電梯的電氣控制系統(tǒng)故障分析

毛國忠

文章對電梯電氣控制系統(tǒng)常見故障原因進(jìn)行了分析。闡述了在電梯檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的電氣控制中存在的問題，希望電梯制造企業(yè)在設(shè)計(jì)、制造和安裝調(diào)試過程中加以重視，以提高我國電梯運(yùn)行的安全性能。

電梯；電氣控制；安全電器電路

《電梯制造與安裝安全規(guī)范)GB7588-2003第12.4.3.1條規(guī)定：切斷制動(dòng)器電流，至少應(yīng)用2個(gè)獨(dú)立的電氣裝置來實(shí)現(xiàn)，不論這些裝置與用來切斷電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)電流的電氣裝置是否為一體。當(dāng)電梯停止時(shí)，如果其中一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)未打開最遲到下一次運(yùn)行方向改變時(shí)，應(yīng)防止電梯再運(yùn)行。

一般要求保護(hù)器能實(shí)時(shí)檢測被監(jiān)測電梯的工作及外電源的當(dāng)前狀況，對當(dāng)前的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)智能分析，盡可能給出確切結(jié)果，對結(jié)果不能確定的問題提供警報(bào)，要求人工干預(yù)，切斷電梯拖動(dòng)及檢測到的外電源，提供保護(hù)器電源參與援救，包括拖動(dòng)轎廂到平層，開門放客，提供語言報(bào)警、關(guān)門，電梯返回基站，可見電源系統(tǒng)是保護(hù)器的關(guān)鍵。

1.電梯電氣控制

電梯控制技術(shù)的發(fā)展，始終與安全技術(shù)的發(fā)展緊密相連。當(dāng)今電梯安全電氣控制的重點(diǎn)是電氣安全回路控制。其具體體現(xiàn)為由關(guān)鍵安全控制點(diǎn)設(shè)置的安全觸點(diǎn)和安全電路組成的電氣安全回路，對電梯驅(qū)動(dòng)裝置主控電器直接以硬件連接的控制。這種電路結(jié)構(gòu)能夠有效防止電磁干擾、軟件程序錯(cuò)誤對電梯關(guān)鍵安全控制環(huán)節(jié)的威脅，保證電梯關(guān)鍵安全控制電氣環(huán)節(jié)的可靠性。

在目前電梯控制電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，電氣安全回路對驅(qū)動(dòng)裝置主控電器的控制連接，還存在著某些通過程序軟件間接連接的設(shè)計(jì)。特別是電氣安全回路中的門鎖觸點(diǎn)，往往由于各種原因處于直接控制驅(qū)動(dòng)裝置主控電器的電氣回路之外。有些設(shè)計(jì)者過分強(qiáng)調(diào)微電腦的工作可靠性，忽視了電氣安全回路控制點(diǎn)失誤后果的嚴(yán)重性，將門鎖觸點(diǎn)通過程序控制器間接控制驅(qū)動(dòng)裝置主控電器，此類控制方式在發(fā)生意外干擾時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的危險(xiǎn)，已有多項(xiàng)事實(shí)表明了這種危險(xiǎn)。

對驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)器控制電器這類關(guān)鍵控制電器的故障防護(hù)是電梯安全控制的一個(gè)重點(diǎn)。由于驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)器控制電器的失控將可能直接造成轎廂開門狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，極易發(fā)生剪切事故。因此，必須對此類電器的工作有效性進(jìn)行監(jiān)控。關(guān)鍵電器的雙套獨(dú)立控制加上故障檢測是保證安全的必要手段。

2.電氣控制系統(tǒng)一般故障檢測判斷

短路故障檢查方法：短路造成的故障有兩種情況，一種是電源間短路，短路后產(chǎn)生極大的短路電流，能將熔斷器熔體燒毀；由于故障現(xiàn)象明顯，對電路分析即能查得排除。另一種是局部電路短路，觸點(diǎn)粘合，開關(guān)不釋放等，這種短路不產(chǎn)生大電流，熔斷器保持完好。一般表現(xiàn)為電梯失控或電路上出現(xiàn)某一繼電器不能釋放。

這時(shí)也可根據(jù)這一繼電器的有關(guān)電路進(jìn)行分段斷開，逐步將故障排除。

斷路故障檢查方法：斷路故障一般表現(xiàn)在接頭松動(dòng)、開關(guān)和觸點(diǎn)接觸不良、斷線或元件損壞。檢查方法可用萬用表檢查和短路檢查法。采用萬用表檢查斷路故障時(shí)，可分別用電阻擋和電壓擋和電壓擋進(jìn)行測量檢查。在使用電阻擋檢查時(shí)，需斷開電路電源，根據(jù)電路原理圖逐段測量電路的電阻，根據(jù)各段電阻值的大小來分析故障點(diǎn)。在使用電壓擋進(jìn)行檢查時(shí)，需給電路接通電源，然后根據(jù)電路原理圖逐段測量電路的電壓，并根據(jù)電壓值的大小分析確定故障點(diǎn)。采用短路方法檢查，即根據(jù)電梯電氣控制原理罔，對可能出現(xiàn)故障的觸點(diǎn)、開關(guān)等部分電路進(jìn)行短接。短接后，如果故障消除，將說明故障將在這一部分電路，隨后縮小范同，重復(fù)檢查，即可能定故障點(diǎn)。

3.電梯電器、電路控制

安全電器：電梯的關(guān)鍵安全控制部位均有電氣安全裝置實(shí)施控制。電氣安全裝置須由符合安全觸點(diǎn)或安全電路標(biāo)準(zhǔn)的電氣部件組成。目前國內(nèi)盛行將集中串聯(lián)電氣安全裝置的電氣安全網(wǎng)路通過中繼控制電器控制電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)供電的設(shè)備(主控接觸器)。電梯遵循安全規(guī)范的前提是首先具有良好的機(jī)械和電氣常規(guī)設(shè)計(jì)。而有些設(shè)計(jì)忽視了電梯電氣安全回路中繼控制電器的控制對象的電氣參數(shù)。在電氣安全回路的中繼控制電器元件的選型中，存在著利用普通繼電器控制直流電路時(shí)選型不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。常見的錯(cuò)誤為采用交直流兩用繼電器作為電氣安全回路的中繼控制電器時(shí)，未考慮繼電器的直流負(fù)載控制的電路技術(shù)參數(shù)。另一個(gè)值得注意的是控制電器元件的額定值一般均為控制電阻性負(fù)載時(shí)的額定值，在電梯電氣安全回路的中繼控制這類電感性負(fù)載電路中，相應(yīng)的控制能力將大幅度下降，電器觸點(diǎn)持續(xù)拉弧、燒熔、粘連的現(xiàn)象就難以避免。在電氣安全回路的中繼控制這樣的電路中，將可能造成電氣安全回路失效的重大危險(xiǎn)。

隨著交流變頻技術(shù)在電梯上廣泛應(yīng)用。在電梯主拖動(dòng)、門機(jī)拖動(dòng)方面都采用了交流變頻技術(shù)。但在控制電器設(shè)計(jì)選擇方面也存在一些問題。最明顯的是變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的接觸器的選型。由于電梯交流變頻控制的安全需要，許多設(shè)計(jì)者將變頻器與電動(dòng)機(jī)之間加設(shè)了接觸器。這類設(shè)計(jì)對接觸器的選型都是按照交流工頻條件確定。而忽視了變頻器輸出的電流為交流工頻至低頻直至直流的變流特性。因?yàn)楣ゎl交流接觸器的分?jǐn)嗄芰﹄y于有效分?jǐn)嘀绷麟娏鳎虼舜祟愒O(shè)計(jì)在變頻器輸出的電流為低頻交流和直流時(shí)，接觸器分?jǐn)鄷r(shí)觸點(diǎn)問將產(chǎn)生嚴(yán)重拉弧，不能分?jǐn)嘀敝翢龤У暮蠊?。按照安全?guī)范的要求，當(dāng)變頻器輸出在停車期間未能關(guān)斷電流時(shí)，檢測監(jiān)控裝置將指令接觸器分?jǐn)嚯娐?。這就意味著此類設(shè)計(jì)在變頻器低頻輸出時(shí)難以有效關(guān)斷電路。這對變頻拖動(dòng)的電梯在減速和再平層狀態(tài)的控制將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

安全電路：按照安全規(guī)范的要求，安全電路分為常規(guī)元件組成和含有電子元件的兩類。安全電路都要進(jìn)行故障安全評價(jià)。對于故障分析時(shí)需要考慮哪些故障，就是GB7588—2003中14.1.1.1和附錄H葉|所列出的故障。把這些故障分別輸入評價(jià)流程圖中，只有能到達(dá)“可接受”的設(shè)計(jì)才是符合安全標(biāo)準(zhǔn)的。對含有電子元件的安全電路還需進(jìn)行規(guī)定的型式試驗(yàn)合格。目前對安全電路進(jìn)行故障安全評價(jià)這一環(huán)節(jié)未能得到有效地控制。使用計(jì)算機(jī)軟件(程序)作為安全電路的組成部分，是電梯控制技術(shù)發(fā)展的趨勢；而GB7588標(biāo)準(zhǔn)中提到的安全電路的三個(gè)組成部分卻并不包含軟件(程序)。

電梯制造企業(yè)在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮其對各種意外情況下的安全保護(hù)，應(yīng)達(dá)到不低于標(biāo)準(zhǔn)GB7588-2003的相關(guān)要求，電梯檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)過程中，亦應(yīng)加強(qiáng)對電氣控制系統(tǒng)的試驗(yàn)，嚴(yán)格把關(guān)。通過對電梯電氣控制系統(tǒng)故障的診斷和分析，找到了電梯電氣控制系統(tǒng)一般故障有效的檢查方法和切實(shí)可行的維修方案。

[1]芮靖康.機(jī)床電氣維修技術(shù)問答[M]北京：中國水利水電出版社.1999

[2]陳家盛.電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1990

[3]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)6B7588-2003電梯制造與安裝安全規(guī)范