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1、电梯的运行原理及安全电路的构成摘要摘要:论述了电梯的基本结构及其工作原理，有助于更好地了解电梯，便于以后对电梯的维护和保养，提高电梯运行中的风险防范意识。主体部分论述了电梯的基本结构、电梯的运行方式和乘梯时的注意事项。分析电梯的基本结构和工作原理具有重要的现实意义。1 绪论1.1研究背景电梯在我国大中城市的广泛应用是在20世纪80年代才开始的。到2009年底，中国电梯数量已经超过137万部，而且还在逐年增加。电梯的寿命一般在15至20年之间。电梯使用时间越长，安全系数越低，维护费用也越大。从我国电梯的使用寿命来看，2000年初，我国大多数电梯都达到了更换高峰。但有些电梯虽然年事较早，但使用次数
2、可能比较少，而且平时保养得很好，仍然可以正常工作。根据国家安全管理要求，国家对电梯报废没有作出具体规定。这样，电梯每年只要通过政府部门的检查，就可以继续使用。电梯按现行标准检验，不合格的电梯会很多，但我国已考虑到历史遗留的问题，新标准对旧设备的使用门槛降低，在一些工程中仍可按新的国家标准使用。根据现行标准，一些不合格问题带来的危险是显而易见的，但由于各种原因，用户在短期内绝不会进行大规模的电梯改造和更新。然后又出现了一个两难的局面:一是旧电梯仍然可以在法律法规面前通过年度法定检验程序，从而达到安全检验的标准，然后才能使用。另一方面，虽然检查合格，但电梯存在明显的隐患，电梯使用时间越长，积累的风
3、险越大，暴露的隐患越明显。因此，迫切需要找到一种使电梯更安全的方法，对电梯在使用过程中进行评估，从而更准确、全面地发现电梯使用过程中存在的风险及降低风险的途径，使我们在分清责任的前提下，找到并提出相应的防护措施，确保设备在使用过程中的安全。从某种意义上说，检验机构作为一种特殊的设备，在实践中承担着设备的法定检验任务。这些工作不仅为政府的安全监管提供了技术支持，而且对特种设备使用单位和维修单位的管理制度起到了很好的监督作用。评估电梯风险，降低风险程度，对社会电梯的稳定维护和促进地方经济建设具有积极而重要的意义。1.2 国内外电梯安全评价研究现状1.2.1 国外研究现状早在上个世纪初，电梯的安全问
4、题就受到重视。欧美一些政治团体提出立法对这类设备的安全进行监督，一些司法管辖区颁布了电梯监督管理条例。美国机械工程师协会( ASME )工业工人保护委员会于20世纪20年代初发布了“电梯安全标准”ASME a17，成为国家通用的电梯标准。早在1974年，英国就颁布了1974年劳动卫生安全法(即劳动卫生安全法)。1974年法令)，并制定了各种电梯安全法律法规，如1997年电梯条例和1998年电梯运行和提升设备条例。在欧洲，电梯制造企业在生产过程中必须遵守95 / 16 / EC电梯安全规程等法律，其电梯产品不仅要满足基本安全要求，还要通过安全评价。为了减少旧电梯的安全问题，大多数欧盟成员国在各自
5、的法律法规中采用了en 81 - 80电梯标准。自从2000年以来,通用于全球的电梯基本安全的要求就被ISO/TC178 工作组就制定了,这里还包括了电梯、 自动扶梯风险的降低方法的国际标准。目前已出版了 ISO/TS2 2559-1 电梯的安全要求第 1 部分全球基本安全要求 和ISO/TS 14798 电梯、 自动扶梯和自动人行道风险评价和降低的方法 两份 ISO 的技术报告。国际标准化组织(ISO) 在 2006 年发布了 ISO/TS14798 2006 电梯、 自动扶梯和自动人行道风险评价和降低的方法 , 并用来指导各成员国开展对电梯风险的评价工作。中国据此也颁布了 GB/T2090
6、0-2007 电梯、 自动扶梯和自动人行道风险评价和降低的方法 , 并于 2007 年 9 月正式开始实施。1.2.2 国内研究现状从某种意义上说，我国电梯安全评价技术的研究还处于起步阶段。由于各种原因，大多数评价是定性的，较少定量，电梯安全标准大多参照欧盟国家标准制定。GB 7588电梯制造与安装安全规程自1987年、1995年和2003年分别进行了两次修订，增加了更多的安全要求。然而，我国许多旧电梯仍不适应规范、法规的限制。我国电梯标准GB 7588相当于欧洲en81电梯标准。虽然该电梯目前的安全状况能够满足TSG t701电梯监督检查和2009年定期检查的要求，但一些旧电梯经常出现故障，
7、客户投诉和投诉时有发生。随着电梯安全评价技术中“等效安全评价”概念的不断深入，突破现有电梯标准的新产品已经成功地进行了多次评价。郑潘翔等人。在对电梯多层综合评价模型进行综合评价的基础上，提出以数据库的形式收集电梯系统参数、安全要求、缺陷严重程度和风险降低措施等信息。针对旧电梯故障率高、使用风险大的问题，提出了基于物联网技术的实时故障监测与报警的安全监管对策。张光明等人采用模糊层次分析法( f - AHP )和ebp神经网络对电梯安全风险进行评价。结果表明，采用f - AHP和ebp神经网络的评价方法对电梯系统进行评价，提高了评价速度和结果的准确性，达到了预期目标。夏文杰等人将三层BP神经网络方
8、法应用于电梯动态智能检测系统中，实现了检测系统的智能急停诊断。结果表明，该算法优于弹性BP算法。1.3 电梯安全评价研究的意义1.2007年，中国经济建设和社会发展的需要估计为近100万，居世界第三位。需求也达到了世界电梯消费的1/3。2007年，中国共生产了216000台电梯。根据数据预测，近年来，中国电梯的产量每年增长了20%以上。就国内电梯需求而言，在未来几年中，中国的电梯将呈现出快速的增长趋势。2008-2010年，中国电梯的产量分别为243100、286600、334100。随着时代的发展，中国电梯的进口继续下降，出口量逐年增加。2005年，中国向97个国家和地区出口了14268部电
9、梯，在外汇上获得了4.94亿美元，同年仅进口了2271部电梯。据调查，目前中国电梯平均客流约为325人，每天电梯乘客总人数可达数亿。根据以上情况，我国在电梯维修、需求、制造和使用方面已成为世界上一个大国。电梯作为一种特殊的设备，中国作为一个大型群体，在中国的电梯安全显然具有极其重要的意义，许多目前的电梯都很旧，这可能面临重新评估电梯安全性能的问题。因此，电梯安全评价的研究技术是经济建设和社会发展的需要。2.近年来，随着新的加工技术、新材料的应用、电梯工业不断地突破自身、甚至超过当前的电梯要求，需要开发新技术。过去，电梯的标准显然也与当前电梯开发的速度和规模不匹配。在这一发展背景下，它明显地阻碍
10、了电梯行业的快速发展和技术创新。这就要求不断地更新电梯行业的安全管理程序，并随着新的评价标准、更标准化的评价方法的变化而改变。3.我国特种设备安全管理的需要有大量的电梯，必须在机械零部件的设计阶段才能实现。现在通过在电梯中接受或循环试验方法的新步骤,它可以通过现场检查,发现一些问题,直接电梯,但是因为电梯是复杂的机械和电气设备,机械和电气安全是两个不能被忽略的部件,如果电梯安全，或者项目是否检查监督本身不够，需要找到风险分析结合的问题，提出降低风险、科学决策的措施。特别是电梯直接服务。它的安全不仅与设备本身有关，而且还涉及设备使用者、操作人员和检查专员进行维护。电梯安全应进行系统审查，应确定电
11、梯部件和任何相关工艺（如操作、使用、检查、测试或维护）的安全等级。2 电梯的运行原理2.1 电梯的定义一般定义：电梯带有电机垂直电梯，带有箱形吊舱，多层建筑或人载物品.由于经济的快速发展和生产生活的需要，城市高层建筑如竹笋般拔地而起。对此，电梯作为一种垂直电梯运输工具也得到了迅速的发展。现在，电梯已经完全融入了我们的生活、工作和学习之中，越来越多的人离不开它。电梯是机电一体化的产物。机械部分就像人体一样，电部分是人类神经，控制部分是人脑。各部分通过控制部分进行调整，紧密配合，使电梯可靠运行。目前，电梯大多用于电动、钢丝绳牵引施工。电梯的基本结构。电梯驱动控制在电梯系统中起着非常重要的作用。电梯
12、的性能在很大程度上取决于电梯的驱动和控制性能。2.2电梯的基本构造 牵引系统的组成部分包括拖拉机的方向盘和反绳轮等。牵引机是电梯的动力设备。汽车和配重位于牵引绳的两端，牵引产生的摩擦力驱动汽车上下运动。在电梯施工中，轿厢与配重之间的距离可由导轮划分，如果提高牵引能力，则可采用复卷的类型。承载梁或示踪剂需要固定在导向轮上。根据钢丝绳的不同比例和反射轮的比例大于1，反射轮的增加取决于牵引比。导向系统由导轨架、导轨导靴等三部分组成。汽车的灵活性和平衡重取决于导轨。导轨调节运动自由度，以确保轿厢和平衡重沿着正常轨道运行。导轨承受导向器的压力，并连接到井壁。导向靴和导轨共同使轿厢和配重沿导轨的运动方向移
13、动。门系统由以下部件组成：门锁、开门器、车门等。箱门位于汽车的入口处。部件包括门刀、门靴、开门器等。层门结构包括门锁、门扇、门导轨架等。汽车上方是开门器，它是启动汽车“J”和“地板门”的动力。汽车在电梯总成中的作用是运输乘客，它由两部分组成：车架和车体。车体承受压力的主要部件是车架。汽车墙的组成包括通风、汽车墙、汽车装饰等。在电梯中携带的人数决定了车身的空间大小和负载的质量。重量平衡系统包括：配重和重量补偿装置。配重取决于配重和配重块。一种用于重量和重量补偿装置的重量平衡系统。在电梯的运行中，钢丝绳的长度会影响电梯的平衡，重量补偿装置可以协调这种效果。调速装置、供电系统、牵引电机等部件构成电力
14、传动系统。电梯驱动系统控制电梯速度。电梯运行完全依赖于牵引电机，目前的电动机配备有直流电动机和交流电动机。电源系统提供电源。速度反馈装置调整，反馈电梯速度。速度发生器或速度脉冲发生器和电梯的组合是电梯的组合。牵引电机的转速实际上是由调速装置控制的。电梯系统相互配合，电梯控制系统协调各系统，指挥各系统的工作，性能差异影响电梯运行的安全性和可靠性。层选择器、控制屏和控制装置构成电气控制系统。电气控制系统控制电梯的运行，也可以操作。轿厢顶部、封闭箱体、手柄等构成控制装置。控制面板需要安装在机房内。它是电气控制的主要部分。轿厢中的指示灯显示位置，水平站也起着这样的作用。地面站也可以跟踪电梯的位置，显示
15、车站的位置。层选择器不仅可以发出减速信号，而且可以控制电梯的方向，并随时提供轿厢的位置。安全系统保证了电梯的安全运行。安全系统包括机械保护系统、电气保护系统和其他类型的系统。在安全和安全方面，缓冲器保护电梯不向上撞，向下击倒；限速器和安全装置在电梯运行速度较快时起到保护作用；在极限条件下，它也可以切断电源。起到保护作用。在电梯运行过程中，电梯的安全防护不容忽视。2.3 电梯的拖动原理目前，最常用的交流调速电梯。交流调速技术在电梯领域有着广泛的应用，如交流变极调速、交流电压调节和变频调速等。交流变极调速是通过改变电机定子极的对数来实现的，两组独立绕组可以用来调节变极速度，也可以采用改变绕组连接方
16、式的方法。采用电子控制系统对涡流制动双速电机进行控制，达到减速的目的。交流调压是通过改变定子电压来实现的。定子电压的改变是通过改变晶闸管的导通角来实现的，采用速度测量反馈形成电梯的全闭环控制，从而增大了调速范围，电压调节效率和调速效率很低，电机发热严重，仅限于旧式系统的一部分。正在使用低速电梯。VVVF(VVVF)是目前电梯驱动中最流行的驱动技术。大多数VVVF电梯采用交直流电压源逆变器的电流调节，同时只改变交流电机电源的电压和频率。为了保证m几乎恒定，通过改变矩形脉冲宽度来控制逆变器输出交流基波电压的幅值，实现了VVVF控制。通过改变调制周期来控制逆变器的输出频率。在逆变控制电路中，没有两个
17、臂和大功率晶体管，否则控制电路和功率模块。VVVF技术将破坏电梯的性能、寿命、可靠性和人们在电梯上的舒适性，进入一个新的发展阶段。2.4 电梯的控制原理一般说来，如图2-2所示，电梯控制系统由以下几个部分组成：轿车座椅的登记和取消号、外部呼叫登记和取消号、安全保护线、定向层选择线、起跑线、减速平行线、地面指示线、开合控制线、驱动电路控制线、维护和操作线、消防控制线。操作电路、主控制电路等，共同实现了电梯登记、开、关、启动、运行、减速、调平等多种功能。从控制系统的实现方法上看，电梯控制系统经历了继电器电梯、可编程控制(PLC)、单片机控制、多微机控制等多种形式的控制。这些控制方法始终代表着电梯控
18、制系统的主流，并随着大规模集成电路和计算机技术的发展而逐渐更新。随着计算机技术在工业控制系统中的广泛应用，由可编程控制器(PLC)代替继电器而形成的电梯控制系统开始大量出现，PLC可以通过逻辑控制功能实现继电器，最重要的是，根据PLC编程的功能，实现了PLC的控制功能。电梯改变了，只有电梯的控制功能改变了。程序可以在不改变硬件电路和继电器控制系统的情况下改变。与继电器式电梯控制系统相比，PLC控制系统可靠性高，故障率低，维护方便，噪音小。3.电梯安全电路的构成3.1安全电路的定义电流流过的回路叫做电路。最简单的电路由电源负载和导线、开关等元件组成按一定方式联接起来，为电荷流通提供了路径的总体；
19、电路处处连通叫做通路。只有通路，电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。电路某一部分的两端直接接通，使这部分的电压变成零，叫做短路。电路由电源，负载，连接导线和辅助设备四大部分组成。实际应用的电路都比较复杂，因此，为了便于分析电路的实质，通常用符号表示组成电路实际原件及其连接线，即画成所谓电路图。其中导线和辅助设备合称为中间环节。1.电源电源是提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。例如，电池是把化学能转变成电能；发电机是把机械能转变成电能。由于非电能的种类很多，转变成电能的方式也很多，所以，目前实用的电源类型也很多，最常用的电源是干电池、蓄电池和发电机等。2.负载(就是课
20、本中提到的“用电器”）在电路中使用电能的各种设备统称为负载。负载的功能是把电能转变为其他形式能。例如，电炉把电能转变为热能；电动机把电能转变为机械能，等等。通常使用的照明器具、家用电器、机床等都可称为负载。3.导线连接导线用来把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路，起着传输电能的作用。4.辅助设备辅助设备是用来实现对电路的控制、分配、保护及测量等作用的。辅助设备包括各种开关、熔断器及测量仪表等。所有的电路都遵循一些基本电路定律。基尔霍夫电流定律：流入一个节点的电流总和, 等于流出节点的电流总合。基尔霍夫电压定律：环路电压的总合为零。欧姆定律：线性元件（如电阻）两端的电压, 等于元件的阻值
21、和流过元件的电流的乘积。诺顿定理：任何由电压源与电阻构成的两端网络, 总可以等效为一个理想电流源与一个电阻的并联网络。戴维宁定理：任何由电压源与电阻构成的两端网络, 总可以等效为一个理想电压源与一个电阻的串联网络。分析包含非线性 器件的电路，则需要一些更复杂的定律。实际电路设计中，电路分析更多的通过计算机分析模拟来完成。3.2安全电路的特点 电气设备在运行过程中会受到各种因素的影响，如冲击力、湿度、异物老化或内部设备老化、破损等因素，因此此时有必要对电气设备进行保护，避免误操作造成的安全事故。简要分析了安全电路的特点，分析了安全电路的多样性：从安全电路的组成分析入手，分析了安全电路的组成，包括
22、电阻器、电容器、变压器、传感器、继电器等。而所使用的触头元件具有很高的随机性，可以使用安全触点或非安全触点2功能简单：虽然安全电路的组成非常复杂，但它只是电气控制系统的组成部分之一。因此，它必须具有保护和控制电气设备的功能。这主要是当任何电梯电气设备发生故障时，通过安全回路来保证电梯乘客的安全，避免事故的特殊性的操作原理为3：安全电路的工作原理与安全触点有很大的不同。安全触头结构简单、可控，广泛应用于各种明灯控制。安全触头的可控性的主要原因是它能稳定地断开触头。为了实现这一要求，对触头结构进行了优化，并通过机械方式实现了分离动作。虽然安全电路不像安全触点那样简单，但它可以通过自我控制对内部元件
23、进行监控。如果内部元件发生故障，如继电器保险丝、电子元器件损坏等，则可立即停止电梯的运行。 3.3安全电路的组成电梯是机电一体化的大型复杂产品，机械部分是人体，电气部分是人体神经。机电一体化的高度结合，使电梯已成为现代科学技术的综合和产物。对于电梯的结构，传统的方法分为机械部分和电气部分，但采用功能系统进行描述，能够更好地反映电梯的特点。下面是对电梯机械部分结构的简要介绍，我们的主要目的是控制它。1.牵引系统由牵引机、牵引钢丝绳、导轮和反向绳轮组成。牵引机由电机、联轴器、制动器、减速箱、座椅、牵引轮等组成。它是电梯的动力源。牵引钢丝绳的两端分别连接到汽车上和平衡重量(或两端固定在机房内，由钢丝
24、绳与牵引轮绳槽之间的摩擦驱动汽车的升力)。导轮的功能是将汽车与平衡重量分开，采用复合绕组可以提高牵引能力。导轮安装在牵引架或承载梁上。当钢丝绳绕组比大于1时，应在车顶加反向绳轮和平衡架。反向绳轮的数目可以是12，甚至3，这与牵引比有关。2.导向系统由导轨、导轨和导轨框架组成。它的功能是限制汽车的运动自由和平衡重量，使汽车和平衡重量只能沿着导轨上下移动。导轨固定在轨架上，轨道架是轴承导轨的部件，与井壁连接。所述导靴安装在所述跑车和平衡架上，使其与导轨相配合，并迫使所述汽车和所述抗衡运动服沿导轨的垂直方向运动。3.门系统由车门、地板门、开门器、连杆机构、门锁等组成。车门位于车门入口，由车扇、车门栏
25、杆、门靴和车刀组成。落地门位于车站入口处，由门扇、门轨架、门靴、门锁装置和应急锁装置组成。车门开启器位于汽车上，是车门和地板门的动力源。4.汽车：用来运送乘客或货物的电梯部件。它由车架和车体组成。车架是车体的承载框架，由横梁、柱、底梁和斜拉杆组成。车体由汽车底部、车壁、车顶和车灯、通风装置、汽车装饰和轿车座椅内的按钮板组成。汽车空间的大小取决于额定载重量或客人的额定数量。5.称重系统是由配重和重量补偿器组成的重量平衡系统。配重由配重块和配重块组成。平衡重量将平衡汽车的重量和部分额定负荷。重量补偿装置用于补偿汽车长度变化和牵引钢丝绳对电梯平衡设计的影响。6.电传动系统由牵引电机、供电系统、速度反
26、馈装置、调速装置等组成。牵引电机是电梯的动力源。交流电机或直流电动机可根据电梯配置使用。电源系统是为电机供电的装置，速度反馈装置为速度控制系统提供电梯的速度信号。测速发电机或速度脉冲发生器通常用于与电机连接。7.电气控制系统由控制装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、层选择器等组成。其功能是对电梯进行操作和控制。本发明所述装卸装置包括：车内按钮操作箱或手柄开关箱、平站呼叫按钮、轿车座椅顶上大修或应急装卸箱及机房。控制板安装在机房内，由各种电气控制元件组成。位置显示器指的是轿车座椅和地板上的手指灯。电梯运行的水平站或汽车所在的地方。该层选择器可以指示和反馈车辆的位置，确定操作方向，发出加减速信号
27、。8.安全保护系统包括机电保护系统，它可以保护电梯的安全使用。机械方面包括：超速保护的限速器和安全钳；屋顶和底部保护的保险杠；切断总电源的极限保护等。参考文献1李金辉. 强制驱动电梯的原理与改进建议J. 科技创新与应用,2012(05):6-7.2焦一帆. 电梯节能技术J. 中国高新技术企业,2012(10):122-124.3段新燕. 单片机在电梯自动控制中的应用J. 电子科技,2013,26(10):161-162+165.4吴国荣,高春梅. TRIZ理论在轿厢式电梯空间的设计运用J. 包装工程,2011,32(16):52-54.5于大滨. 浅谈机械运动于商场扶梯、电梯的应用J. 科技经
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