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继电器控制的电梯原理

发布时间:2021-06-03 11:24

第一节信号控制电梯功能简述

前言
因为目前电梯已大多采用多微机网络控制系统,串行通信、智能化管理、变频调速等技术使电梯的可靠性与舒适感大大提高,传统的继电器控制系统已退出了历史的舞台。所以许多电梯同行对继电器控制系统已非常陌生。其实电梯的控制逻辑还是从继电器控制系统逐渐进化而来的。特别是想了解PLC应用及编程的朋友,因为PLC梯形图结构与继电器回路图极为相似,而且我们接触的电梯控制系统中,多少还有一些继电器回路,所以人为一个电梯维修技术人员,我们有必要对继电器控制系统有一些了解。现在我们以XH(信号控制)电梯为例,来熟悉一下继电器控制电梯的原理。
信号控制电梯功能简述
本系统为有司机操作系统。在轿内操纵箱装有对应层站数的指令按钮。各层厅门外装有一只召唤盒。底层只有一只向上方向的召唤按钮。顶层也装有一只向下方向的召唤按钮。中间层站各装有两只,分别为向上和向下召唤按钮。
当厅外有人需要搭乘电梯,就根据目的地要求按下向上或向下召唤按钮,召唤信号就被登记。同时轿内操纵箱上就有显示某层有召唤请求,并且蜂鸣器鸣叫。司机按照召唤请求需要,按下相应的层站指令按钮。层站指令被登记并显示。电梯控制系统根据当前轿厢的位置与指令的要求,自动判断出运行方向,并在操纵箱的方向按钮上显示。
司机根据方向显示,按向上或向下的方向按钮,电梯开始关门,待门全部关好,电梯向上运行,通过压降起动、加速后进入稳速快车运行。电梯运行过程中,装在厅门外的楼层显示器不断刷新当前轿厢的位置。当电梯到达目的层时,自动由快车转为慢车,并通过回馈制动使电梯速度逐级下降。电梯到达平层位置停止运行,制动器抱闸。随即电梯开门,完成了一个电梯运行的过程。
电梯检修状态的运行:电梯操纵箱、轿顶、机房都装有一只检修开关和上行、下行按钮,当处于检修位时,电梯切断自动定向、快车启动等回路,使电梯只能运行于慢车状态。检修人员只要按下向上或向下按钮,电梯即慢速上行或下行。但检修有优先级别,即轿顶操作权最优先。

第二节主回路

原理说明
(1)电梯开始向上启动运行时,快车接触器K吸合,向上方向接触器S吸合。因为刚启动时接触器1A还未吸合,所以380V通过电阻电抗RQA、XQ接通电动机快车绕阻,使电动机降压起动运行。
(2)约经过2秒左右延时,接触器1A吸合,短接电阻电抗,使电动机电压上升到380V。电梯经过一个加速最后达到稳速快车运行状态。
(3)电梯运行到减速点时,上方向接触器S仍保持吸合,而快车K释放,1A释放,慢车M吸合。因为此时电动机仍保持高速运转状态,电机进入再生发电制动状态。如果慢车绕阻直接以380V接入,则制动力矩太强,而使电梯速度急速下降,舒适感极差。所以必需要分级减速。最先让电源串联电阻电抗,减小慢车线圈对快速运行电动机的制动力。经过一定时间,接触器2A吸,短接一部分电阻,使制动力距增加一些。然后再3A、4A也分级吸合,使电梯速度逐级过渡到稳速慢车运行状态。
(4)电梯进入平层点,S、M、2A、3A、4A同时释放,电动机失电,制动器抱闸,使电梯停止运行。
原理说明
由整流器出来的110V直流电源,正极接通过熔断丝1RD接到02号线,负极通过熔断丝2RD接到01号线。
把电梯中所有安全部件的开关串联一起,控制电源继电器JY,只要安全部件中有任何一只起保护,将切断JY继电器线圈电源,使JY释放。
02号线通过JY继电器的常开点接到04号线,这样,当电梯正常有电时,04号与01号之间应用110V直流电,否则切断04号线,使后面所有通过04号控制的继电器失电。
串联一个电阻RY是起到一个欠电压保护。大家知道,当继电器线圈得到110V电吸合后,如果110V电源降低到一定范围,继电器线圈仍能维持吸合。这里,当电梯初始得电时,通过JY常闭触点(15、16)使JY继电器有110V电压吸合,JY一旦吸合,其常闭触点(15、16)立即数开,让电阻RY串入JY线圈回路,使JY在一个维持电压下吸合。
这样当外部电源出现电压不稳定时,如果01、02两端电压降低,JY继电器就先于其它继电器率先断开,起一个欠电压保护作用。
在电梯井道内每层都装有一只永磁感应器,分别为1YG、2YG、3YG、4YG、5YG,而在轿厢侧装有一块长条的隔磁铁板,假如电梯从1楼向上运行,则隔磁铁板依次插入感应器。当隔磁铁板插入感应器时,该感应器内干簧触点闭合,控制相应的楼层继电器1JZ~5JZ吸合。

根据1JZ~5JZ的动作,控制1JZ1~5JZ1相应的动作。从电路中看出1JZ1~5JZ1都有吸合自保持功能,所以1JZ1~5JZ1始终有且只有一只吸合。
(1)正常状态时的关门:当司机输入轿内指令,电梯自动定出方向,司机再按下方向按钮时,关门启动继电器1JQ吸合,控制关门继电器JGM吸合。控制门机马达向关门方向运转。门完全关闭结束,打断关门到位限位3GM,切断JGM回路,门停止运行。
(2)检修状态时的关门:电梯处于检修状态时,检修继电器JM吸合,这里通过接下操纵箱上的关门铵钮AGM,即可使JGM吸合。
(3)正常状态时的开门:电梯到站停靠时,状在轿厢上的门区感应器插入该楼层的隔磁铁板,使门区继电器JMQ吸合。等电梯完全停止,4JAS↓→JMQ↑→1JQ↓→JYT↓→JGM↓,使开门继电器JKM吸合。门机向开门方向旋转,电梯门打开。当门完全开启,切继开门到位限位2KM,JKM释放,开门结束。
(4)检修状态时的开门:检修状态时,只有在电梯停止运行时JTY↓,按下AKM可使JKM吸合,电梯开门。
(5)电梯开关门中的减速过程:
开门:当JKM吸合时,电流一方面通过DM,另一方面通过开门电阻RKM,从M2→M3,使门机向开门方向旋转,因为此RKM时电阻值较大,通过RKM的分流较小。所以开门速度较快。当电梯门关闭到3/4行程时,使开关减速限位1KM接通,短接了RKM的大部分电阻,使通过RKM的分流增大,从而使电机转速降低,实现了开门的减速的功能。
关门:当JGM吸合时,电流一方面通过DM,另一方面通过关门电阻RGM,从M3→M2,使门机向关门方向旋转。因为此时RGM电阻值较大,通过RGM的分流较小,所以关门速度较快。当电梯关闭到一半行程时,使关门一级减速限位1GM接通,短接了RGM的一部分电阻,使从RGM的分流增大一些,门机实现一级减速。电梯门继续关闭到3/4行程时,接通二级减速限位2GM,短接RGM的大部分电阻,使从RGM的分流进一步增加,而电梯门机转速进一步降低,实现了关门的二级减速。
通过调节开关门电路中的总分压电阻RMD,可以控制开关门的总速度。
因为当JY吸合时,门机励磁绕阻DMO一直有电,所以当JKM或JGM释放时,能使电机立即进入能耗制动,门机立即停转。而且在电梯门关闭时,能提供一个制动力,保证在轿厢内不能轻易扒开电梯门。
(6)基站锁梯时的开关门:
当下班锁梯时,电梯开到基站,基站限位KT闭合,司机需要关闭轿内安全开关ZA,切断安全回路,另一方面使02号线接至20号线(见安全回路),这样,司机通过操作基站厅门外的钥匙YK来控制JKM或JGM的动作来使电梯开关门。
假如梯在2楼,司机按下5楼指令A5J,则5楼指令继电器J5J吸合,电梯立即定为上方向(见自动定向电路),通过JKS1(17)、J5J(12、6),J5J自保持,信号被登记。当电梯向上运行到5楼5JZ1动作,进入减速时,1A释放,通过5JZ1(11、12),1A(7、8)把J5J继电器线圈两端短路,J5J释放,实现消号。
电梯停靠在本层时,按本层指令不被接受。
假设电梯在一楼,当3楼有人接向下招唤按钮A3X时,3楼向下召唤继电器J3X吸合,通过J3X(6、12)触点自保持。召唤信号被登记。同时,按下A3X时控制蜂鸣继电器JL吸合,轿内蜂鸣器响。提醒司机有人在召梯。
当电梯向上运行到3楼,3JZ1吸合,这时如果电梯没能继续上行的要求,则JKS1释放,通过3JZ1(13、14),JKS1(5、11),JQ(5、11)把J3X线圈两端短接,实现消号。假如这时电梯仍有上行信号,即JKS1吸合,则J3X不消号。必需待上行务任完成,返回接应3楼下向的乘客时,才能消号。
电梯停止在本层时,如没有运行方向,该层召唤不被登记。如果有运行方向,则同向召唤不被登记,反向召唤能被登记。
自动定向:
1JZ1~5JZ1的状态反映了当前轿厢的实际位置,不管轿厢在何位置,相应的nJZ1总是把A到B这条纵线分成两段。这样,如果指令信号的楼层大于轿厢位置楼层,则电源只能通过AB纵线的上部分而接通向上方向继电器JKS、JKS1。反之,如果指令信号的楼层小于轿厢位置楼层,则电源只能通过AB纵线的下部分而接通向下方向继电器JKX、JKX1。这就是自动定向的原理。
平层、门区继电器:
在轿厢侧面装有3只永磁感应器,最上面的为上平层继电器YPS,中间的为门区感应器YMQ,下面的为下平层感应器YPX。
在井道中每层都装有一块隔磁铁板,在平层位置时,这三只感应器应正好全部插入隔磁铁板中。分别驱动上平层继电器JPS、下平层继电器JPX、门区继电器JMQ。
当司机按了楼层指令后,电梯自动定出方向,JKS或JKX动作。这时司机根据方向提示按下向上方向按钮(AYS)或向下方向按钮(AYX)时,则向上继电器(JFS)或向下继电器(JFX)吸合,驱动开门启动继电器1JQ吸合,门开始关闭。
门关闭结束,门锁继电器吸合,通过原来的定向JKS或JKX,驱动启动继电器JQ吸合,电梯开始运行快车。
在井道的最高和最低层分别设有一只强迫减速限位2KW和1KW。当电梯达到端站减速位置时,断开强迫减速限位触点,强迫使JQ释放,电梯停止快车运行而进入慢车状态。
门锁JMS:
在每道厅门和轿门上都设有门电气联锁触点,只有当全部门关闭好后,所有门电气联锁联点闭合,门锁继电器JMS吸合,电梯才能运行。
检修JM:
在轿内和轿内都装有检修开关,检修开关拨至检修位时,检修继电器JM吸合,电梯处于检修状态。
抱闸线圈:DZZ
在下列四种状态下,抱闸线圈得电,制动器打开:
(1)快车上行,即S↑、K↑。
(2)快车下行,即X↑,K↑。
(3)慢车上行,即S↑,M↑。
(4)慢车下行,即X↑、M↑。
电梯开始运行时,因为1A、2A仍未吸合,它们的常闭触点把RZ1短路,所以DZZ得以110V直流电压,电梯启动后经过一段时间延时,1A吸合,使电阻RZ1串联到DZZ线圈中,DZZ两端电压下降至70V左右,称为维持电压。电容C8的作用是为了DZZ从110V电压降至维持电压时有一个过渡的过程,防止DZZ电压的瞬变而引起误动作。电阻RZ2构成DZZ的放电回路。
为了防止电梯从快车K转换到慢车M时,DZZ有一个断电的瞬间,所以放入JK延时继电器,从而保证了制动器不会发生两次动作。
运行继电器JYT:
当电梯上行接触器S或下行接触器X吸合时,运行继电器JYT吸合,表示电梯在运行之中。
当司机按下方向按钮启动关门时,通过JYT、1JQ,使J1SA吸合,则时通过R1SA给电容C1SA充电,当电梯开始运行时,JYT↓,J1SA并未立即释放,C1SA通过R1SA对J1SA放电,使J1SA仍吸合一段时间,所以J1SA是延时释放继电器。当J1SA释放时,一级加速接触器1A吸合,电梯经过降压启动到一级加速后进入稳速快车状态(参看运行回路)。
电梯在快车运行状态时,J2SA、J3SA、J4SA都处于吸合状态,一旦转入慢车,M↑→J2SA延时释放→2A↑→J3SA延时释放→3A↑→J4SA延时释放→4A↑,形成1级、2级、3级减速。
在快车转慢车时,JK也延时延放。
假如电梯从1楼驶往4楼。J4J吸合。
电梯向上行驶,当隔磁铁板插入4楼感应器中时,4JZ吸合,停站触发继电器JTQ延时释放。
通过J4J、4JZ、JTQ延时断开触点(1、7),接通停站继电器JT,电梯进入减速停站。
停站触发继电器JTQ的延时时间最好在0.1秒以下,它的作用是为了保证电梯到达某楼层后,不再响应该楼层发出的停车指令。比如你在电梯在开往四楼中,途经3楼时再输入3楼指令,电梯将只记忆该3楼指令,而不应答停车。如果JTQ的延时时间过长,则有可能答应这个停车指令,而此时减速距离已不够,会引起冲层的现象。
快车上行:JQ吸合,使快车接触器K吸合,(回路1)快车延时继电器JK吸合,通过已定的方向JKS,使向上运行接触器S吸合,因为此时1A仍未吸合,所以电梯快车降压启动,经过延时,1A吸合,电梯加速,最后达到快车稳速向上运行。
减速:运行到目的层时,JQ释放,K释放,M吸合。在K释放后,S通过(回路2)JK(3、8)–S(1、2)–X(3、4)继续保持吸合,电梯以慢车向上运行,并通过2A、3A、4A的逐级吸合,进行三级减速制动,最后进入慢车稳速运行。
当JK释放后,S通过(回路3)JM(13、14)–JMQ(2、8)–M(1、2)–S(1、2)继续自保。
平层:电梯继续慢速上行,上平层感应器率先插入楼层隔磁铁板,这时S可以通过(回路4)JPS(3、8)–JQ(2、8)–JPX(2、8),K(3、4)–JM(13、14)吸合,电梯再上升到门区感应器插入时,回路3断开,S只通过回路4吸合,当下平层感应器插入时,电梯正好平层,回路4断开,S释放,M释放,电梯停止运行。

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