电梯结构与原理：电梯供电与主机控制

1.电梯供电与供电要求

电梯的供电电源应由专用开关单独控制供电，每台电梯分设动力、照明电源开关。电梯专用电动机的供电电压要求在±7%范围内波动，且要具有相对稳定性。为便于线路维修，单相电源开关一般安装于动力开关旁，要求安装牢固、横平竖直。

注意：轿厢井道机房照明电源必须与电梯驱动主机电源分开。控制轿厢照明的开关和控制机房、滑轮间、井道、底坑照明电源的开关应该分别设置，各自具有独立的保护功能。

2.主开关

在机房中每台电梯都应单独设置一个能切断该台电梯电路的主开关，该开关整定容量应稍大于所有电路的总容量，并有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力。

主开关应具有稳定的断开和闭合位置，其断开位置最好能够锁住，以防误操作造成事故。主开关安装在机房入口处能迅速接近和操作的位置，应避免雨水淋湿和长时间日照，周围不应有杂物或有碍操作的设备或结构。若同一机房有几台电梯时，各台电梯主开关应易于识别。若主开关装在电气柜内，则电气柜应能随时打开，不应上锁。

主开关不能切断下列供电电路：轿厢、机房、滑轮间、井道和底坑的照明电路；机房、轿顶、底坑的插座及通风和报警装置。

3.配线与布线

电梯用的导线、电缆应符合GB/T 5013—2003《额定电压450/750 V及以下橡皮绝缘电缆》和GB/T 5023—2008《额定电压450/750 V及以下聚氯乙烯绝缘电缆》的规定，其中聚氯乙烯绝缘电缆能用于除电梯驱动主机动力电路以外的全部电路。导线的截面面积应由安全载流量和机械强度来决定，门安全电路的导线截面面积不得小于0.75 mm2。

除GB/T 5023.4固定布线用护套电缆和GB/T 5013.4中的重型电缆可在机房、井道壁上明敷外，其他电线电缆都应安装在线槽或线管中。线槽与线管应用不燃性的材料制成，并有足够强度。铁制线槽在机房地面敷设时，其壁厚不得小于1.5 mm。不易受损的分支线路可以用软管保护，但软管长度不应超过2 m。

电线管在安装时应用卡子固定，固定点间距不应大于3 m。线管的管口应设护口，与线槽连接处应用锁紧螺帽锁紧。其内部电线的填充率应不大于40%。金属软管与箱、罩或设备的连接处应用专用接头。安装时应固定，尤其端头必须固定牢固，固定点间距应不大于1 m。

电线槽应接口严密，槽盖齐全平整，在并列安装时应注意使槽盖能方便开启。线槽的转角和进出口应无毛刺，各节槽体间应有电气连接。在线槽或线管配线时，电线应尽量避免有中间接头，在必须有接头时，应采用冷压端子等方法可靠压接并做好绝缘处理。在线槽的进出口和转弯部位或电缆受力部位应加绝缘衬垫，垂直部分应可靠固定。电线槽内的电线充填截面应不大于线槽内截面面积的60%，并应留有备用线。动力线和控制线应分开敷设。

在电线安装时，接线端子应置于柜内或盒内，电线电缆的内护层和护套应进入设备接线装置的壳体，以确保导线绝缘和防护的连续性。

电梯随行电缆应符合GB/T 5013.5—2003和GB/T 5023.6—2008的要求。随行电缆安装前必须先自由悬吊消除扭曲。敷设长度应在轿厢完全压缩缓冲期后略有余量但不拖地。设井道中间电缆固定架时，固定架应设在提升高度的1/2以上1.5 m处。

随行电缆两端及不运动部分应可靠固定。圆电缆应绑扎在轿底和井道的电缆架上。扁电缆可重叠安装，重叠数不宜超过3根，每根间应有30～50 mm的活动间距。扁电缆固定应使用楔形插座与卡子。

4.制动器和驱动主机控制

制动器在动力电源或控制电源失电时，都应无延迟地实现制动。按照GB 7588的要求：切断制动器的电流至少应用两个独立的电气装置来实现，即对于制动器线圈，应有两个独立的串联触点进行控制。当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，则最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再启动。这两个接触器可以是专门设立的，也可以利用切断驱动主机电流的装置。

GB 7588规定由外电源直接供电的驱动主机，必须用两个独立的接触器切断电源使主机停止运行。这两个接触器的主触点应串联在电路中。当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，则最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。

当驱动主机由静态元件供电和控制时，可以采用两个独立接触器切断主机电源的方法，也可以由一个能切断各相电流的接触器和一个用来阻断静态元件中电流的控制装置及每次停车时检验阻断情况的监控装置共同组成的系统来切断主机电流。

接触器应在电梯每次改变运行方向前释放，如果此时接触器主触点未断开，电梯应停止再运行。在正常停车时，如果阻断装置未能有效阻断静态元件输出的电流，监控装置应使接触器释放，防止电梯再运行。(www.xing528.com)

5.电梯电气系统保护接地

电梯系统的电源有交流和直流，控制系统中也有交流和直流，电压也不相同，三相和单相交流电贯穿于电梯机房、井道、轿厢等处，为了保护人身安全，电梯系统必须可靠接地。

电气设备的金属外壳应良好接地，电气设备应有易于识别的接线端子，接地线的颜色为黄绿双色绝缘线，零线和地线应始终分开。接地电阻应小于4 Ω，接地线应为铜线，截面面积应不小于相线的1/3，最小截面面积不应小于4 mm2，钢管接头应焊接跨接线。电梯轿厢可通过软电缆的芯线进行接地，但不得少于2根。

【知识链接与拓展】

交流同步永磁电动机拖动方式

交流同步永磁电动机驱动的电梯，因其电动机采用的是具有永磁的转子，具有一个恒定的磁场。用变压变频技术控制定子绕组的磁极旋转频率，使电动机在启动或慢速制动停车时都有一个变速均匀的平滑的可变频率，保持电动机旋转力矩不变。这样电动机在此允许的速度范围内无论速度快慢，硬特性都保持不变。这就使2 m/s以下的电梯不必使用齿轮减速箱也能实现良好的慢速运行，从而达到节能、低噪声的效果。

交流同步永磁电动机驱动电梯的曳引系统由交流永磁电动机、制动器和曳引轮三部分组成。电动机的励磁部分由稀土永磁材料制成。因稀土磁性材料磁性大，所以电动机的体积和重量都可以减少，做得小巧轻便，可实现无机房或小机房。它无滑差损耗，无励磁损耗，不需要消耗润滑油，定子铜耗也较小，故效率高。

交流同步永磁电动机驱动电梯的特点如下：

（1）启动电流低，仅为同类变压变频异步电动机启动电流的60%，因此电动机发热少，机房内不需要空调，只要空气流通即可。

（2）运行平稳，低运行速度。1 m/s以下的电梯，电动机转速仅为25.5 r/min；2 m/s的电梯，电动机转速仅为58.8 r/min，故可以减少摩擦和噪声以及制动时产生的能耗和热量。

（3）可不要机房，将轻便的曳引机安装在井道上部或轿厢下，既简化了电梯结构，又节省了土建资金。

（4）曳引驱动系统不使用减速箱，降低了摩擦损耗，节电、节油。

（5）驱动电动机采用两个独立的制动系统，使电梯运行安全可靠。

（6）变压变频调速驱动系统配合低速驱动电动机，使电梯运行更加平稳舒适。

我国稀土资源丰富，永磁同步电动机发展前途无量。

【练习与思考】

（1）电梯电力拖动系统的种类有哪些？

（2）交流变压变频调速驱动与直流调速相比有哪些特点？