2180 VVVF垂直電梯機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì),vvvf,垂直,電梯,機(jī)械,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 第一章 緒論第一節(jié) 電梯的分類(lèi)一、電梯的分類(lèi)電梯的分類(lèi)有各式各樣:(1 )按用途分類(lèi)有乘客電梯、載貨電梯、醫(yī)用電梯、觀(guān)光電梯、車(chē)輛電梯、船舶電梯、建筑施工電梯等(2) 按速度分類(lèi)低速電梯 1 m/s 以下中速電梯 1 -2m/s高速電梯 2m/s 以上超高速電梯 5m/s 以上(3) 按驅(qū)動(dòng)電源分類(lèi)交流電梯速度 一般小于 2m/s直流電梯速度 一般大于 2m/s(4) 按控制方式分類(lèi)有層間控制，簡(jiǎn)易集選控制，集選控制、有/ 無(wú)司機(jī)控制、群控等。第二節(jié) 電梯的基本結(jié)構(gòu)曳引式電梯是垂直交通運(yùn)輸工具中使用最普遍的一種電梯，現(xiàn)將其基本結(jié)構(gòu)介紹如下。（1） 曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪及反繩輪等組成。曳引機(jī)由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速箱、機(jī)座、曳引輪等組成，它是電梯的動(dòng)力源。曳引鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對(duì)重（或者兩端固定在機(jī)房上） ，依靠鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)轎廂升降。導(dǎo)向輪的作用是分開(kāi)轎廂和對(duì)重的間距，采用復(fù)繞型時(shí)還可增加曳引能力。導(dǎo)向輪安裝在曳引機(jī)架上或承重梁上。當(dāng)鋼絲繩的繞繩比大于 1 時(shí)，在轎廂頂和對(duì)重架上應(yīng)增設(shè)反繩輪。反繩輪的個(gè)數(shù)可以是 1 個(gè)、2 個(gè)甚至 3 個(gè)，這與曳引比有關(guān)。（2） 導(dǎo)向系統(tǒng)　　導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架等組成。它的作用是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌架上，導(dǎo)軌架是承重導(dǎo)軌的組件，與井道壁聯(lián)接。導(dǎo)靴裝在轎廂和對(duì)重架上，與導(dǎo)軌配合，強(qiáng)制轎廂和對(duì)重的運(yùn)動(dòng)服從于導(dǎo)軌的直立方向。（3 ） 門(mén)系統(tǒng)門(mén)系統(tǒng)由轎廂門(mén)、層門(mén)、開(kāi)門(mén)機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、門(mén)鎖等組成。轎廂門(mén)設(shè)在轎廂入口，由門(mén)扇、門(mén)導(dǎo)軌架、門(mén)靴和門(mén)刀等組成。層門(mén)設(shè)在層站入口，由門(mén)扇、門(mén)導(dǎo)軌架、門(mén)靴、門(mén)鎖裝置及應(yīng)急開(kāi)鎖裝置組成。開(kāi)門(mén)機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂門(mén)和層門(mén)啟閉的動(dòng)力源。（4） 轎廂轎廂用以運(yùn)送乘客或貨物的電梯組件。它是由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架，由橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成。轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量或額定載客人數(shù)決定。（5） 重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重由對(duì)重架和對(duì)重塊組成。對(duì)重將平衡轎廂自重和部分的額定載重。重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對(duì)重側(cè)曳引鋼絲繩長(zhǎng)度變化對(duì)電梯平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。（6） 電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置等組成，對(duì)電梯實(shí)行速度控制。曳引電機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或直流電機(jī)。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)。一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，與電機(jī)相聯(lián)。調(diào)速裝置對(duì)曳引電機(jī)實(shí)行調(diào)速控制。（7） 電氣控制系統(tǒng)　　電氣控制系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成,它的作用是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開(kāi)關(guān)箱、層站召喚按鈕、轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急操縱箱?？刂破涟惭b在機(jī)房中，由各類(lèi)電氣控制元件組成，是電梯實(shí)行電氣控制的集中組件。位置顯示是指轎內(nèi)和層站的指層燈。層站上一般能顯示電梯運(yùn)行方向或轎廂所在的層站。選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運(yùn)行方向、發(fā)出加減速信號(hào)等作用。（8 ） 安全保護(hù)系統(tǒng)安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械和電氣的各類(lèi)保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全使用。機(jī)械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用；緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用；還有切斷總電源的極限保護(hù)等。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)都（9）工作原理 曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。常閉塊式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對(duì)重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來(lái)補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確停靠。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。1-減速箱；　　　　2-曳引輪；3-曳引機(jī)底座；　　4-導(dǎo)向輪；5-限速器；　　　 6-機(jī)座；7-導(dǎo)軌支架；　　 8-曳引鋼絲繩；9-開(kāi)關(guān)碰鐵；　 10-緊急終端開(kāi)關(guān)；11-導(dǎo)靴；　　　　　12-轎架；13-轎門(mén)；　　　　14-安全鉗；15-導(dǎo)軌； 　　 16-繩頭組合；17-對(duì)重，　　　　18-補(bǔ)償鏈；19-補(bǔ)償鏈導(dǎo)輪； 20-張緊裝置；21-緩沖器；　 　22-底坑；23-層門(mén)；　　　　24-呼梯盒；25-層樓指示燈； 26-隨行電纜；27-轎壁；　　 28-轎內(nèi)操縱箱；29-開(kāi)門(mén)機(jī)； 30-井道傳感器；31-電源開(kāi)關(guān)；　 32-控制柜；33-曳引電機(jī)；　　34-制動(dòng)器圖 1—1 第三節(jié) 電梯技術(shù)發(fā)展展望一、電梯技術(shù)發(fā)展（1）電梯的拖動(dòng)技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活等特點(diǎn)，使得在低樓層場(chǎng)合得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。交流拖動(dòng)電梯更是得到迅速的發(fā)展，己由以前的變級(jí)調(diào)速(AC-VP)發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速(AC-VV)及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(AC-VVVF)，使得電梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。(2)電梯的邏輯控制己從過(guò)去簡(jiǎn)單的繼電器—接觸器控制發(fā)展為可編程序控制 99(PLC)和微機(jī)控制，控制方式也從手柄控制、信號(hào)控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到很大提高。(3)電梯的管理功能不斷加強(qiáng)，電梯廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，不斷滿(mǎn)足用戶(hù)的使用功能要求。如緊急停車(chē)操作、消防員專(zhuān)用、防搗亂系統(tǒng)等。(4)智能群控管理得到廣泛應(yīng)用。(5)機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國(guó)際上機(jī)械加工水平的不斷提高，使斜齒傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)在電梯上的應(yīng)用日益廣泛，已使電梯的傳動(dòng)形式多樣化。二、電梯發(fā)展展望(2)技術(shù)含量更高，性能更好電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進(jìn)性能、高舒適性的VVVF 電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置，因?yàn)橛来磐綗o(wú)齒輪曳引機(jī)具有更節(jié)能、更潔掙、更安全、更安靜、更經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，所以永磁同步曳引機(jī)逐步成為新型曳引機(jī)的主流:由于永磁技術(shù)的先進(jìn)性，將來(lái)很有可能取代VVVF 技術(shù)。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng).以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。（5） 電梯群控系統(tǒng)將更加智能化電梯智能群控系統(tǒng)將基于強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟硬件資源，如基于專(zhuān)家系統(tǒng)的群控、基于模糊邏輯的群控、基于計(jì)算機(jī)圖像監(jiān)控的群控、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的群控、基于遺傳基因法則的群控等。這些群控系統(tǒng)能適應(yīng)電梯交通的不確定性、控制目標(biāo)的多樣化、非線(xiàn)性表現(xiàn)等動(dòng)態(tài)特性。隨著智能建筑的發(fā)展，電梯的智能群控系統(tǒng)能與大樓所有的自動(dòng)化服務(wù)設(shè)備結(jié)合成整體智能系統(tǒng)。(6) 超高速電梯速度越來(lái)越高21 世紀(jì)將會(huì)發(fā)展多用途、全功能的塔式建筑，超高速電梯繼續(xù)成為研究方向。曳引式超高速電梯的研究繼續(xù)在采用超大容量電動(dòng)機(jī)、高性能的微處理器、減振技術(shù)、新式滾輪導(dǎo)靴和安全鉗、永磁同步電動(dòng)機(jī)、轎廂氣壓緩解和噪聲抑制系統(tǒng)等方面推進(jìn)。采用直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯也有較大研究空間。未來(lái)超高速電梯舒適感會(huì)有明顯提高。（7） 藍(lán)牙技術(shù)在電梯上廣泛應(yīng)用藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)是一種全球開(kāi)放的、短距無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)規(guī)范，它可通過(guò)短距離無(wú)線(xiàn)通訊，把電梯各種電子設(shè)備連接起來(lái)，無(wú)需縱橫交錯(cuò)的電纜線(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)。這種技術(shù)將減少電梯的安裝周期和費(fèi)用，提高電梯的可靠性和控制精度，更好地解決電氣設(shè)備的兼容性，有利于把電梯歸納到大樓管理系統(tǒng)或智能化管理小區(qū)系統(tǒng)中。（8） 綠色電梯將普及要求電梯節(jié)能、減少油污染、電磁兼容性強(qiáng)、噪聲低、長(zhǎng)壽命、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等。甚至有人設(shè)想在大樓頂部的機(jī)房利用太陽(yáng)能作為電梯補(bǔ)充能源。（9 ）電梯產(chǎn)業(yè)將網(wǎng)絡(luò)化、信息化電梯控制系統(tǒng)將與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，用網(wǎng)絡(luò)把各地的電梯監(jiān)管起來(lái)進(jìn)行維保；通過(guò)電梯網(wǎng)站進(jìn)行網(wǎng)上交易，包括電梯配置、招投標(biāo)等，也可以在網(wǎng)上申請(qǐng)電梯定期檢驗(yàn)。（10） 乘電梯去太空 坐電梯進(jìn)入太空，這一設(shè)想是前蘇聯(lián)科學(xué)家在 1895 年提出來(lái)的，后來(lái)一些科學(xué)家相繼提出了各種解決方案。2000 年，美國(guó)國(guó)家宇航局（NASA）描述了建造太空電梯的概念，這需要極細(xì)的碳纖維制成的纜繩并能延伸到地球赤道上方 3.5 萬(wàn) km。為使這條纜繩突破地心引力的影響，太空中的另一端必須與一個(gè)質(zhì)量巨大的天體相連。這一天體向外太空旋轉(zhuǎn)的力量與地心引力抗衡，將使纜繩緊繃，允許電磁轎廂在纜繩中心的隧道穿行。普通人登上太空這個(gè)夢(mèng)未來(lái)將實(shí)現(xiàn)。