1.5 电梯自动控制系统中的主要环节

1.5.1 各类电梯安全可靠运行的充分与必要条件

电梯安全可靠运行的充分与必要条件有如下几种。

（1）必须把电梯的轿厢门和各个层楼的电梯层门全部关好——这是电梯安全运行的关键，是保障乘客和司机等人身安全的最重要保证之一。

（2）必须要有明确的电梯运行方向（上行或下行）——这是电梯的最基本的任务，即把乘客（或货物）送上或送下到需要停层的层楼。

（3）电梯系统的所有机械及电气机械安全保护系统有效而可靠——这是确保电梯设备工作正常和乘客人身安全的基本保证。

根据上述电梯安全可靠运行的充分与必要条件，以及电梯的运行工艺过程，下面将对一般电梯的控制系统的各个主要控制环节及其结构原理进行说明。

1.5.2 电梯自动开、关门的控制环节

从前面所述中可知，任何种类的电梯均要有开、关门的机构，该机构可以是人工手动的，也可以是电气机械自动的。但现今已很少见到手动开、关门的电梯了，仅仅对小型杂物电梯和简易居民住宅电梯才使用手动开、关门。现对两种驱动类型的自动开、关门环节的工作原理进行说明。

1. 对自动开、关门机构（或称为“自动门系统”）的要求及其速度调节方法

（1）要求。

①自动门机构必须随电梯轿厢移动，即要求把自动门机构安装于轿厢顶上，除了能带动轿厢门启闭外，还应能通过机械方法使电梯轿厢在各个层楼门区安全范围内方便地使各层的外层门随轿厢门的启闭而同步启闭。

②当轿厢门和某层楼的层门闭合后，应由电气机械设备的机械钩子和电气触点予以表现和考核。

③开、关门动作平稳，不得有剧烈的抖动和异响，按国家标准规定，开、关门系统在开、关门过程中其运行噪声不得大于65dB（A级）。

④关门时间一般为3～5s，而开门时间一般为2.5～ 4s。

⑤自动门系统调整简单方便，便于维修。

⑥门电动机要具有一定的堵转能力。

（2）速度调节方法。为了使电梯的轿厢门和某层层门在启闭过程中达到快、稳的要求，必须对自动门机系统进行速度调节，以满足对自动门机系统的要求，一般调速方法有如下两种。

①用小型直流伺服电动机作为自动门机的驱动时，常用“电阻”的串、并联调速方法（即“电枢分流法”，将在后面详述）。

②用小型三相交流力矩电动机作为自动门机的驱动力时，常用施加涡流制动器的调速方法，例如，瑞士迅达电梯公司的QKS9/10门机系统就是一个这样的系统。现多用小功率变频调速方法。

2. 常用的自动开、关门系统的电气控制电路原理

目前，国内外仍有电梯生产厂家用小型直流伺服电动机作为自动门系统的驱动力，其电气控制电路原理如图1-16所示。

其工作原理如下（以关门为例）。

当关门继电器KA83吸合后，直流110V电源的“+”极（04号线）经熔断器FU9，首先给直流伺服电动机（MD）的励磁绕组MD0供电，同时经可调电阻RD1 →KA83的1、2常开触点→MD的电枢绕组→KA83的3、4常开触点至电源的“-”极（01号线）；另一方面，电源还经开门继电器KA83的13、14常闭触点和电阻R82进行“电枢分流”而使门电动机MD向关门方向转动，电梯开始关门。

当门关至门宽的2/3时，限位开关SA831动作，电阻R83被短接一部分，使流经电阻R83中的电流增大，则总电流增大，从而使限流电阻RD1上的压降增大，也就是使电动机MD的电枢端电压下降，此时MD的转速随其端电压的降低而减小，即关门速度自动减小。当门继续关闭至尚有100～150mm的距离时，限位开关SA832动作，又短接了电阻R83的很大一部分，使电流增大，RD1上的电压降更大，电动机MD电枢端的电压更低，电动机转速更低，关门速度更小，直至轻轻地、平稳地完全关闭为止，此时关门限位开关动作，使KA83失电复位。至此关门过程结束。对于开门情况完全与上述的关门过程一样，这里不再赘述。

当开、关门继电器（KA82，KA83）失电复位后，电动机MD所具有的动能将全部消耗在电阻R83和R82上了，即进入强烈能耗（电阻R83由于开关SA832仍处于被接通状态，其阻值很小）制动状态，很快使电动机MD停车，这样直流伺服电动机的开、关门系统中就无需机械制动器（刹车）来迫使电动机停转。

上述这种用直流伺服电动机（如型号为11SZ56）的自动开、关门控制系统在国内外的所有电梯中得到了极为广泛的使用。在今后的电梯维修与保养工作中肯定会遇到这种或类似的开、关门系统。

3. 其他类型开、关门系统的电气控制系统

除了上述最常用的直流伺服电动机作为电梯自动开、关门机的动力外，还有其他类型的小型电动机作为电梯自动开、关门机的动力的。例如，在维修过程中，可能遇到用小型三相交流力矩电动机驱动的自动开、关门控制系统，或是用小型三相交流电动机加涡流制动器驱动的自动开、关门控制系统，瑞士迅达电梯公司的QKS9/10型的自动开、关门控制系统就是这样的一个门机系统。以下对该门机系统控制电路原理及其工作原理进行说明，如图1-17所示。

从图1-17中可知，在关门（或开门）过程中，为减缓门闭合时的撞击和提高其运行平稳性而需要调节门电动机的速度，这时只要通过改变它与电动机同轴的涡流制动器绕组“BIT”内的电流大小即可达到调速的目的。而其运行性能也不亚于前述的最常用的直流电动机系统。因此，在瑞士迅达电梯公司及其各类新、旧电梯自动门的控制中，就是应用这种门机系统控制电梯自动开、关门的。

QKS9门机系统的控制电路的工作原理如下（以关门为例）：

当接到关门指令后→KA83吸合→使三相交流电动机M获得供电而向关门方向转动。与此同时，与电动机同轴的涡流制动器绕组BIT经KA83常开触点和二极管VD2、减速电阻RMD1和RMD2而获得供电，产生一定的制动转矩，使电动机M平滑启动、运行，从而使关门过程平稳而无噪声。当门关至门宽的3/4时，开关SA1闭合，短接了全部RMD1电阻和部分RMD2电阻，从而使流经BIT的电流及产生的涡流制动力矩增大，门电动机M的输出转速大大减小，同时继续关门，直至关门限位开关动作为止→KA83断电→电动机M断电停车。然后使锁紧线圈MGH获得供电而门电动机M牢牢锁紧在已停车的位置，因此这种门机系统与前述的直流门机系统一样，均不需要机械制动器（刹车）；开门情况则与上述情况相反。

常用的直流门机控制系统与交流门机系统相比，各有所长。

（1）直流门机系统传动机构简单，调速方法也较为简单，且在低速时门电动机发热较少。交流门机系统的传动机构和调速方法也是比较简单的，但在低速时门电动机发热厉害，因此对交流门机电动机的堵转性能及绝缘要求均较高。

（2）由于两种门机的传动机构各不相同，致使电梯系统停电后有不同的结果。直流门机系统要实现开门放客很难；而交流门机系统则要容易得多。目前，交流门机系统较易达到电梯安全规范（GB 7588—95的《电梯制造与安装安全规范》）的要求。

（3）交流门机系统在低速运行时发热厉害，因此门电动机内必须备有过热保护装置，一旦过热保护装置失灵，就很容易烧坏三相交流门电动机；而直流门机系统则很少有此顾虑。

4. 自动开关门运行过程的控制

这里以KJX-A控制电路（见图2-1）为例进行说明。主要可以分为以下几种情况。

（1）有司机时的开、关门。在有电梯运行方向（KA11↑或KA21↑）情况下，由经过专门培训的专职司机揿按轿厢内操纵箱上的已点亮方向的开车按钮（SB17或SB18）即可使电梯自动开、关门系统进入关门控制状态，其继电器动作程序如下：

在电梯门尚未完全闭合之前，若发现有乘客要进入电梯轿厢，司机只要揿按轿厢内操纵箱上的开门按钮即可使电梯门重新开启，即按SB82按钮→↑↓→开门。

（2）无司机时的开、关门。此时门系统在电梯到达某层停车后开门，并开始计时，经事先调定的时间自动关门，即KA94↓→KAT3↓→KA32↑→KA83↑。该过程与是否有电梯运行方向无关。因此在电梯无司机状态下，电梯停于某层楼时是关着门时，若该层有乘客要乘用电梯，则只须揿按该层楼的厅外召唤按钮即可使电梯门开启。例如，电梯在5层时按SB205 （或SB305）→KA87↑→KA85↑→KA82↑→开门。

（3）检修状态下的开、关门。在检修情况下检修人员检查和修理自动门机和轿门时，电梯的开关门动作和操作程序不同于正常时的动作程序，最大的区别在于电梯门的开或关动作是点动断续的，即要使门关闭必须连续揿按关门按钮（SB83）才行。如果要使门关至某一位置停住不动，即刻松开关门按钮（SB83）就可使电梯门停于某一位置（按SB83 →KA83↑→关门→松开SB83 →KA83↑→停止不动）。

这样电梯检修人员就能方便地进行电梯门的检修工作。开门情况也是一样的，只要连续揿按开门按钮（SB82）即可使电梯门开启，如开至某一位置松开SB82，则停止开门，并保持在某一位置（按SB82 →KA85↑→KA82↑→开门）。

1.5.3 电梯的方向控制环节

任何类别的电梯，其运行的充分与必要条件之一是“要有确定的电梯运行方向”，因此所有电梯的确定运行方向的控制环节（简称“定向环节”）在所有电梯的整体控制系统中也与电梯的自动开关门控制环节一样，是一个至关重要的控制环节。

所谓电梯的方向控制环节，是根据电梯轿厢内乘客欲往层楼的位置信号或各层楼大厅乘客的召唤信号位置与电梯所处层楼的位置信号进行比较：凡是在电梯位置信号上方向的轿内或层楼厅外召唤信号，则电梯定上行方向；凡在其下方向的，则定下行方向。

在方向控制环节中，一般集选电梯必须满足下列几点要求。

（1）轿内指令信号优先于各层楼厅外召唤信号而定向，即当空轿厢电梯被某层厅外乘客召唤到达该层后，某层的乘客才能进入电梯轿厢内而揿按指令按钮令电梯定上行方向（或下行方向）；当该乘客进入轿厢内且电梯门未关闭同时尚未揿按指令按钮（即电梯尚未定出方向），出现其他层楼的厅外召唤信号时，如果此召唤信号指令电梯的运行方向有别于已进入轿厢内的乘客要求指令电梯的运行方向，则电梯的运行方向应由已进入轿厢内的乘客要求而定向，而不是根据其他层楼厅外乘客的要求而定向。这就是所谓的“轿内优先于厅外”。

只有在电梯门延时关闭而轿内又无指令定向的情况下，才能按各层楼的召唤信号的要求而定出电梯运行方向，如果定出了电梯运行方向，再有其他层楼的召唤信号就不能更改已定的运行方向了。

（2）要保证最远层楼召唤信号所要求的电梯运行方向不能被轻易地更改，这样以保证最高层楼（或最低层楼）乘客能乘用电梯，而只有在电梯完成最远层楼乘客的要求后，方能改变电梯的运行方向。

（3）在有司机操纵电梯时，在电梯尚未启动运行的情况下，应让司机有强行改变电梯运行方向的可能性。这在我国电梯尚未广泛普及，又以“有司机”操纵为主的使用情况下，这一“强行换向”也是必要的。

（4）在电梯检修状况下，电梯的方向控制应由检修人员直接揿按轿厢内操纵箱上或轿厢顶的检修箱上的方向按钮使电梯定向上（或向下）运行；松开方向按钮即可使电梯运行方向消失并使电梯立即停车。

1. 电梯定向控制的各种方法

因各类电梯的自动化程度不同，电梯的应用场合、电梯的定向控制方法也不尽相同，大致有以下几种。

（1）手柄开关定向。电梯司机或电梯管理人员通过扳动手柄开关直接接通电梯运行方向继电器（或方向接触器）。这种方法是最简单、最原始而又最直接的方法。现在可能还能见到以前各个电梯生产厂家生产的手柄开关控制的载货电梯（如KP、KPM型货梯），今后将不再生产这些电梯了，因电梯司机在电梯运行过程中始终要把持着手柄开关于某一运行方向，这样电梯司机劳动强度大，且操作不灵活，容易造成误操作。

手柄开关定向示意如图1-18所示。

（2）井道分层转换开关的定向控制。它是利用装于井道内各层楼位置的一个三位置（左、中、右）开关的预置位置来定向的，如图1-19所示。

只有当电梯停在某层楼时，该层的分层开关才处于中间位置。当电梯向上运行时，其下方各层的分层开关处于可接通向下方向继电器的位置；而当电梯向下运行时，在电梯的上方各层的分层开关处于可接通向上方向继电器的位置。这样当电梯轿厢所在层楼上方出现“内、外”召唤信号时就可令电梯定为向上运行；而在下方时，则定为向下运行。

这种定向方法要比手柄开关定向方法高明、简捷得多，因此在小型杂物电梯和普通货梯中得到了极为广泛的应用。但是由于这种分层开关是特制的，且在使用过程中有撞击声，因此只能应用于电梯额定速度较小（0.63m/s）的电梯中。另外，由于开关是特制的，这样给电梯的维修、保养带来了很大不便，因此这种定向方法只能在杂物梯中和小载重量货梯中有广泛的应用，而在其他梯种中就很少被采用了。

实际上，所谓自动定向，就是根据电梯的位置来说的，即在电梯上方的信号定上向信号，而在下方的，则定下向。因此自动定向控制的关键是如何确定某一时刻的电梯位置信号，据此可有以下几种方法。

①由井道永磁开关与继电器组成的逻辑电路定向。它是利用井道中与各层楼相对应的磁感应开关带动一个继电器，然后经继电器组成逻辑电路，有顺序地反映出电梯的位置信号，如图1-20所示，然后再与各层楼的内、外召唤信号进行比较而定出电梯的运行方向。

这种定向方法虽较复杂，但准确可靠，且可进行多台电梯的综合控制，因此凡是用继电器控制的电梯，绝大部分使用这一方法定出电梯的运行方向。

②机械选层器的定向。直至今天，国内仍有一些电梯生产厂家利用机械-电气形式的“选层器”的方法进行电梯的定向控制。而选层器实质上是按一定比例缩小了的电梯，其上、下运动的滑动拖板（或“撞块”）即相当于电梯的轿厢。因此可以将电梯井道中的电气部件和各层楼的情况集中于选层器上。这样就能容易确定出电梯的位置信号及其与内、外召唤信号的比较结果——电梯的运行方向。选层器不仅可用来定向，而且还可用来发出减速信号等。但由于它是按比例缩小的电梯井道，因此稍有误差就可导致电梯运行时出现很大的误差，这就对选层器机械部件制造的精度要求很高，而且加工困难。所以现在选层器已被很少采用；而在很大程度上被上述井道内永磁感应开关与继电器逻辑电路所取代。

③由井道中的双稳态磁开关与数字电路所组成的定向。这种方法当前被广泛采用。其工作原理是：装于电梯轿厢上的双稳态磁开关随着电梯轿厢运行而经过井道内各个层楼的永久磁铁时的变化量经“异或非”电路转化成二进制信号，并输入计算机比较环节而确定出电梯的运行方向。这种定向方法快速而准确，必将随着电梯控制系统中微机的广泛应用而不断发展。

2. 电梯常用自动定向环节电气原理说明

由上述可知，所谓的电梯自动定向就是电梯的位置信号与各层楼的轿内指令信号或各层楼厅外召唤信号（实际上也是一个位置信号）进行比较，若内、外召唤信号在电梯位置上方，则定上方向；在下方则定下方向。因此电梯的位置信号产生是至关重要的，通过将其与召唤信号进行比较而定出运行方向。现分别说明如下。

（1）电梯位置信号的产生。这里以图1-20为例进行说明。在电梯井道内对应于每个层楼的停层位置处，设置一个永磁感应开关（SQ401～SQ405），该永磁感应开关在正常情况下（即隔磁铁板未插入其缝隙），其干簧管中的触点组被永久磁钢磁化，使其常闭触点断开，常开触点闭合，其常用的是一对常开触点。因此，在隔磁铁板未插入前触点组保持断开状态；当电梯轿厢停靠或通过某层时，装于轿厢边上的隔磁铁板插入磁开关的缝隙而将永久磁钢的磁回路分路（或称磁短路），于是干簧管中的触点片去磁，其触点复位，接通相应的层楼继电器（KA401～KA405），并与层楼控制继电器（KA501 ～KA505）组成步进式逻辑电路以反映电梯所在层楼的位置（包括瞬时状况的位置）。其步进动作程序可举例说明如下。

假设电梯轿厢由1层向3层运行，而电梯停在1层时，SQ401↑→KA401↑→KA501↑并自保；而当电梯轿厢离开1层向上运行时，即装于轿厢旁的隔磁铁板离开SQ401时，SQ401↑→KA401↑，但KA501继电器不会释放，因KA501继电器通过2楼的KA402继电器的2#、8#常闭触点和KA403继电器的2#、8#常闭触点进行自保。当电梯轿厢到达2层楼区域时， SQ402↓→KA402↑→KA502↑→KA501↓，以后依次类推。

由上述可知，电梯的位置信号实际上是由层楼继电器KA401、KA402、……和层楼控制继电器KA501、KA502……来反映的。

（2）电梯运行方向的产生。通常，电梯的自动定向电路如图1-21所示。

电梯运行方向的确定是根据电梯的位置信号（KA501↑、KA502↑……）同各个层楼大厅的召唤信号的比较而确定的。

例如，电梯在1层，即继电器KA501↑，而其常闭触点打开（见图1-21），轿内指令信号为3层（即电梯轿厢内的乘客欲去往3层），这样3层的轿内指令继电器KA103↑；此时电源的电流不能流向下方向继电器KA21，因电梯停在1层，其KA501的常闭触点打开，故电流不能经KA103继电器触点而流向KA21继电器，只能经KA502…KA505的常闭触点而流向上方向继电器KA11，这样使得电梯在轿内3层指令继电器的作用下，确定出电梯向上方向运行（即KA11继电器吸合）。

又如，电梯停在4层时（即KA504↑），其13#、14#和15#、16#常闭触点打开，3层的轿内指令信号（继电器KA103↑），只能使电流经KA103继电器而流向下行方向继电器KA21，并使继电器KA21↑，从而使电梯确定出向下运行的方向。

（3）电梯运行方向的保持。当电梯向上运行时，向上的停层信号逐一被应答。当电梯执行完这个方向的最后一个命令而停靠到某层楼时，方向继电器KA11↓。此时司机或乘客又可以登记下向轿内指令和厅外召唤信号，而使下方向继电器KA21↑，即电梯反向向下运行，并逐一应答被登记的向下指令、召唤信号。当完成这个方向（下方向）的最后一个信号时，其下方向继电器释放（即KA21↓）。

但不管何种情况，只有当电梯完成某一方向最远的一个信号时，才可以改变电梯的运行方向，从而可以保证最远一层楼的厅外乘客能够乘坐电梯。

（4）电梯运行方向的人为变更。电梯运行方向的人为变更，只能在电梯处于有专职司机操纵的情况下才可以进行，而且这一操作必须在电梯停止运行或切断控制电路电源的条件下方可进行。此时可由电梯的专职司机根据乘客的临时要求或司机的意愿而改变电梯的运行方向。

1.5.4 发出制动减速信号的控制环节

无论何种电梯，为了达到“快、稳、准”中“准”的要求，必须令电梯在到达目的层楼之前的某一位置开始进行减速，以保证准确停车时所需的尽可能低的速度。为此，各种不同类型的电梯，其发出减速信号的位置是不一样的；但无论何种电梯，其减速制动信号的发出可以归结为两大类。

（1）人工的。即由电梯的专职司机凭经验判断而发出的，如手柄开关操纵的各种载货电梯等均属此类。

（2）自动的。电梯能够根据轿内指令信号或在各层楼厅外的召唤信号方向与电梯运行方向一致时，按预先确定的位置而自动发出减速信号。

现就自动发出减速信号的控制环节，举例说明如下，其常用电路原理如图1-22所示。

例如，电梯根据3楼的向上召唤信号（继电器KA203↑）而向上运行，当电梯到达预置的3楼减速位置点时，通过井道内的3楼永磁感应器（SQ403）的动作，而使3层继电器KA403↑，并经方向继电器KA11的已闭合的常开触点和尚未延时打开的停站触发继电器KA93的常开触点而使减速信号继电器KA92↑吸合，从而导致快速启动继电器KA32↓和快速运行继电器KA33↓，电梯从快速运行状态转为制动减速状态。这一过程是由与电梯运行方向一致的厅外召唤信号引起的，称“顺向截车”控制。

但若电梯轿厢满载或专用时，专用继电器KA73吸合，其常闭触点处于断开位置，则电梯虽经3楼的SQ4O3永磁感应器（即KA403↑）但减速信号继电器KA92不能吸合，即电梯不发出减速信号。这样的过程称“直驶不停”控制。

如果电梯应答最远的一个与电梯运行方向相反的厅外召唤信号，则当电梯到达该层减速位置点时，KA400+n↑→KA500+n↑→KA11↓（或KA21↓），从图1-22中可看出，在电梯没有方向时（即KA11↓、KA21↓）也能使减速信号继电器KA92↑，从而使电梯转为制动减速状态。这样的过程常称为“反向截车”控制或称为“断方向减速”控制。这里包括了最高层和最低层（或称最远层）的减速信号发出，因为在两端站时，电梯的运行方向会随着减速信号发出点（即永磁感应器或两端站的强迫减速开关SQ1、SQ2）的动作而使KA11↓（或KA21↓），这样就导致电梯自动发出减速信号。

1.5.5 主驱动控制环节

对速度不同和自动化程度不一样的电梯，其主驱动系统是不一样的。这里主要对交流双速、交流调速和直流高速3类电梯的主驱动系统控制操作方法进行叙述。

1. 交流双速电梯的主驱动控制电路原理简介

任何交流双速电梯，其主驱动系统的控制电路原理可如图1-23所示。

由图1-23可知，当电梯有了方向（即KA11↑或KA21↑）后，在电梯的轿门和各层的层门均关闭的情况下（即KA81↑或门锁触点SAB101 ～SAB100 +n全部闭合），即可令快速启动运行继电器KA33↑，从而使快速运行接触器KM3↑和辅助继电器KA31↑，这样便使运行方向工作接触器KM1↑（或KM2↑），此后一方面使电磁制动器YB通电松闸，另一方面使曳引电动机M定子在串接一定的电阻RQK下启动，电梯也随即启动运行，经0.8 ～1.0 s延时后，KA61继电器释放，其常闭触点复位，使快速加速接触器KM5↑，短接了RQK电阻，进而使曳引电动机M继续加速至稳速运行。上述动作过程可概括如下。

当电梯发出减速信号后，即KA92↑→KA32↓、KA33↓→KM3↓→KM4↑→M进入再生发电制动减速状态，电梯制动减速，直至慢速稳速运行。

当电梯慢速运行至欲停层楼的楼平面时，经平层停车永磁感应器SQ12和SQ22（即KA12和KA22）的作用而使KM1↓（或KM2↓）→M断电停运 →电梯准确地停在欲停层楼的楼平面处。

2. 常用交流调速电梯主驱动控制电路原理简介

这种电梯的主驱动控制电路原理如图1-24所示。由图1-24可知，电梯定出运行方向（即RR-U↑或RR-D↑）即可使运行方向工作接触器SR-U↑（或SR-D↑）并导致制动器接触器SB↑，即制动器松闸。这样在快速运行命令继电器RW1↑→RF↑→RFK↑的情况下，使启动接触器SH1↑，电梯运行启动。待加速至约650r/min时，继电器RTRV1↑，从而使正常快速运行接触器SH2↑，电梯进入正常稳速运行状态，而后又使SH1↓。如果电梯仅运行一个层楼，则接触器SH2就不会再吸合了，也就是电梯仅运行一个层楼时只有接触器SH1吸合，电梯的速度也仅只有额定速度的三分之一多点。因为交流调速电梯的额定速度一般不小于1.5m/s，通常运行一层是达不到额定速度的。

当电梯到达欲停层楼前的一定距离时，通过装于轿厢顶的双稳态永磁开关——KBR-U （或KBR-D）与井道内各层相应位置的永久圆磁体的相互作用而发出减速信号，经电子调速装置EGD4，一方面使接触器SH2↓（单层运行时为SH1↓），使曳引电动机从电网切出，另一方面由EGD4电子调速装置输出按距离变化的涡流制动器电流，由涡流制动器的制动力矩使电梯所具有的动能按距离制动减速，直至精确平层停车为止。

3. 晶闸管励磁的直流高速电梯主驱动控制电路原理简介

这种电梯最常见的主驱动系统控制电路原理（如GJX电梯的电路原理）如图1-25所示。

由图1-25可知，一旦电梯有了方向（KM11↑或KA21↑）及电梯门闭合后，快速启动继电器KA33↑、KA32↑，从而使电梯运行方向继电器KA15↑、KA151↑（或KA16↑、KA161↑）、KA91↑、接触器KM5↑（使曳引电动机上的电磁制动器YB通电松闸），导致晶闸管励磁控制柜有给定输出，经与测速反馈信号比较后输入至放大调节器中，经放大调节后控制晶闸管的移相脉冲触发器即可使晶闸管整流器（SCR）按预定的给定曲线输出激励直流发电机励磁绕组的励磁电流，从而使发电机的输出电压也按给定曲线进行变化，即曳引电动机的转速（电梯的速度）按给定曲线进行平滑启动加速，直至稳速运行。

当电梯将要到达欲停层楼前的一定位置时，通过选层器上的超前电刷和所触发的KA401～KA400+n继电器及KA95灵敏继电器发出停层减速信号（即减速信号继电器KA92↑、KA921↑）→KA33↓、KA32↓→晶闸管励磁柜中的给定输出也按一定曲线下降，这样使晶闸管整流器组的输出减小，也就是使发电机的励磁电流减小，导致其输出电压和电动机的转速（即电梯的速度）按一定曲线制动减小，直至进入欲停层楼的平层区域和最后平层停车。

由于这种电梯的运行速度在2.5m/s以上，一般运行一个层楼是达不到额定转速的。因此这种电梯具有电超前的环节，即按电梯的实际运行速度进行电平检测，并分成KV1 ～KV10。另外，由于电的反应速度远大于机械机构的反应速度。因此当电气电平已达到某一数值时，机械传动系统的实际值尚须经一定延时后方能达到与前述相对应的速度，这就是所谓的电超前原理。因此根据电梯运行的层楼间距和实际速度而发出相应的减速信号，从而保证电梯有最有效的运行结构。

1.5.6 电梯的安全保护环节

前已述及，电梯运行的充分与必要条件中的第三点就是电梯的各种安全保护必须可靠有效。这是为了保证电梯最安全、最可靠地运行。我国近几年来电梯的安全标准已向国际上的电梯安全标准接近，且基本上相等效，并在1987年颁布了GB 7588—87的《电梯制造与安装安全规范》。这一新标准与国际上正在执行的EN 81—1（或英国的BS 5655）《电梯制造与安装安全规范》等效，并于1995年进行了修订。

根据电梯安全标准的要求，无论何种电梯均要符合标准中的安全保护要求。现就一般电梯常用的且必不可少的安全保护环节简介如下。

1. 超速断绳保护

按GB7 588—95标准的规定，当电梯下降速度达到额定速度的115%时，限速器上的第一个开关动作，使电梯自动减速；而当达到140%时，限速器上的第二个开关动作，切断控制回路使电梯停止运行，与此同时，限速器通过机械结构使限速器钢丝绳卡死不动，而电梯轿厢仍在向下运行，这样被卡住的限速器钢丝绳产生一个向上提拉力，从而把它及与其相关的轿厢安全钳向上提起，使仍在下行的轿厢被安全钳楔块紧紧地卡在电梯导轨上，这样使下行的电梯轿厢被掣停于某一位置而不再下降；同时把与其相对应的安全钳开关断开，进一步使电气控制电路切断，强令电梯停止。

这一保护是很重要的，凡是在有可能使各类人员进入电梯轿厢内的电梯，必须设置这一保护，它是极为重要的保护环节，绝不能等闲视之，但只有在不允许，也不能进入各类人员的小型杂物电梯上才可不设置这一保护环节。

2. 层门锁保护

前面曾述及，电梯运行的3个充分与必要条件之一是：电梯必须关闭好门后方可运行。因此电梯门（包括轿厢门和各层楼的所有层门）必须闭锁；若没有闭锁好，是不允许电梯运行的，并且还要求不能随意强制拨开各个层楼的层门。所以各层楼的层门必须要有机械和电气的联锁保护，即只有当各个层门确实关闭好后，机械的钩子锁锁紧后电气触点才能接通，这样电梯就可安全地运行。

由上述可知，层门闭锁保护是机械和电气不可分割的环节。因此在电梯安装竣工验收时必须提供某一类型的层门闭锁保护装置的型式试验报告和性能检测报告。

3. 电梯门的安全保护环节

这一保护环节主要是指在关门过程中防止夹伤乘客等的保护装置。一般有安全触板、光电保护或电子光幕保护装置和关门力限制保护装置等。这些保护装置可任选一种或两种以上均可。

这些保护装置是在电梯关门过程中才起作用的。当有乘客或其他人员在电梯关门过程中碰撞（或接近）电梯门扇时使电梯门停止关闭，并立即开启，从而使乘客不致被门扇夹痛（伤）。

4. 上、下端站的强迫减速保护

为了防止电梯在两端站的永磁感应器或选层器触点等失效而产生不了减速信号所导致的快速冲顶或蹲底，根据电梯安全标准规定，必须在电梯井道内的两端设置强迫减速装置。该装置的动作示意如图1-26所示。

当两端站的正常减速信号因某种原因而不能发出减速信号时，则通过图1-26中SQ2 （SQ1）的动作，使快速运行继电器KA33↓、KA32↓，从而迫使电梯强行减速。

当电梯运行速度不小于1.6m/s时，端站的减速保护还分为单层和多层保护，即需要增加图1-26中虚线所示的1SQ1（或1SQ2）2个限位开关。图1-26中的1SQ1（或1SQ2）为多层运行时（即电梯以额定速度运行）起减速保护作用；而当电梯在端站的前一层站向端站运行时（即单层运行），则应使SQ1（或SQ2）开关起作用，但此时应将1SQ1（1SQ2）通过速度继电器的触点将其短接起来，以保护单层的正常运行。

5. 上、下方向限位保护及终端保护

当电梯运行至两端站时，若平层停车装置（永磁感应器或开关）不起作用，则应通过图1-26中的SQ11（或SQ21）开关起作用而切断电梯的运行方向继电器（或接触器），从而使电梯强行停车。

对于速度不大于1m/s的交流双速电梯，应另设置终端极限开关。当方向限位保护不起作用时，要通过碰铁使极限开关动作，切断电梯的动力电源，迫使电梯强行停止。

6. 缺相、错相保护

如果供给电梯用电的电网系统，由于检修人员检修不慎而造成三相动力线的相序与原相序有所不同，进而使电梯原定的运行方向变为相反的方向，这样就会给电梯运行带来极大的危险性，出现不堪设想的后果，此外也为防止电梯曳引电动机（或电动机）在电源缺相情况下的不正常运转而导致烧损电动机现象的出现，要求在电梯控制系统中必须设置缺相、错相的保护继电器。这一要求在新的和旧的《电梯制造与安装安全规范》中均有明确的条文规定。

当输入交流曳引电动机（或直流电梯中的交流电动机或主变压器）接线端子前的任意一部分（如热保护继电器、接触器的主触头、熔断器、总电源开关等）出现问题而导致缺相时，均应通过缺相、错相保护继电器的动作而切断控制电路中的安全保护回路。图2-1中的KA71即为此保护器，一旦KA71↓→KA72↓→切断所有控制回路，强迫电梯停止运行。

现在，人们常将缺相和错相两种保护合并在一个继电器内，这就是通常所说的缺相、错相保护继电器，常用的缺相、错相保护继电器型号有XJ-3型和XQJ-86-Ⅱ型等。图1-27给出了该继电器的工作原理。

7. 电梯电气控制系统中的短路保护

一般的电气设备均应有短路保护，电梯的电气控制系统也与其他电气设备一样，均用容量不同的熔断器进行短路保护。熔断器中的熔丝保护特性如图1-28所示。

8. 曳引电动机（或直流电梯中的交流电动机或主变压器）的过载保护

一般最常用的过载保护是热继电器保护，当电梯长时间过载（即电动机中的电流大于额定电流）时，热继电器中的双金属片经过一定时间（该时间将随电动机中电流大小变化而变化）后变形而断开串接在安全保护回路中的热继电器触点，从而切断全部控制电路，强迫电梯停止运行，从而保护电动机（或主变压器）不因长时间过载而烧损。例如，图2-1中的FRl、FR2均属于此种保护。该热继电器的保护动作示意如图1-29所示。

现在，也有通过电动机（或主变压器）绕组中的热敏电阻（或热敏开关）进行过载保护的，即因过载发热而引起的阻值变化量经放大器放大，使微型继电器吸合，断开其串接在安全保护回路中的常闭触头，从而切断电梯的全部控制电路。强迫电梯停止运行，从而保护电动机（或主变压器）不被烧坏。这种过载保护的接线示意如图1-30所示。

除了上述的短路保护和过载保护外，现在也常用带有失压、短路过载等保护作用的空气自动开关作为电梯电源的主控制开关，在失压、短路、过载情况下，迅速切断电梯总电源。因此选用合适的电梯总电源开关也是十分重要的。