电扶梯知识

电扶梯基础知识
1. 电梯基础知识
1.1. 电梯主要部件：
电梯是机、电一体的大型专业产品。

电梯的结构传统上一般可分为机械和电气系统两大部分。

可以作这样的比喻：电梯的机械系统相当于人的躯干；而电气系统可以比拟成人的大脑和神经。

现代的电梯主要由以下系统构成：
曳引系统：
轿厢轿架系统：
门系统：
对重系统
导向系统，
安全保护系统；
电气控制系统
1.1.1. 曳引系统：
功能：输出与传送动力，利用曳引轮与钢丝绳的摩擦力,使电梯运行。

组成：主要由曳引机、曳引绳（钢丝绳）、导向轮、反绳轮等组成。

1. 曳引机：
a）相关知识：
b）曳引机布置（蜗轮蜗杆）
相关知识：
TK 型主机：a）蜗杆上置b）单边支撑c）适用于低速小载荷；
TY 型主机：a）蜗杆下置b）双边支撑c）适用于高速重载；
由上述两表可以看出：
a）所谓“吊”即指曳引轮钢丝绳吊的是轿厢还是对重，吊轿厢是即为“正吊”；
b）所谓“置”实际指电机位置；
c）特别注意：TY 型主机无逆置形式；在标准规格表中可以查询到各规格标准电
梯所采用主机型号；
d）实践中：当机房位置与标准不符时，即可考虑采用不同的主机布置形式，以满足电机尾部的盘车空间；
2.制动器：
作用：制动曳引轮，电梯静止时闭合，克服轿厢与对重间的不平衡力；运行时释放，使电梯能够运行。

相关知识：
分类：目前制动器主要有鼓刹和碟刹两类
a）鼓刹（TK,TY,NPM 用无齿主机）：鼓刹结构简单，电梯多用
b）碟刹（无机房无齿主机）：碟刹体积小巧
3. 曳引绳：
作用：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。

组成：由钢丝、绳股和绳芯组成，绳芯有支撑和固定绳股、储存润滑油的作用。

主要为Φ8（限速器用）、Φ10（无机房，微机房电梯用）、Φ12、Φ16 四种，多为西鲁式外粗式钢丝绳：8×（19），即8 股绳，每股19 条钢丝，
主要参数是破断载荷等，具体见下表：
钢丝绳相当于“生命线”，GB 规定钢丝绳直径至少为8mm；曳引轮直径至少为钢丝绳直径的40 倍；
目前市场上OTIS 的GEN2 无机房电梯甚至避开标准采用了扁平复合材料钢带；
4. 导向轮：为配合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。

5. 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。

6. 相关知识
a）曳引比：通常曳引比为1：1，即钢丝绳运动的速度与对重轿厢一致；
曳引比为2：1 时，轿厢对重的运行速度为钢丝绳的1/2；2：1 吊挂，钢丝绳张力为负载的1/2，可以降低曳引机的负荷要求，从经济性考虑，货梯、采用永磁同步电机梯种多用此方式，目前我司NF,NPM,UAX,AVF 电梯采用2：1 吊挂方式；
对于大型货梯，甚至采用4：1 吊挂形式；
b）钢丝绳缠绕方式：
1）半绕，2）全绕(复绕)
1：1 吊挂与2：1 吊挂均可以采用全绕方式，全绕方式常使用于主钢丝绳有打滑危险的环境条件较为恶劣的电梯。

例如，超高速电梯以及高速电梯。

另外，速度较快的场合，若采用摩擦力较大的V 形槽的绳轮时，钢丝绳的使用寿命将明显下降，因此，常使用圆形槽或底切槽绳轮，并采用全绕方式弥补摩擦力的不足。

1.1.
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、导靴和导轨支架等组成。

1. 导轨：供轿厢和对重运行的导向部件,由钢轨和连接板组成。

相关知识：
a）常用为T 型轨，有实心轨、空心轨之分；
b）命名规则：例：T-××K 其中数字××表示该型号导轨每米的重量为多少kg；导轨规格通常为5 米/根；
c）安装时导轨与导轨端部通过榫舌与榫槽楔合定位，导轨底部用连接板固定，如图1－10 示；
d）通常称轿厢侧的导轨为主轨，对重侧的导轨为副轨；对重侧可以采用空心轨；
但当对重采用安全钳时，因安全钳制动夹持导轨，故不应使用空心轨；
空心轨示意图如图1－10.1 所示：
2.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。

相关知识：
导靴通常分为：
a）动导靴（运用于中低速电梯），
b）滚动导靴（高速≥2m/s），
3. 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。

相关知识：
c）每根导轨至少应有两个导轨支架并且两支架间距≤2500mm；
d）我司导轨档距除无机房电梯第2～3 档，NF 货梯档距为2000mm 以外，其它梯种档距多为2500mm；
1.1.3. 轿厢、轿架：
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。

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

2. 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。

一般由前壁、操纵壁、轿壁、轿顶、装饰吊顶等组成
1.1.4. 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。

1. 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。

2．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。

相关知识：
a）层门本身无动力，通过轿门与层门的联动及弹簧开闭
b）目前我司采用水平滑动门，分中、旁开两种方式，通常以×CO、×C 代表中分，×S 代表旁开，数字×代表门扇的数量；
c）中分式开门开关时间短，多适用与乘客集中的场所；旁开门具有可以将井道做成窄小的优点，在病床电梯，载货电梯有较多的应用；
3.开门机：使轿厢门和层门开启或关闭的装置。

机械连杆门机：结构复杂，寿命较低；逐渐淘汰；
变频门机：目前主流，控制精度高，工作可靠，无需机械连杆，采用齿带传动；4.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。

1.1.5. 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，降低主机所需功率。

组成：由对重块和对重框架等组成。

相关知识：
对重质量＝轿厢自重＋0.5×轿厢额定载重；（其中0.5 为平衡系数）
对重的布置形式通常有：对重后置、对重侧置、对重侧后置等几种形式；对重侧置多用于旁开门电梯、观光电梯或轿厢深度较大的场合；对于对重需要放置在侧面，而井道宽度不足，深度足够对重后置对重侧置的情况下可以考虑对重侧后置的方式；
1.1.6.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、上下极限开关等组成
其中：通常我们所说的“四大安全部件”即指限速器、安全钳、缓冲器、门锁；这四大安全部件均须通过相应的型式试验；
1. 限速器：由与轿厢相连的钢丝绳带动限速器绳轮，当电梯的运行速度超过额定速度一
定值时，超速开关动作，切断电梯电路，使电梯制停；若电梯继续加速，则动作安全钳，将电梯强制夹停在导轨上的安全装置。

形式：抛块式，抛球式
原理：离心力原理，转速越大，离心力越大，则安装在限速器绳轮上的离心块逐渐张开，到设定值时，离心块动作相应开关，使限速器发挥作用；
2. 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。

分类：
瞬时式：顾名思义，动作时没有缓冲过程，极短的时间内卡住导轨，冲击大；只适用于速度小于1m/s 的电梯；
渐进式：带有U 型弹簧，楔状钳块动作时夹持力逐渐增大，适用各种速度电梯；
我司目前限速器均为渐进式安全钳；
3. 缓冲器：位于行程端部，用以吸收消耗轿厢或对重冲向底坑动能的一种缓冲安全装置。

分类：蓄能型：弹簧式，其他弹性材料（我司NF30 速电梯采用聚氨酯缓冲器）；结构简单，造价低，缓冲不平稳；适用于速度≤1m/s；
耗能型：油压式，缓冲平稳，适用于各种速度电梯；我司速度>1m/s 以上电梯；
4. 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
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。

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。

5. 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。

电梯井道的顶端和底端各安装有一组强迫减速开关（SDS）上、下运行限位开关（ULS、DLS）和上、下终端极限开关（FLS）；它们在轿厢或对重（若有）接触缓冲器之前动作，并在缓冲器被压缩期间保持其动作状态。

电梯运行至上、下终端位置时，
SDS（强迫减速开关）：防止电梯运行到最高或最低层站的相应减速点后，仍不减速运行，此时轿架上打板动作开关使电梯强迫减速；
ULS/DLS(上、下运行限位开关)：若SDS（强迫减速开关）未能使电梯减速平层，则轿架上打板动作限位开关，强制电梯停止；
FLS（上、下终端极限开关）：如上述两组开关均未能使电梯停止运行，则极限开关动作，断开电气安全回路，使电梯停止运行。

1.1.7. 电气系统
1、拖动系统
电梯拖动系统是为系统提供动力，控制速度的部分。

主要由曳引电机、供电系统、速度反馈装置、电机调速装置等。

a）电梯控制系统大致经历了以下阶段：
直流电机驱动控制，
交流单速电机驱动控制，
交流双速电机驱动控制，
直流有无齿轮、无齿轮调速驱动控制，交流调压调速驱动控制，
交流变压变频调速驱动控制（VVVF），
交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段
b）常见的电梯拖动系统有以下 3 种：双速拖动方式、交流调压调速拖动方式、交流调压调频拖动方式。

不同拖动方式的比较
c)VVVF 解释
VVVF：即调压调频(Variable Voltage Variable Frequency)
电梯运行的特点：
1．恒转矩运行，要求转矩M 保持不变；由于转矩M 与u/f 成正比，所以必须保证u/f为定值
2．电梯运行过程是加速－匀速－减速；电梯是变速运行，根据交流电机公式转速公式：n＝60f（1－s）/p（n：转速（rps/min）s：转差率f：电源频率（Hz）p：电机极对数）改变转速就要改变频率f，所以要同时满足特性1、2 就必须在改变频率的同时改变电压u，这就是所谓的VVVF交流变压变频调速驱动控制
2、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。

3、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）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）。

对于电梯在变频器部分中采用了高速演算的微机，从速度指令的输入到SPWM 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。

电梯通过变频器或逆变器，可使电动机正转或反转，输出三相电压、频率可变的三相交流电源，以供给电梯系统。

4、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：
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。

2. 自动扶梯基础知识
2.1. 定义：
自动扶梯（ESCALATOR）：带有循环运动梯路向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。

自动人行道（PASSENGER CONVEYOR）：带有循环运动梯路水平或倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。

公共交通型扶梯（Public Service Escalator）：
a）属于公共交通系统的组成部分，包括出口和入口处；
b）适应每周运行时间约140h，且在任何3h 的间隔内，持续重载时间不小于0.5h，其载荷应达到100％的制动载荷；（梯级名义宽度:0.8<z1≤1.1m 时，制动载荷为120kg/梯级）
相关知识：
1．公共交通型扶梯
除了上述定义外：对于公共交通型扶梯，国标（GB16899）作了如下规定，也可以看作是公共交通型扶梯与普通扶梯的基本区别。

GB16899 关于公共交通型扶梯的规定：
a）对于公共交通型自动扶梯和自动人行道，根据乘客载荷计算或实测的最大挠度，不应超过支撑距离的1/1000。

注：普通扶梯挠度要求为：1/750
b）用于公共交通型扶梯的自动扶梯和自动人行道的扶手带断带监控装置
“如果制造厂商没有提供扶手带的破断载荷至少为25kN 的证明，则应提供能使自动扶梯和自动人行道在扶手带断带时停止运行的装置”
注：在地铁运用中，我司所生产的BPG 公共交通型型扶梯，同时提供证明及扶手带断带安全装置。

注：在地铁项目应用中，通常要求提供证明的同时仍要求提供扶手带断带安全装置；
c）“额定速度大于0.65m/s 的公共交通型自动扶梯，建议在其出入口处自动扶梯梯级的导向行程段，即梯级的前缘离开梳齿和梯级后的后缘进入梳齿，至少应有一段1.6m水平移动距离。

注：即额定速度大于 0.65m/s 公共交通型扶梯至少要求四水平级，要求扶梯投影长度相应增加；
d）“额定速度大于0.65m/s 的公共交通型自动扶梯，建议从倾斜区段到上水平区段过渡的最小曲率半径增至2.6m；从倾斜区段到下水平区段过渡的最小曲率半径增至
2m。

”
注：出于安全考虑，增大曲率半径，使倾斜区到上水平区段过渡平缓，增加安全性；我司BPG 型公交扶梯上水平曲率半径达到2.7m，对于高扬程扶梯达到3.6m；
e）“对于公共交通型自动扶梯和自动人行道，即使提升高度低于6m，同样建议安装附加制动器”
2．室内、室外型扶梯：
我司关于室内、室外扶梯的定义：
2.2. 自动扶梯主要部件
自动扶梯通常由以下几大系统组成：
承载系统驱动系统梯路系统安全系统电气系统
2.2.1. 驱动系统：
1．驱动主机通过驱动链带动主驱动轴，再由主轴上的梯级链轮及扶手驱动链轮分别驱动梯级和扶手带运行；
2．主驱动系统组成：
电机＋（连轴节、三角皮带）＋减速机构（涡轮蜗杆、斜齿轮）＋制动器
GB 规定采用三角皮带传动：不应少于3 条，安全系数大于5；
由于三角皮带传递功率有限，并可能存在打滑现象，在大功率高扬程扶梯及使用环境恶劣的情况下电机与减速机构通常改用连轴节。

3．扶手带驱动系统：
我司EX 系列扶梯采用：直线式扶手带驱动系统
扶手带驱动力由与扶手带内表面接触的驱动轮和扶手带外表面接触的从动滚轮挤压、滚动产生；该方式扶手带弯曲少，节能；
2.2.2. 承载系统（桁架）
1．设计依据：
国标规定：
自动扶梯自重＋5000N/m2 乘客载荷（承载面积＝z1×L1）
根据乘客载荷计算或实测的最大挠度，不应超过支承距离L1 的1/750；
对于公共交通型自动扶梯和自动人行道，根据乘客载荷计算或实测的最大挠度，不应超过支承距离L1 的1/1000；日立EX 系列扶梯挠度设计基准为1/1000；
2．材料：
角钢：（日立HITACHI、三菱MITSUBISHI）日立不等边角钢125×80 ×10
方钢：（迅达Schinler、奥的斯OTIS、蒂森Thyssen、通力KONE）
2.2.
3. 梯路系统：
组成：梯级梯级链扶手带导轨等梯级链轮带动安装于梯级上的梯级链使梯级运行组合式不锈钢梯级：美观大方，强度高，不会折断，使用寿命长，维修更换方便；
但如使用环境恶劣情况下，四边黄色树脂边界容易损坏。

铝合金梯级：整体式，由铝合金整体压铸而成；
2.2.4. 安全系统：
2.2.5. 电气系统。