1.4 電梯電氣控制系統的主要電氣部件

1.4.1 電梯電氣控制系統常用電氣部件的文字符號

本書將沿用我國20世紀80年代中期以前各電梯生產廠家采用的文字符號，該符號目前仍有部分廠家在繼續采用。國內各合資企業和外資企業的文字符號各不相同，今后國家是否有規范的電氣部件文字符號，尚不清楚。

1. 確定和編寫電氣部件文字符號的原則

電氣部件的文字符號是按照《電工設備文字符號編寫通則》確定和編寫的。

文字符號由數字序號、輔助符號、基本符號、附加符號4部分組成，其組成格式如下：

文字符號所用字母，除國際慣用基本符號外，均用漢語拼音，且均為大寫印刷體，數字均用阿拉伯數字。

2. 電梯電氣控制系統中常用電氣部件的文字符號（如表1-2所示）

1.4.2 電梯電氣控制系統中的主要電氣部件

為了便于制造、安裝、調試和維修，常把電氣控制系統中幾百至成千上萬的電氣部件組裝在操縱箱、控制柜等部件內。但是，有些電氣部件組裝到各電氣部件中后，反而會給制造、安裝、調試、維修帶來困難或不便，這時，則將這部分電氣部件分散裝到各相關電梯部件中。電氣控制系統常用的主要電氣部件如下。

1. 操縱箱

操縱箱一般位于轎廂內，是司機或乘用人員控制電梯上下運行的操作控制中心。

操縱箱裝置的電氣部件與電梯的控制方式、停站層數有關。按控制方式分的轎內按鈕開關控制電梯操縱箱如圖1-1所示。

操縱箱上裝配的電氣部件一般包括下列幾種。發送轎內指令任務、命令電梯啟動和停靠層站的元件，如轎內手柄控制電梯的手柄開關SK；轎內按鈕控制、轎內外按鈕控制、信號和集選控制電梯的轎內指令按鈕（1～n）NLA；控制電梯工作狀態的手指開關或鑰匙開關， KMK或SYK；控制開關ZZK；急停按鈕TAN；短接（1～n）TSK和JSK的應急按鈕JA；點動開關門按鈕KMAN和GMAN；轎內照明燈開關JZKN、電風扇開關FSK；蜂鳴器FM；外召喚人員所在位置指示燈（N）SXD和（N）XXD；廳外召喚人員要求前往方向信號燈XZD和SZD等。

但是近年來已出現操縱箱和指層燈箱合為一體的新型操縱指層箱，如圖1-1（b）所示。圖1-1（b）中暗盒內裝設的元器件，一般不讓乘用人員接觸。

2. 指層燈箱

指層燈箱是給司機，轎內、外乘用人員提供電梯運行方向和所在位置指示燈信號的裝置。

除雜物電梯外，一般電梯都在各停靠站的廳門上方設置有指層燈箱。但是，當電梯的轎廂門為封閉門，而且轎門上沒有開設監視窗時，在轎廂內的轎門上方也必須設置指層燈箱。位于廳門上方的指層燈箱稱廳外指層燈箱，位于轎門上方的指層燈箱稱轎內指層燈箱。同一臺電梯的廳外指層燈箱和轎內指層燈箱在結構上是完全一樣的，如圖1-2所示。近年來出現把指層燈箱合并到轎內操縱箱和廳外召喚箱中去的情況，而且采用數碼顯示，如圖1-1（b）和圖1-2（b）所示。

指層燈箱內裝置的電氣部件包括電梯上下運行方向燈TSD與NSD或TXD與NXD、電梯所在層樓指示燈（1～n）TCD與（1～n）NCD等。

3. 召喚按鈕（或觸鈕）箱

召喚按鈕箱是設置在電梯停靠站廳門外側，給廳外乘用人員提供召喚電梯的裝置。

根據召喚按鈕所處位置的不同，召喚按鈕箱可分為位于上端站只裝設一個下行召喚按鈕（N）XZA或位于下端站只裝設一個上行召喚按鈕1SZA的單鈕召喚箱。但是在下端站又作為基站時，召喚箱上還需要加裝一個廳外控制自動開關門的鑰匙開關TYK。位于中層站者，則是裝設一個上行召喚按鈕和一個下行召喚按鈕的雙鈕召喚箱。老式單鈕召喚箱如圖1-3（a）所示。

近年來又出現召喚和電梯位置及運行方向合為一體的新式單鈕召喚箱，如圖1-3（b）所示。

4. 轎頂檢修箱

轎頂檢修箱位于轎廂頂上，以便于檢修人員安全、可靠、方便地檢修電梯。檢修箱裝設的電氣部件一般包括控制電梯慢上、慢下的按鈕MSAD和MXAD，點動開關門按鈕KMAD和GMAD，急停按鈕TAD，轎頂正常運行和檢修運行檢修轉換開關JHKD，轎頂檢修燈開關JZKD等，如圖1-4所示。

5. 換速平層裝置（也稱井道信息裝置）

換速平層裝置一般是低速或快速梯實現到達預定停靠站時，提前一定距離把快速運行切換為平層前慢速運行、平層時自動停靠的控制裝置。

20世紀80年代中期前采用的是永磁式干簧管傳感器作為開關器件的換速平層裝置，它由固定在橋架上的換速隔磁板和上、下平層傳感器SPG、XPG，以及固定在轎廂導軌上的換速傳感器（1～n）THG和平層隔磁板構成，如圖1-5所示。

裝置中的換速傳感器和平層傳感器在結構上是相同的，均由塑料盒、永久磁鐵、干簧管3部分組成。這種傳感器相當于一個永磁式繼電器，其結構和工作原理如圖1-6所示。圖1-6（a）表示未放入永久磁鐵時，干簧管由于沒有受到外力的作用，其常開觸點是斷開的，常閉觸點是閉合的。圖1-6（b）表示把永久磁鐵放進傳感器后，干簧管的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，這一情況相當于電磁繼電器得電動作。圖1-6（c）表示把一塊具有高導磁系數的鐵板（隔磁板）放入永久磁鐵和干簧管之間時，由于永久磁鐵所產生的磁場被隔磁板旁路，干簧管的觸點失去外力的作用，恢復到如圖1-6（a）的狀態，這一情況相當于電磁繼電器失電復位。根據干簧管傳感器這一工作特性和電梯運行特點設計、制造出來的換速平層裝置，利用固定在轎架或導軌上的傳感器和隔磁板之間的相互配合作用，具有位置檢測功能，用做各種控制方式的低速、快速電梯電氣控制系統實現到達預定停靠站時提前一定距離換速、平層時停靠的自動控制裝置。

提前換速點與停靠站樓面的距離與電梯額定運行速度有關，速度越大，距離越長。一般可按如表1-3所示的參數進行調整。

20世紀80年代中期以來，國內的電梯生產廠家和電梯安裝、維修企業，開始采用雙穩態磁性開關（以下簡稱雙穩態開關）作為電梯換速平層裝置的器件。這種裝置是由位于轎頂上的雙穩態開關和位于井道的圓柱形磁鐵（以下簡稱磁豆）構成的，如圖1-7所示。雙穩態開關的結構如圖1-8所示。

比較圖1-5和圖1-7可知，圖1-5所示在井道內安裝的是干簧管傳感器，因此必須把干簧管的引出線接到機房的控制柜；而圖1-7所示則不必如此處理。

比較圖1-6和圖1-8可知，圖1-6的結構原理比較簡單，當將隔磁板插入傳感器的凹形口時，隔磁板旁路永久磁鐵產生的磁場，干簧管的常閉觸點接通，以此控制相關電路，而圖1-8所示的結構原理比較復雜，其中兩個方塊磁鐵的N極和S極構成一個閉合的磁場回路，它類似于兩個電池順向串接成的電路。兩個方塊磁鐵產生的磁場力用于克服干簧管內觸點的彈力，使干簧管觸點維持在斷開或閉合中的某一狀態。只有電梯在上下運行中，當雙穩態開關接近或路過磁豆時，磁豆N極和S極之間的磁場與兩個方塊磁鐵構成的磁場疊加，才能使干簧管的觸點翻轉改變連接狀態，以此控制相關電路。

兩個方塊磁鐵的N極和S極所產生的磁場強度，與單個方塊磁鐵的磁場強度及兩個方塊磁鐵的距離有關，如果產生的磁場強度太大，接近或路過磁豆時干簧管的觸點狀態不會改變，如果太小則不能使觸點維持改變后的狀態。因此雙穩態開關對方塊磁鐵、干簧管、磁豆的安裝位置及尺寸等的質量要求都是比較嚴格的。

實際使用過程中，當電梯向上運行時，雙穩態開關接近或路過磁豆的S極時動作，接近或路過N極時復位；反之電梯向下運行時雙穩態開關接近和路過磁豆的N極時動作，接近或路過S極時復位，以此輸出電信號，實現控制電梯到站提前換速或平層停靠。雙穩態開關與磁豆的距離應控制在6mm和8mm之間。

6. 限位開關裝置

為了確保司機、乘用人員、電梯設備的安全，在電梯的上端站和下端站處，設置了限制電梯運行區域的裝置，稱為限位開關裝置。在國產電梯產品中，限位開關裝置分下列兩種。

（1）適用于低速梯的限位開關裝置。這種裝置由用角鐵制成、長約3m、固定在轎架上的開關打板和通過扁鐵固定在導軌上的專用行程開關兩部分組成，如圖1-9所示。

除雜物電梯外，一般電梯產品的上端站和下端站均設置有兩個限位開關。

上、下端站的第1限位開關1SXK和1XXK，作為電梯到達端站樓面之前，提前一定距離強迫電梯將額定快速運行切換為平層停靠前慢速運行的裝置。提前強迫換速點與端站樓面的距離與電梯額定運行速度有關，可按略大于換速傳感器的換速點進行調整。

上、下端站第2限位開關2SXK和2XXK，作為當第1限位開關失靈，或由于其他原因造成轎廂超越上、下端站樓面一定距離時，切斷電梯上、下運行控制電路，強迫電梯立即停靠的裝置。作用點與端站樓面的距離不得大于100mm。

（2）20世紀80年代末以前用于直流快速梯和高速梯的端站強迫減速裝置。這種裝置包括兩副用角鐵制成、長約5m、分別固定在轎廂導軌上、下端站處的打板，以及固定在轎廂頂上、具有多組動開觸點的特制開關裝置兩部分。開關裝置部分如圖1-10所示。

電梯運行時，設置在轎頂上的開關裝置隨轎廂上下運行，達到上、下端站樓面之前，開關裝置的橡皮滾輪左、右碰撞固定在轎廂導軌上的打板，橡皮滾輪通過傳動機構分別推動預定觸點組依次切斷相應的控制電路，強迫電梯到達端站樓面之前提前減速，超越端站樓面一定距離時停靠。作用點與端站樓面的距離，可按限位裝置和極限開關的相應參數調整。

7. 極限開關裝置

極限開關是一種在20世紀80年代中期以前，用于交流雙速電梯，作為當限位開關裝置失靈，或因其他原因造成轎廂超過端站樓面100～150mm距離時，切斷電梯主電源的安全裝置，常用符號JXK表示。

極限開關由位于機房經改制的鐵殼開關、固定于轎廂導軌上的上下滾輪組、固定于轎廂架的打板（和限位開關裝置合用一個打板）及連接鐵殼開關和上、下滾輪組的鋼絲繩構成，如圖1-11所示。

電梯運行過程中，由于某種原因造成電梯轎廂超過端站樓面，達到極限開關的作用點時，位于轎廂架的打板碰撞上滾輪組或下滾輪組，上、下滾輪組通過鋼絲繩強行打開鐵殼開關，切斷電梯的總電源，強迫電梯立即停靠。

由于這種裝置的結構較復雜，開關的故障率較高，20世紀80年代中期以后，國內不少電梯生產廠家采用如圖1-9所示的形式，在井道兩端站各裝一個限位開關，由限位開關打板碰壓，由限位開關控制一個接觸器，由接觸器切斷電梯總電源的方法取代極限開關裝置。

8. 選層器

選層器設置在機房或隔音層內，是模擬電梯運行狀態，向電氣控制系統發出相應電信號的裝置。

這種裝置在20世紀80年代中期后，國內各電梯生產廠家已不再生產，但國內至今仍有采用這種裝置的在用電梯。

按與電氣控制系統配套使用情況，選層器可分為以下兩種。

（1）用于貨、醫梯電氣控制系統的層樓指示器。層樓指示器是選層器的一種，但功能較少，由于貨、醫梯電氣控制系統的自動化程度較低，仍能滿足要求。層樓指示器的結構比較簡單，如圖1-12所示。

層樓指示器由固定在曳引機主軸上的主動鏈輪部分及通過自行車鏈條帶動的指示器部分組成。指示器部分由自行車鏈輪、減速牙輪、定觸點、塑料固定板、動觸點及其固定架構成。電梯上下運行時，固定在曳引電動機主軸上的主動鏈輪隨其轉動，主動鏈輪通過自行車鏈條、減速牙輪副帶動指示器的3個動觸點，在270°的范圍內往返轉動，3個動觸點與對應的3組定觸點配合，向電氣控制系統發出3個電信號。通過這3個電信號，實現轎廂位置自動顯示，自動消除廳外上、下召喚記憶指示燈信號。

（2）用于客梯電氣控制系統的選層器。用于客梯的選層器除具有層樓指示器的功能外，還可以自動消除轎內指令登記信號，根據內外指令登記信號，自動確定電梯的運行方向，到達預定停靠站時提前一定距離向控制系統發出減速信號和提前開門信號，有的還能發出到站平層停靠信號等，如圖1-13所示。與客梯控制系統配套使用的選層器具有比較完善的性能，不但可以簡化電氣控制系統，便于安裝、調試和維修，還可以降低電梯故障率，提高電梯運行可靠性。

近幾年，隨著科學技術的發展，特別是電子技術的發展，為電梯電氣控制系統配套設計的選層器，在品種上不斷增加，除20世紀60年代以前設計、制造的機械選層器外，20世紀70年代上海自動化設備成套所研制了數控選層器。近年來，通過各電梯制造廠、研究所、大專院校的共同努力，又先后研制成功了微機選層器。控制技術的發展及PLC和微機在電梯電氣控制系統中的普遍采用，使電梯電氣控制系統對井道信息的采集，用一個或幾個永磁式傳感器或雙穩態開關、光電開關，就可以滿足控制需求。因此進入20世紀90年代，機械選層器已被淘汰。

9. 控制柜

控制柜是電梯電氣控制系統完成各種主要任務，實現各種性能的控制中心。

控制柜由柜體和各種控制電氣部件組成，如圖1-14所示。

控制柜中裝配的電氣部件，其數量和規格主要與電梯的停層站數、額定載荷、速度、控制方式、曳引電動機類別等參數有關，不同參數的電梯，采用的控制柜不同。

10. 開門機電阻器箱

國產電梯從20世紀60年代末以來，多采用直流電動機作為實現自動開、關門的拖動電動機。

直流電動機具有良好的調速性能，便于控制和調節電梯的開、關門速度，既有較高的開、關門效率，又有較低的噪聲。

由于他勵直流電動機的運行速度與電樞兩端的電壓成正比。因此只要控制和調節電樞兩端的電壓，就能控制和調節電梯的開、關門速度。

開門機電阻器箱內裝置的器件，就是用來控制電樞兩端電壓的3個電阻器。為了便于調試，該電阻器箱一般裝置在開關門電動機旁。

進入20世紀90年代，除采用電阻和有觸點開關對直流門電動機進行調速外，還出現了采用微機對直流門電動機進行調速，也有采用交流調頻調壓調速的電梯門拖動控制系統，可供選擇的品種多，技術日趨先進。

11. 晶閘管勵磁裝置

晶閘管勵磁裝置自20世紀60年代末至20世紀80年代中期，一直是國內各種快速和高速直流電梯的主要電氣控制裝置。

晶閘管勵磁裝置是將交流電轉換成直流電，作為發電機-電動機組發電機勵磁繞組的直流電源。根據電梯的運行特點和要求，該直流電源極性可變，電壓值可按預定規律改變，從而使發電機輸出的電壓滿足曳引直流電動機啟動、制動時的要求，以實現按預定的速度曲線運行，并進行速度調節和控制。

在實際應用中，用于快速直流梯和高速直流梯的晶閘管勵磁裝置略有不同，其調速系統的結構原理如圖1-15所示。隨著直流梯的淘汰，這種裝置也不再生產。