教學課件

模塊2電梯電氣系統(tǒng)的構成與原理電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)【學習目標】

1.了解電梯的電氣系統(tǒng)和電氣控制的方式、電氣控制系統(tǒng)的3種主要類型。2.了解電梯電力拖動系統(tǒng)的類型；掌握交流雙速拖動系統(tǒng)和VVVF拖動系統(tǒng)的原理。3.掌握XPM型五門五站客貨兩用電梯電氣控制電路的原理。4.掌握自動扶梯的電氣系統(tǒng)。5.認識電梯的常用電器元件和自動扶梯安全保護電路的相關電器。6.能夠分析XPM型五門五站客貨兩用電梯電路的工作原理，并排除電路的簡單故障。模塊2電梯電氣系統(tǒng)的構成與原理電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)【學習目標】1.掌握自動扶梯和自動人行道的特點與分類，以及自動扶梯的基本結構。2.認識自動扶梯安全保護系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)【新課導入】

1.簡略復習上節(jié)課的內容；2.簡略介紹本次課（“學習任務2-5”）的主要教學內容與4學時的教學安排。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

一、自動扶梯和自動人行道的特點與分類

1.自動扶梯和自動人行道的定義

按照GB/T7024-2008《電梯、自動扶梯、自動人行道術語》，自動扶梯是指帶有循環(huán)運行梯級，用于向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅動設備。自動人行道是指帶有循環(huán)運行（板式或帶式）走道，用于水平或傾斜角不大于12°輸送乘客的固定電力驅動設備。

自動扶梯和自動人行道如圖2-38所示。因為自動扶梯和自動人行道是連續(xù)運行的，所以在人流較密集的公共場所（如機場、車站、商場等）被大量使用。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

(a)自動扶梯(b)自動人行道P72圖2-38自動扶梯和自動人行道P72【二維碼資源】自動扶梯的電氣控制系統(tǒng)

自動扶梯驅動裝置的結構和原理電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)

一、自動扶梯和自動人行道的特點與分類2.自動扶梯和自動人行道的分類(1)自動扶梯的分類自動扶梯可以按載荷能力、適用場所、安裝位置、機房位置、傾斜角度，以及護欄種類等進行分類。

①按載荷能力及使用場所，可分為普通型、公共交通型和重載型自動扶梯。

②按照安裝位置，可分為室內和室外型自動扶梯。

③按照機房的位置，可分為機房上置、下置、外置和中間驅動式自動扶梯。

④按傾斜角度分類，自動扶梯的傾斜角有27.3o、30o和35o三種。

另外，如果按照護欄種類分類，可分為玻璃（全透明與半透明）護欄和金屬護欄的自動扶梯；按扶手照明可分為有扶手照明和無扶手照明的自動扶梯等。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

一、自動扶梯和自動人行道的特點與分類

2.自動扶梯和自動人行道的分類(2)自動人行道的分類自動人行道可以按結構、使用場所、安裝位置和傾斜角度進行分類。

①按照結構，可分為踏板式和膠帶式兩種自動人行道，其中以踏板式自動人行道較為常見。

②按照使用場所，可分為普通型和公交型自動人行道。

③與自動扶梯類似，自動人行道按照安裝位置可分為室內和室外型。

④按照傾斜角度可分為水平型（傾斜角為0°～6°）和傾斜型（傾斜角為6°＜α≤12°）兩種。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

一、自動扶梯和自動人行道的特點與分類

3.自動扶梯和自動人行道的主要參數(shù)

自動扶梯和自動人行道的主要參數(shù)有提升高度、傾斜角、速度（包括名義速度和額定速度）、名義寬度、最大輸送能力和水平移動距離等，具體可查閱相關資料。

二、自動扶梯的基本結構

自動扶梯的基本結構由桁架、梯級導軌、梯級、梳齒板與樓層板、驅動系統(tǒng)、扶手帶系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等組成，如圖2-40所示。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)P73圖2-40自動扶梯的基本結構學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

三、自動扶梯安全保護系統(tǒng)

自動扶梯安全保護系統(tǒng)是為了在任何情況下都能夠保證乘客和自動扶梯設備本身的安全面設置的各種保護裝置。自動扶梯安全保護系統(tǒng)包括有制動器和梯級鏈保護裝置、梯級塌陷保護裝置、梯級缺失監(jiān)測裝置、梳齒板安全保護裝置、圍裙板安全保護裝置、扶手帶入口保護裝置、扶手帶斷帶保護裝置、超速保護和非操縱逆轉保護裝置等。

1.梯級鏈保護裝置GB16899-2011規(guī)定：梯級鏈條應能連續(xù)地張緊。在張緊裝置的移動超過±20mm之前，自動扶梯應自動停止運行。

當梯級驅動鏈斷裂或過分松弛時，能使自動扶梯停止的電氣裝置。梯級鏈保護裝置通常是在梯級鏈張緊彈簧兩端部各設置一個電氣安全開關。當張緊裝置的前后位移超過20mm時，開關動作，自動扶梯停止運行，如圖2-41所示。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

P74圖2-41梯級鏈保護裝置

P74圖2-42梯級塌陷保護裝置電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)

2.梯級塌陷保護裝置

因梯級滾輪破損、梯級軸承斷裂或者梯級其他單位破損等原因，導致梯級下陷、傾斜時，如果自動扶梯未能及時停止運行，將會導致梯級上的乘客跌倒或者自動扶梯設備本身造成嚴重損壞。因此當發(fā)生上述情況時通過設置在自動扶梯上的梯級塌陷安全保護裝置起作用，令自動扶梯可以立即停止運行，如圖2-42所示。3.梯級缺失監(jiān)測裝置(a)梯級缺失帶來的危險狀態(tài)(b)梯級缺失監(jiān)控裝置P75圖2-43梯級缺失監(jiān)測裝置電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)

三、自動扶梯安全保護系統(tǒng)3.梯級缺失監(jiān)測裝置

如果自動扶梯在維修后沒有及時裝上被拆卸的梯級而自動扶梯又能起動運行，或者其他原因造成的梯級缺失，都會造成嚴重的后果。因此自動扶梯應在驅動站和轉向站安裝有梯級缺失監(jiān)測裝置，在沒有安裝梯級的缺口從梳齒板出現(xiàn)之前使自動扶梯停止，如圖2-43所示。

4.梳齒板安全保護裝置

在上下梳齒板兩側各裝有一個梳齒板安全開關，一旦梯級與梳齒相嚙合處有異物卡住時，將使梳齒板向后或向上移動，從而斷開梳齒板安全開關，使自動扶梯停止運行，如圖2-44所示。

P75圖2-44梳齒板安全保護裝置

電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)P76圖2-45圍裙板安全保護裝置1-安全開關；2-型材；3-圍裙板；4-梯級學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

三、自動扶梯安全保護系統(tǒng)

5.圍裙板安全保護裝置

圍裙板安全保護裝置由圍裙板安全毛刷和圍裙板安全開關組成，如圖2-45所示。圍裙板毛刷安裝在自動扶梯的兩側圍裙板上，防止乘客的衣物被夾在梯級與圍裙板之間的間隙。圍裙板安全開關安裝在圍裙的后面與圍裙板之間，一般安裝上下彎轉部位，分左右共4個（當提升高度較大時在扶梯的中間段也要加裝安全開關）。當圍裙板與梯級間夾有異物時，由于圍裙板的變形而斷開相應的安全開關，從而使自動扶梯停止運行。6.扶手帶入口保護裝置

扶手帶入口保護主要由入口套、微動開關和托架等組成，如圖2-46所示。當有異物或人手推壓入口處時，入口套變形后觸發(fā)微動開關使自動扶梯停止。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

P76圖2-46扶手帶入口保護開關

P76圖2-47超速保護和非操縱逆轉保護裝置電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)

三、自動扶梯安全保護系統(tǒng)

7.扶手帶斷帶保護裝置

目前大多數(shù)自動扶梯都裝有扶手帶斷帶保護裝置。扶手帶斷帶保護裝置一般安裝在扶手帶驅動系統(tǒng)靠近下平層的返回側，如果扶手帶出現(xiàn)松弛、張力不足或者扶手帶發(fā)生斷裂，扶手帶斷帶開關動作，自動扶梯停止運行。8.超速保護和非操縱逆轉保護裝置

超速保護和非操縱逆轉保護裝置如圖2-47所示。(1)超速保護自動扶梯應在速度超過名義速度的1.2倍或1.4倍之前自動停止運行。常用的超速保護裝置有主驅動輪安裝速度傳感器或編碼器和導軌安裝速度感應器兩種。

①主驅動輪速度傳感器或編碼器監(jiān)測：從主驅動鏈輪的齒輪上采集速度相關的脈沖信號，檢測出自動扶梯的實際運行速度，當運行速度過低或者發(fā)生逆轉時，給控制系統(tǒng)發(fā)出信號，切斷主機電源，使自動扶梯停止。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)

8.超速保護和非操縱逆轉保護裝置

②導軌速度監(jiān)測：直接將檢測器件安裝在導軌上，監(jiān)測梯級的運行速度和方向的變化，檢測出自動扶梯的實際運行速度，當運行速度過低或者發(fā)生逆轉時，給控制系統(tǒng)發(fā)出信號，切斷主機電源，使自動扶梯停止。(2)非操縱逆轉保護常見的自動扶梯逆轉保護裝置有電子式和機械式兩種。

①電子式逆轉保護裝置。自動扶梯的逆轉基本上是只能發(fā)生在扶梯上行狀態(tài)，在逆轉發(fā)生前必然先是意外減速，當速度降到正常速度的50%~20%時，電子式速度監(jiān)測裝置發(fā)出信號，使自動扶梯制動器動作；如果此時工作制動器失效，出現(xiàn)逆轉，電子式速度監(jiān)測裝置檢測到自動扶梯出現(xiàn)了逆轉，則附加制動器動作，緊急制停自動扶梯。

②機械式逆轉保護裝置。為了提高對逆轉檢測的可靠性，有的自動扶梯在裝有電子式速度檢測裝置的同時，還安裝有機械式逆轉保護裝置。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈠自動扶梯電氣系統(tǒng)的組成

自動扶梯的電氣系統(tǒng)由電氣控制箱、主驅動電動機、電磁制動器、自動潤滑電動機、上下端部的起動、停止鑰匙開關及起動警鈴鑰匙開關、速度監(jiān)測電氣裝置、安全保護開關、扶手照明電路、梯級間隙照明電路、下端機房接線箱、移動檢修盒、故障顯示器等部件組成。

1.電氣控制箱

自動扶梯所有的電氣控制元件都裝在一個控制箱內，位于上部機房，松開螺栓可將電氣控制箱提出機房，便于維修人員進入機房進行維修，如圖2-48所示。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)

(a)位置(b)箱內P77圖2-48電氣控制箱(a)安全回路故障代碼顯示器(b)安全監(jiān)控故障碼顯示裝置P78圖2-49故障顯示器學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈠自動扶梯電氣系統(tǒng)的組成2.故障顯示器

自動扶梯一般有兩個故障顯示器，分別在電氣控制箱的門上和箱內。(1)安全回路故障代碼顯示裝置。在電氣控制箱門上裝有一個故障顯示器，如圖2-49a所示，故障顯示器由三個數(shù)碼管組成，電氣控制箱門上附有一塊故障說明牌，顯示常見的安全回路故障，便于維修人員快速查找故障。(2)安全監(jiān)控故障碼顯示器。該顯示器在電氣控制箱內，如圖2-49b所示。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈠自動扶梯電氣系統(tǒng)的組成3.自動運行鎖匙開關和緊急停止按鈕

自動扶梯的起動及運行方向的確定，是由操作人員轉動鑰匙開關來實現(xiàn)的。在自動扶梯的上、下部都裝有電源鑰匙開關和一個紅色的緊急停止按鈕（提升高度如果超過6m的自動扶梯，應在中間增加一個緊急停止按鈕），如圖2-50所示。P78圖2-50自動運行鎖匙開關和緊急停止按鈕電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈠自動扶梯電氣系統(tǒng)的組成

4.安全保護開關

安全保護開關的作用是保護扶梯的運行安全，一旦扶梯某部位發(fā)生故障，扶梯會立即停止運行。并且故障顯示裝置將顯示出發(fā)生故障部位的代碼，維修人員依據(jù)故障顯示部位排除故障后，扶梯才能重新啟動，投入正常運行。自動扶梯各安全保護開關的位置如圖2-51所示。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)P78圖2-51安全保護開關位置示意圖

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈡自動扶梯的電氣控制

自動扶梯一般有4種電氣控制方式，可根據(jù)用戶的需求進行配置。(1)星-三角起動：起動后一直按0.5m/s的速度運行。(2)變頻起動：起動后按0.5m/s的速度運行，如在3min內無人乘梯，速度降為0.2m/s以減少耗電，直至感應有人乘梯后速度再恢復至0.5m/s。(3)自起動：起動后按0.5m/s的速度運行，如在3min內無人乘梯，自動扶梯停止運行以節(jié)省電能；如圖2-52所示，若通過出入口的感應器檢測到有人乘梯后，再重新起動運行。

P79圖2-52光電感應開關裝置電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈡自動扶梯的電氣控制(4)變頻-自起動：起動后按0.5m/s的速度運行，如在3min內無人乘梯，速度自動降至0.2m/s；如再過3min仍無人乘梯，自動扶梯停止運行直至感應到有人乘梯后再重新起動運行。

㈢自動扶梯的運行控制

1.運行方式

自動扶梯的拖動部分采用變頻器調速，通過調節(jié)電動機三相交流的電壓及頻率來改變電動機的轉速，從而改變扶梯的運行速度；當無人乘坐時，約60s后扶梯以按名義速度2/7的行駛速度運行；當檢測到在運行方向有人進入自動扶梯感應區(qū)內乘坐時，自動加速到額定速度運行。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈢自動扶梯的運行控制

2.運行過程(1)檢修運行過程如下。

①拔下上部或者下部控制箱上的附加插頭，插入檢修插頭，該插頭為多芯航空用插頭，如圖2-53所示，繼電器KJX不動作，扶梯轉換為檢修運行。(a)扶梯檢修盒(b)檢修插座及插頭P79圖2-53扶梯檢修盒電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈢自動扶梯的運行控制

2.運行過程

②手持操縱檢修盒，檢查FU3-FU4柜內熔斷器，合上電源開關QF、K1、KF。

③若安全回路暢通，PLC供電正常，且在“RUN”狀態(tài)下，則打開檢修盒上停止開關（STOP）,點動檢修盒公共按鈕（SQ）及上行或下行按鈕（UP或DOWN），接觸器將按下列順序工作:KU（或KD）吸合→抱閘接觸器KMB吸合→運行接觸器YC吸合→抱閘釋放檢測開關KBZ1/KBZ2動作→PLC快車繼電器信號輸出，扶梯按配置的運行方式運行。

④檢修運行時，扶梯速度監(jiān)控、非操縱逆轉、制動距離檢測仍起作用。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈢自動扶梯的運行控制

2.運行過程(2)正常運行過程如下。

①將上下部兩只檢修附加插頭都插上，繼電器KJX吸合。

②檢查FU3-FU4柜內熔斷器，合上電源開關QF、K1、KF。

③若安全回路正常，PLC供電正常，且在“RUN”狀態(tài)下，插入運行起動鑰匙，按所需方向旋轉，并保持約0.5s后復位，控制元器件將按以下順序工作：KU（或KD）吸合→抱閘接觸器KMB吸合→運行接觸器YC吸合→抱閘釋放檢測開關KBZ1/KBZ2動作→信號通過PLC/Y01傳輸?shù)絀NV變頻器DI3端口，扶梯按配置的運行方式運行。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)學習單元2-5自動扶梯的電氣系統(tǒng)

四、自動扶梯電氣系統(tǒng)

㈢自動扶梯的運行控制

2.運行過程(3)智能變頻運行過程如下。

①經(jīng)濟運行方式。插入鑰匙，按運行方向旋轉一次，扶梯起動運行。如果連續(xù)約1min無人進入感應器檢測范圍，則扶梯以按額定速度的2/7運行；當檢測到有人進入自動扶梯感應區(qū)內時，自動加速到額定速度運行。

②標準運行方式。插入鑰匙，按運行方向要求旋轉三次，扶梯按配置的運行方式運行，直到按停止按鈕停車。此方式為扶梯的標準運行方式（無需智能感應器）。電梯電氣控制技術電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)

實訓任務2.4自動扶梯的電氣實訓（見《實訓手冊P17～20）配備實訓設備器材：1.一體化教室（配備：(1)教學用自動扶梯[如YL-2170A型教學扶梯]1～2臺；(2)電梯維保常用的工具與器材、設備[可見主教材表4-2]）。2.實用的自動扶梯。3.相關課件與視頻。步驟一：實訓準備1.由指導教師對本實訓的內容與操作的安全規(guī)范要求作簡單介紹。2.指導教師應事先了解準備組織學生觀察的自動扶梯的周邊環(huán)境等，事先做好預案（參觀路線、學生分組等）。3.準備完成本實訓所需要的工具與器材、設備。電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)電梯電氣控制技術序號部件名稱主要功能安裝位置備注1

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實訓任務2.4自動扶梯的電氣實訓（見《實訓手冊P17～20）步驟二：觀察自動扶梯的結構

學生以3～6人為一組，在指導教師的帶領下觀察自動扶梯，全面、系統(tǒng)地觀察自動扶梯的基本結構，認識扶梯的各個系統(tǒng)和主要部件的安裝位置以及作用?？捎刹考Q去確定位置，找出部件，然后將觀察情況記錄于表2-4-2中?！秾嵱柺謨浴稰18表2-4-2自動扶梯部件的功能及位置學習記錄表

注意：1.以觀察YL-2170A型教學用扶梯為主，有條件也可輔助觀察其他類型的自動扶梯；2.觀察過程要注意安全。電梯安裝與維修保養(yǎng)專業(yè)電梯電氣控制技術運行控制方式操作步驟備注檢修運行

智能變頻運行：經(jīng)濟運行方式

智能變頻運行：標準運行方式

其他記錄

實訓任務2.4自動扶梯的電氣實訓（見《實訓手冊P17～20）步驟三：自動扶梯運行控制的學習1.在指導教師的帶領下，了解YL-2170A型教學用扶梯的運行控制方式。方法：