電梯門機直流調(diào)速裝置設(shè)計

朱運曉　段平平

【摘 要】本文介紹了電梯門機的技術(shù)要求，并就采用直流調(diào)速還是交流調(diào)速做出了比較，最終采用了直流調(diào)速裝置。根據(jù)設(shè)計要求最終采用了串電阻的調(diào)速方法，很好的滿足了技術(shù)要求。

【關(guān)鍵詞】電梯門機；直流調(diào)速；電阻

0.引言

隨著現(xiàn)代化城市的高速度發(fā)展，為節(jié)約城市用地和適應(yīng)經(jīng)貿(mào)事業(yè)迅速發(fā)展的需要，一幢幢高樓拔地而起時，電梯這種工具也隨之進入了人們的日常生活中。

為了適應(yīng)高層建筑多用途全功能的需要。出現(xiàn)了智能大廈。智能大廈要求大廈主要垂直交通工具——電梯智能化。智能電梯就是利用推理和模糊邏輯，采用專家系統(tǒng)方法制定規(guī)則，并對選定規(guī)則作進一步處理，以確定最佳的電梯運行狀態(tài)。同時，及時向乘客通報該梯信息，以滿足乘客生理和心理要求，實現(xiàn)高效的垂直輸送。一般智能電梯均系多微機控制系統(tǒng)，并與維修、消防、公安、電信等部門聯(lián)網(wǎng)，做到節(jié)能、環(huán)境優(yōu)美，實現(xiàn)無人化管理。

1.電梯的電氣控制系統(tǒng)

電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操控箱、指層燈箱、召喚箱、限位裝置、換速平層裝置、轎頂檢修箱等十幾個部件，以及拽引電動機、制動器線圈、開/關(guān)門調(diào)速開關(guān)、極限開關(guān)等十幾個分散安裝在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。

電梯的控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動化程度和運行的可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進工作的進一步展開，電梯控制系統(tǒng)改進換代迅速。在國產(chǎn)電梯中，在中間邏輯控制方面，已經(jīng)淘汰了繼電器控制，采用了可編程控制（PLC）和微機控制。在拖動方面，除了速度V〈=0.63m/s的低速梯仍有部分產(chǎn)品采用交流雙速電動機變極調(diào)速拖動外，對于速度V〉=1.0m/s的各類電梯中，均已采用交流調(diào)壓調(diào)速和交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速的拖動系統(tǒng)。

2.電梯的門系統(tǒng)

門的關(guān)閉、開啟的動力源是門電動機，通過傳動機構(gòu)驅(qū)動轎門運動，再由轎門帶動層門一起運動。根據(jù)電梯的使用要求，可以選擇適當(dāng)?shù)膫鲃酉到y(tǒng)。傳動機構(gòu)應(yīng)滿足：安全可靠、運行平滑、噪聲小、重量輕和體積小等要求。從安全考慮，門在平均關(guān)門速度下的動能應(yīng)不超過10J，阻止關(guān)門力應(yīng)不超過150N。

門機一般設(shè)在轎廂頂部，門電機的控制箱也設(shè)置在轎廂頂部。根據(jù)開關(guān)門方式，門機可設(shè)在轎頂前沿中央或旁側(cè)。電動機可以是交流的也可以是直流的。

2.1電梯門電機控制系統(tǒng)

這部分主要由門電機控制器＼門電機驅(qū)動裝置以及門電動機等組成。其中門電機控制器主要用來控制門電機，使其沿給定門機曲線運行，以快速、安靜、準(zhǔn)確的開關(guān)電梯轎廂門和廳門。這部分如同一個小型的電機拖動控制系統(tǒng)。

2.2電梯的門結(jié)構(gòu)

此部分主要由門扇、導(dǎo)軌、廳門門鎖等構(gòu)成，目前主要采用單扇門和中分門兩種結(jié)構(gòu)。為了提高門系統(tǒng)的快捷性，高性能的電梯系統(tǒng)多采用中分門結(jié)構(gòu)。其中門扇必須具有堅固、防火的特點；導(dǎo)軌用來支撐門扇，故必須表面光滑、堅固且足夠大，以便門扇可靠的移動；廳門門鎖必須滿足安全要求，當(dāng)門扇到達關(guān)門點時應(yīng)及時的鎖住門。這部分對乘客安全非常重要。

2.3安全檢測

在電梯控制系統(tǒng)中，為了避免乘客被正在關(guān)閉的門扇傷害，在門系統(tǒng)中大都設(shè)置安全檢測系統(tǒng)，以檢測關(guān)門時是否還有乘客從電梯門上通過。當(dāng)轎廂門正在關(guān)閉時，如果此時有乘客欲進、出入電梯轎廂（包括乘客位于轎廂門前某段距離或乘客阻擋轎廂門關(guān)閉），則轎廂門應(yīng)該停止關(guān)閉，且重新打開。目前的安全系統(tǒng)主要大都采用光電式裝置（如光敏元件），也有的采用電磁式裝置。

2.4乘客檢測系統(tǒng)

在一些高性能的電梯系統(tǒng)中，都設(shè)置了大廳內(nèi)乘客檢測裝置，確定乘客是否全部進入電梯。當(dāng)乘客或物體仍在門檢測區(qū)域內(nèi)時，電梯的門系統(tǒng)能自動延時關(guān)門，確保乘客全部進入電梯。目前主要采用光電裝置和熱敏裝置來檢測乘客或物體。有的門機系統(tǒng)還采用熱敏電磁裝置和圖象采集系統(tǒng)檢測乘客或物體，由于受到性能和成本的限制，應(yīng)用的并不多。

2.5過載保護裝置

有的門系統(tǒng)設(shè)有門過載保護開關(guān)裝置，當(dāng)電梯在開關(guān)門過程中，因轎廂門受阻而導(dǎo)致動作力矩過大，梯門會自動向反方向動作，從而達到保護門電機的作用。

2.6速度度曲線及運行過程

電梯門機系統(tǒng)的速度曲線如圖。速度曲線大致可分為四個階段：加速階段、勻速階段、減速階段和廳門鎖定階段。t1-t2時間段為加速階段；t2-t5為勻速階段；t5-t6為減速階段；t6-t7為門鎖定階段。以關(guān)轎廂門為例，在t1時刻，門電機得到控制信號（一般為脈沖信號），經(jīng)過一段時間延遲，轎廂門開始動作，一直到t2時刻，此段時間為加速階段，其運行距離一般較短。從t2開始到t5時刻，為勻速階段。此時，如果有乘客在轎廂門前一定距離內(nèi)或者在門扇中間阻擋轎廂門的關(guān)閉，則電機得到一個脈沖信號，則電機提前進入減速階段，如t3、t4時刻所示，然后反轉(zhuǎn)，轎廂門從新打開。直到全部乘客進入轎廂，從時刻t5開始進入減速階段。在t6時刻，轎廂門實際已經(jīng)關(guān)閉。在t6-t7的門鎖階段，電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動，轎廂門被壓緊，門刀關(guān)上，同時通過機械結(jié)構(gòu)關(guān)閉廳門。直到t7時刻，電機停止轉(zhuǎn)動。門關(guān)閉過程結(jié)束。

為了防止電梯運行時廳門打開而出現(xiàn)危險，一般在電梯運行時還有強行關(guān)閉廳門的措施，即電梯運行時廳門不可輕易打開。目前主要有兩種措施實現(xiàn)這種功能：一是讓門電機堵轉(zhuǎn)，壓緊兩扇廳門：二是采用電磁結(jié)構(gòu)，廳門關(guān)閉后通過電磁力令兩扇廳門緊緊閉合，不能輕易打開。

以上簡要敘述了電梯門系統(tǒng)的組成和功能.在電梯門系統(tǒng)中，還有一個重要的問題就是門保持時間的選擇.因為門的保持時間過長，會影響電梯的運行效率，而保持時間過短又不能保證乘客全部安全的進入轎廂。因此應(yīng)對門保持時間進行很好的選擇：在保證乘客全部安全進出電梯的情況下，盡可能的縮短電梯開關(guān)門時間。目前較好的方法是采用相對時間自適應(yīng)控制方式。

3.電動機的選擇

電梯門機控制系統(tǒng)要使電梯門開關(guān)動作時快速起、停、加速、減速，且運行平穩(wěn)，到位準(zhǔn)確。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，需解決好電機的選擇問題，控制電路的選擇及設(shè)計問題，以及電機的控制策略問題。

眾所周知，在所有的電機中，直流電機的調(diào)速特性最好，但其不可避免的有刷結(jié)構(gòu)制約了其應(yīng)用場合。在工業(yè)生產(chǎn)中大量應(yīng)用的交流異步電機雖然控制簡單，卻有著調(diào)速精度不高的問題，而交流同步電機存在著控制復(fù)雜，容易失步的缺點。相對而言，直流電機有著交流電機不具備的優(yōu)點。

4.電梯門機原理圖及分析

4.1原理圖

4.2工作原理：

A.開門步驟

先將門關(guān)好。

按下開門按鈕SB-K，繼電器JKM線圈得電，JKM1常開觸頭閉合自鎖，JKM2常開觸頭、JKM3常開觸頭、JKM4常開觸頭閉和。電機DM得電正轉(zhuǎn)，帶動凸輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)轎門開到距中線L1處時，凸輪OA1的觸點開始閉和，切除電阻DOR的3-4段，轉(zhuǎn)速變大，當(dāng)轎門開到距中線L2處時，凸輪OD1的觸點斷開，接通電阻DOR2-3段，電阻變大，轉(zhuǎn)速變小。當(dāng)門開到距中線L3時，凸輪OD2的觸點閉和，接通電阻D2的一部分，轉(zhuǎn)速又加大一點。最后門開到全開位置，凸輪DOL的觸點打開，斷開開門繼電器JKM，JKM線圈失電，JKM常開觸頭恢復(fù)斷開，常閉觸頭恢復(fù)閉和。開門過程結(jié)束。

B.關(guān)門步驟

從開門位置調(diào)試。

按下關(guān)門按鈕SB-G，繼電器JGM線圈得電，JGM1常開觸頭閉合自鎖，JGM2常開觸頭、JGM3常開觸頭、JGM4常開觸頭閉和。電機DM得電反轉(zhuǎn)，帶動凸輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)轎門開到距中線L5處時，凸輪CA1的觸點開始閉和，切除電阻DCR的3-4段，轉(zhuǎn)速變大，當(dāng)轎門開到距中線L6處時，凸輪CD1的觸點斷開，接通電阻DCR2-3段，電阻變大，轉(zhuǎn)速減小。當(dāng)門開到距中線L7時，凸輪CD2的觸點閉和，接通電阻D2的一部分，轉(zhuǎn)速又加大一點。最后門開到全開位置，凸輪DCL的觸點打開，斷開開門繼電器JGM，JGM線圈失電，JGM常開觸頭恢復(fù)斷開，常閉觸頭恢復(fù)閉和。關(guān)門過程結(jié)束。

5.結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展和科技的進步，對于電梯的需求量越來越大。進一步提高電梯可靠性和現(xiàn)場調(diào)試的要求，是電梯控制技術(shù)的方向。隨著電梯控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，對電梯門機的要求也越來越高。 [科]

【參考文獻】

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