行设计或阅读；
（6）继电器、接触器线圈只能并联，不能串联；
（7）原理图中，各电气元件不按它们的实际位置画 在一起，而是按其线路中所起作用分画在不同电路 中，但它们的动作却是相互关联的，必须标以相同 的文字符号。
b) 断电延时继电器
KT 线圈
常开触点 KT
通电延时闭合
常闭触点
KT
通电延时断开
KT
常开触点 断电延时断开
KT
常闭触点 断电延时闭合
行程开关(限位开关)
用于自动往复控制或限位保护等。
结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。
未撞击
撞击
(a)外形图
(b)示意图
ST
ST
常开触点 常闭触点 (c) 符号
电动机
我们在进行电梯电气控制设计中应重视设计、 使用和维护人员在长期实践中总结出来的许 多经验，使设计线路简单、正确、安全、可 靠、结构合理、使用维护方便。通常应注意 以下问题：
1.选择控制电源 尽量减少控制线路中电源的种类，控制电源用量， 控制电压等级应符合标准等级。在控制线路比较简 单的情况下，可直接采用电网电压，即交流220V、 380V供电，以省去控制变压器。当控制系统使用电 器数量比较多时，应采用控制变压器降低控制电压， 或用直流低电压控制，既节省安装空间，又便于采 用晶体管无触点器件，具有动作平稳可靠、检修操 作安全等优点。对于微机控制系统应注意弱电控制 与强电电源之间的离，不能共用零线，避免引起电 源干扰。照明、显示及报警等电路应采用安全电压。
（8）原理图中，对有直接电联系的交叉导线连接点， 要用小黑点表示，无直接电联系的交叉导线连接点 则不画小黑圆点。
电梯电气原理图
自从电梯发明以后，电梯电气控制技术越来越收到人 们的重视。
电梯电气控制技术主要体现在电梯电气控制系统的设 计上。
主要用电梯电气原理图来表征。
电梯的电气控制，过去采用继电器逻辑线路， 一般称继电器控制。