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《电梯结构原理及安装维修》论文

学院（部）电子与控制工程学院

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关于电梯的发展

在当今的世界，随着城镇建设的发展，地价的昂贵，迫使建筑只有向空中发展。

高层建筑的拔地而起，智能化楼宇大厦的出现，显示了建筑业的飞速发展。

它们是计算机技术、自动控制技术、网络及通信技术的综合产物，是未来信息社会的典型缩影。

楼宇自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）及安全保卫自动化（SA）是智能大厦的四个不可缺少的功能模块。

而电梯作为智能大厦楼宇自动化控制系统的重要组成部分，有着举足轻重的地位。

在高达几十米甚至上百米的高层及超高层建筑中，电梯成为人们必不可少的、极其重要的交通代步工具。

电梯是标志现代物质文明的垂直运输工具，是机电体化的复杂运输设备，它涉及电子技术，机械工程，电力电子技术，微机技术，电力拖动系统和土建工程等多个科学领域。

目前电梯的生产情况和使用数量已经成为国家现代化程度的标志之一，随着现代化城市的高度发展，每天都有大量人流及物流需要输送。

为节约用地和适应经贸事业发展，一幢幢高楼拔地而起，这些高层建筑的垂直运输是一个突出问题，与人们的生活和工作紧密相关。

由于在智能化大厦中的广泛应用，因此高层建筑中的井道及运行在井道中的电梯在结构、控制性能等方面表现出高层建筑电梯的如下特点：

（1）电梯结构紧凑、体积小，因此占地面积小，且美观实用。

（2）电梯在频繁的起动、稳速及制动的过程中，安全可靠、舒适、快速、平稳。

（3）电梯平层精度高，平层误差要在国家规定标准范围内。

（4）高层建筑电梯的高效运行，必须使电梯具有最短的乘客候梯时间，才能有效避免由于高层建筑人员集中、候梯时间过长而造成的拥挤现象。

（5）为满足电梯高效运行的需要，高层建筑电梯大都采用了高速及超高速电梯。

（6）高层建筑电梯必须具有极其灵活的控制方式，高层建筑中大量采用的微机控制或可编程控制器控制的电梯可以满足人们对电梯的多种服务要求。

（7）作为主要为乘客服务的高层建筑电梯，都要具有十分完善的安全保护装置。

（8）为满足多功能大厦的服务需求，高层建筑电梯型式多种多样，例如客梯、扶梯、观光梯等。

事实证明，只有现代化的电梯才能适应高层建筑及其群体需要。

发展中的电梯体现出如下趋势：

1、电梯结构：

采用先进的制造工艺及控制技术，使电梯的结构越来越紧凑、精巧、坚固、美观及实用。

双层电梯、微机控制电梯等都在结构上有显著改进。

2、电梯运行性能：

采用先进的自动控制理论、先进的传动与控制技术，使电梯在运行过程中具有安全可靠、快速、准确、平稳的特性。

采用先进的微机技术，对电梯实行并联控制，群体控制以及人工智能控制，保证了电梯的高效率运行。

3、节能化：

越来越多的电梯将进入高层建筑，电梯的节能运行是电梯开发与使用的关键。

有效地改善供电电网质量，充分利用现有能源，千方百计地减少电梯设备及传动系统的能量损失与浪费等，都是电梯节能运行的良好措施。

在高层建筑中，人们曾设计并制造出许多具有良好的传动及操纵性能的电梯。

现代电梯主要以高层建筑为服务对象，为了更好地满足高层建筑对电梯的需要，电梯控制技术同样也经历了由简单到复杂，由低级向高级的发展阶段。

当代电梯采用的都是曳引传动式电梯，曳引传动式是于20世纪初在美国诞生。

曳引传动电梯废除了鼓轮，轿厢的牵引是靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力，对重用以平衡轿厢负载。

曳引传动电梯的结构及其运行性能与鼓轮式电梯相比，都有了很大的改进，而且具有鼓轮式电梯无法比拟的优点，所以在电梯发展的近一百年时间里，曳引传动作为电梯的基本传动方式始终没有改变。

1、作为我国70年代电梯主要标志的交流双速电梯，其调速方法是采用改变电梯牵引电动机的级对数。

两种或两种不同极对数的绕组，其中极数少的绕组称为高速绕组，极数多的绕组称为低速绕组。

高速绕组用于电梯的起动及稳速运行，低速绕组用于制动及电梯的维修。

这种电梯的结构简单、价格较低、使用与维护都较方便，但牵引电动机调速不够平滑,舒适感较差。

2、80年代盛行的交流调压调速电梯，其性能优越于交流双速电梯。

调压调速方法是改变三相异步电动机的定子供电电压实现电动机的调速。

由于电梯制动减速性能要求较高，所以采用的制动方法也有所不同，通常多为能耗制动。

在能耗制动中，将电机定子绕组接至直流电源，再加上采用闭环控制方式，从而有效地控制了能耗制动转矩，使制动减速过程快速平稳，且制动精度高。

调压调速电梯在起动、稳速运行时也可以采用闭环控制技术，将速度给定曲线以模拟量或数字量的形式送入电梯传动系统，在反馈控制的作用下，使电机转速跟踪给定速度曲线变化。

调压调速电梯在起动、稳速及制动的全过程中实现了闭环控制。

3、90年代，调压调频调速电梯开始占据世界电梯市场。

调压调频调速电梯（简称VVVF电梯）的调速方法是调节电机定于绕组供电电压的幅值及频率。

在VVVF电梯的传动系统中，大量采用了微机控制技术及脉冲宽度调制技术。

脉冲宽度调制器（简称PWM控制器）保证了由逆变器输送至三相异步电机定于电压波形为等效正弦波形。

调压调频调速电梯传动系统中还广泛地采用了矢量变换技术，使交流电机转速的控制类似于直流电机。

VVVF电梯由于其体积小、重量轻、运行效率高、又节省能源，几乎包括了以往所有电梯的优点，再加上极为完善的调速性能，因此它的应用几乎完全可以和直流电梯相媲美。

VVVF电梯是电梯发展的必然结果，它的许多优点已经被世人所瞩目。

VVVF电梯已遍布世界各国，如日本的三菱公司、东芝公司、日立公司、美国的奥的斯公司以及我国的广州电梯工业公司等较大电梯生产厂家都在研制或进一步开发VVVF电梯，并取得了可喜成果。

随着智能化楼宇大厦的出现，人们对电梯的控制要求越来越高，不但要使电梯在运行过程中具有安全可靠、快速、准确、平稳的特性，也即要使电梯具有良好的乘坐舒适感及享受感。

同时也对电梯运行的高效、节能等提出的严格要求。

而良好的电梯控制技术是电梯高质量运行的重要保证。

传统的电梯都是采用继电器控制的方式，也常被称为经典控制方式。

但继电器控制有许多缺陷，如因为要依靠机械装置动作而使电梯控制系统的可靠性较差，并且存在接线复杂，故障率高，检修维护困难等问题。

由于继电器控制的局限性，可编程控制器被广泛的应用于电梯控制中。

可编序程控制器应用于电梯控制之中与传统电梯控制系统相比具有许多优势。

由于可编序程控制器是采用程序控制，可以有效避免繁杂的接线，并且由于采用高性能的精密元器件，故能使电梯控制系统的可靠性大大提高。

虽然与继电器控制相比，可编序程控制器的成本较高，但可编序程控制器的可编程特性和其具有的高级运算功能可以实现电梯控制的高度自动化和人工智能化，这是继电器控制所无法比拟的，并且成本问题可以通过节省输入点、使用中间继电器的办法来得到一定程度上的解决。

目前，我们国产电梯大部分为继电器和ＰＬＣ控制方式，继电器控制系统性能不稳定，故障率高，大大降低了电梯的舒适性，可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员的生活和工作带来了很多不便，因而传统的电梯控制系统的更新势在必行，可编程控制器在电梯控制中得到了广泛的应用。

参考文献

【1】《电梯控制技术》梁延东中国建筑工业出版社1997

【2】《电梯结构原理及安装维修》陈家盛机械工业出版社2011