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的刚性导轨之间。
轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。
习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。
19世纪中期开始采用液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。
1852年，美国的E.G.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机。
80年代，驱动装置有进一步改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。
19世纪末，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度。
电梯由机械、电气和控制系统组成。
机械系统由曳引系统、轿厢和对重装置、导向系统、厅轿门和开关门系统、机械安全保护系统等组成。
其中曳引系统由曳引机、导向轮、曳引钢丝绳、曳引绳锥套等部件组成。
导向系统由导轨架、导轨、导靴等部件组成。
机械安全保护系统主要由缓冲器、限速器和安全钳、制动器、门锁等部件组成。
厅轿门和开关门系统由轿门、厅门、开关门机构、门锁等部件组成。
电气控制系统主要由控制柜、操纵箱等十多个部件和几十个分别装在各有关电梯部件上的电器元件组成。
控制系统主要指软件部分。
图1电梯结构图
1-制动器；
2-曳引电动机；
3-电气控制柜；
4-电源开关；
5-位置检测开关；
6-开门机；
7-轿内操纵盘；
8-轿厢；
9-随行电缆；
10-呼梯盒；
11-厅门；
12-缓冲器；
13-减速箱；
14-曳引机；
15-曳引机底盘；
16-导向轮；
17-限速器；
18-导轨支架；
19-曳引钢丝绳；
20-开关炭块；
21-终端紧急开关；
22-轿厢枢架；
23-轿厢门；
24-导轨；
25-对重；
26-补偿链；
27-补偿链导向轮；
28-张紧装置
二、电梯的机械系统
其中曳引系统由曳引轮、曳引绳、导向轮、反绳轮等部件组成。
（一）曳引系统
电梯曳引系统的作用是输出并传递动力，从而使电梯完成向上或向下的运动。
其主要组成部分有：
曳引轮、曳引绳、导向轮、反绳轮。
1、曳引机
曳引机是电梯的主要拖动机械，它驱动电梯的轿厢和对重装置做上下运动。
其组成部分包括：
曳引电动机、制动器、减速箱、曳引轮和底座。
根据需要有的曳引机还装有冷却风机、速度反馈装置（光码盘）、惯性轮等。
根据电动机之间是否有减速箱，又可以分为有齿曳引机和无齿曳引机。
2、减速器
对于有齿轮曳引机，在曳引电动机转轴和曳引轮转轴之间安装减速器（箱）．目的是将电动机轴输出的较高转速降低到曳引轮所需的较低转速，同时得到较大的曳引转矩，以适应电梯运行的要求。
根据减速器的不同结构，常采用蜗轮蜗杆传动和斜齿轮传动两种。
减速器多采用蜗轮蜗杆传动。
3、曳引轮
曳引轮是嵌挂曳引钢丝绳的轮子，也成曳引绳轮或驱绳轮，绳的两端分别与轿厢和对重装置连接。
对于有齿轮曳引机，它安装在减速器中的蜗轮轴上，而对于无齿轮曳引机．则装在制动器的旁侧，与电动机轴、制动器轴在同一轴线上。
当曳引轮转动时，通过曳引绳和曳引轮之间的摩擦力（也叫曳引力），驱动轿厢和对重装置上下运动。
所以说，它是电梯赖以运行的主要部件之一。
4、制动器
制动器是电梯的一个重要安全装置，对主动转轴起制动作用。
除了安全钳外，只有它能使工作中的电梯轿厢停止运行。
另外，它还对轿厢与厅们地坎平层时的准确度起着重要作用。
对于有齿轮曳引机，制动器安装在电动机的旁边，即在电动机轴与蜗轮轴相连的制动轮处。
若是无齿轮曳引机则安装在电动机与曳引轮之间。
制动器通常由制动电磁铁、制动臂、制动瓦块和制动弹簧等组成。
（二）轿厢和对重装置、导向系统
在曳引电梯中，轿厢和对重悬挂于曳引轮两侧。
轿厢是运送乘客或货物的承载部件，也是乘客唯一能看到的电梯结构部分；
电梯的轿厢体包括轿厢底、轿厢壁、轿厢顶和轿厢门等组成。
对重平衡装置由对重和补偿装置组成；
对重的作用是为了减轻电动机的负担，提高曳引效率。
电梯的导向系统由导轨、导靴和导轨架组成。
作用是保证轿厢和对重始终在垂直方向上运动，不允许倾斜或在水平方向移动。
（三）电梯的门系统
电梯的门系统包括：
轿门（轿厢门）、厅门（层门）、开关门机构、安全装置以及附属的零部件。
对于电梯特别是客梯来讲，门系统是不可或缺的安全保护措施，它可以有效的防止侯梯人员和物品坠入井道或者轿内人员和物品与井道相碰撞而发生危险。
对于电梯，无论是轿门还是厅门，均由门扇、门滑轮、门靴、门地坎、门导轨等部件组成。
厅门和轿门均由门滑轮悬挂在各自的门导轨上，下部通过门靴（滑块）与各自的门地坎配合。
对同一部电梯，其厅门必须和轿门是同一类型的。
电梯门按运动方式不同可分为两类即滑动门和旋转门。
滑动门按其开门方向又可分为中分式、旁开式和直分式三种。
电梯轿门、厅门的开关操作有手动开关与自动开关两种，所对应的开关门机构有手动和自动两种。
手动方式目前在电梯上的使用已很少见。
自动开门机除了能自动开启、闭合轿厢门外，还具有自动调速的功能，因此，自动开门机主要由减速装置和执行装置组成。
（四）机械安全保护系统
电梯作为垂直运行的交通工具，应具有足够的安全措施，否则在运行中，一旦出现超速或者失控，将会带来无法估计的人员伤亡与经济损失。
为了确保电梯的安全运行，必须设置一定的安全装置，这些装置主要有：
限速器、安全钳、缓冲器、及终端超越保护装置等。
1、限速器
图2限速器、安全钳的连杆系统
1-限速器钢丝绳；
2-安全开关；
3-连杆；
4-复位弹簧；
5、6-提拉杆
限速器部分主要由限速器、钢丝绳和张紧装置等组成，一般安装在电梯机房或隔音层的地面上。
按其动作原理不同限速器可以分为摆锤式和离心式两种。
该装置能够反映轿厢或者对重的实际运行速度，当电梯的运行速度达到或者超过设定的极限值时（额定速度的115%以上），限速器停止运转，并借助绳轮的摩擦力或者绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构，通过机械动作发出信号，切断控制电路，同时迫使安全钳动作，从而使轿厢强行制停在导轨上，所以限速器是在电梯超速，并在超速达到临界值时起检测及操纵作用。
它与安全钳要连在一起使用。
当电梯正常运行时，限速器不起作用。
张紧装置由支架、张紧轮和配重组成。
它的作用是使钢丝绳张紧，保证钢丝绳与限速器之间有足够的摩擦力，以准确地反映轿厢的运行速度。
张紧轮安装在张紧装置的支架轴上，可以灵活地转动．调整其配重的质量．可以调整钢丝绳的张力。
2、安全钳
安全钳由制停和操纵两部分组成，设在轿厢架下的横梁上，并成对的同时在导轨上使用。
制停部分常称为安全钳，通常成对的安装在轿厢架下的横梁上；
操纵部分是一组连杆系统，由限速器动作时同步操纵。
安全钳是与限速器配套使用的超速保护装置。
当轿厢或者对重超速运行或者出现突然情况时，安全钳能够接受限速器的操纵，以机械动作将电梯轿厢紧急制停，并夹持在导轨上，为电梯的运行提供最后的综合的安全保证。
按其动作过程的不同安全钳可分为瞬时式安全钳和滑移式安全钳。
3、缓冲器
缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置。
当所有保护措施都失效时，带有较大速度与能量的轿厢便会冲向底层或顶层，造成机毁人亡的严重后果。
因此，必须设置一种能吸收、消耗轿厢能量的装置，以减少损失。
缓冲器恰是这样一种能吸收或消耗轿厢能量的装置。
4、终端超越保护装置
终端超越保护装置是为了防止电梯的电气系统失灵，轿厢越过上、下端站后仍继续运行，继而发生冲顶或撞底事故，而在轿厢导轨的上、下终端支架上安装的装置。
终端超越保护装置一般由强迫减速开关、限位开关和极限开关部分，以及相应的打板、碰轮、钢丝绳等组成。
强迫减速开关是为防止电梯失控时造成冲顶或撞底的第一道防线。
当电锑出现失控，轿厢已到达顶层或底层面不能减速停车时，装在轿厢上的打板就会随轿厢的运行而与强迫减速开关的碰轮相接触，使开关内的触点发出指令信号，迫使电梯停驶。
限位开关是为了防止电梯冲顶或撞底的第二道防线。
当轿厢超出顶层或底层的位置而强迫减速开关又未能使电梯减速停驶时，上限位开关或下限位开关动作，迫使电梯停止运行。
电梯因限位开关动作而被迫停驶时，仍能应答层楼召唤信号，并可以向相反方向继续运行。
当电梯失控后，第一道及第二道防线均不能使电梯停止工作时，轿厢的上或下开关打扳就会随着电梯的继续运行去碰撞装在井道内的第三道防线——极限开关的碰轮。
因碰轮动作，使极限开关断开电源，迫使电梯立即停止运行。
三、电梯的电力拖动系统
电力拖动系统是电梯驱动执行部件完成相应运动的动力来源。
在电梯中的主要运动有轿厢的升降运动和轿门及厅门的开关运动。
无论是轿厢的升降运动，还是轿门及厅门的开关运动，在控制上多采用闭环控制方式。
电力拖动系统的功能要求可以阐述如下：
a）有足够的驱动力和制动力，能够驱动轿厢、轿门及厅门完成必要的运动和可靠地静止；
b）在运动中有正确的速度控制，以保证有良好的舒适性和平层的准确度；
c）动作灵活、反应迅速，在特殊情况下能够迅速制停；
d）系统工作效率高，节省能量；
e）运行平稳、安静，噪声小于国家标准要求；
f）对周围电磁环境无超标的污染；
g）动作可靠，维修量小，寿命长。
（一）轿厢升降运动常见电力拖动形式
轿厢运动的常用电力拖动方式主要分为直流和交流两种。
其中，直流拖动方式中常见以下四种：
1单相励磁、发电机组供电的直流电机拖动；
2三相励磁、发电机组供电的直流电机拖动；
3晶闸管供电的直流电机拖动；
4斩波控制的直流电机拖动。
交流拖动方式中，则有以下几种常用方式：
1双速交流异步电机定子串电阻调速拖动；
2交流调压-能耗制动的交流异步电机拖动；
3交流调压-涡流制动的交流异步电机拖动；
4交流调压-反接制动的交流异步电机拖动；
5变压变频（VVVF）交流异步电机拖动；
6永磁同步电动机拖动。
上述各种拖动方式中，发电机组供电的直流电机拖动方式由于能耗大、技术落后已不再生产，只有少量旧梯还在运行。
而于20世纪七八十年代出现的变压变领（VVVF）交流异步
电机拖动方式由于其优异的性能和逐步降低的价格而大受青睐，占据了新装电梯的大部分。
永磁同步电动机拖动方式近几年开始在快速、高速无齿电梯中应用，是很有发展前途的电梯拖动方式。
（二）轿门及厅门开关运动
轿门及厅门开关运动的电力拖动方式主要有以下几种：
1直流电动机电枢串、并联电阻调速拖动方式；
2直流电动机斩波调压调速拖动方式；
3交流异步电动机VVVF变频调速拖动方式；
4力矩异步电动机拖动方式；
5伺服电动机拖动方式。
其中，直流电动机电枢串、并联电阻调速拖动方式通过改变电枢电路所串、并联电阻的阻值来改变电动机的转速，实现开（关）门过程的“慢一快一慢”的要求。
这种调速方式在早年的电梯中普遍采用，由于运行过程中需要不断地切换电枢回路的电阻，其切换用的开关容易出故障，造成维修工作量增大，可取性差，效率较低，目前已较少采用。
直流电动机斩波调压调速拖动方式采用大功率晶体管组成的无触点开关通过改变导通占空比实现直流调压调速，这种方法可靠性好，效率高，可以平滑地调速，是直流电动机电枢串、并联电阻调速拖动方式的替代方法。
交流异步电动机VVVF变频调速拖动方式是近些年出现的新型调速方法。
这种调速方法较直流电动机斩波调压调速拖动方式更好，由于采用交流异步电动机，其结构简单，没有电刷—换向器部件，可靠性进一步提高，采用VVVF变频调速控制．运行平稳，效率更高，是当前电梯开关门电路中较普遍采用的方法。
力矩异步电动机具有较大转矩，能够承受长时间的堵转而不会烧坏，由力矩异步电动机驱动的开关门方式适宜用于环境较差、容易出现堵卡门现象的电梯中。
伺服电动机拖动方式是近几年出现的电梯开关门方式，这种方法由于采用伺服电动机作驱动电机，其反应灵活，响应迅速，是一种有发展前途的开关门方式。
（三）电梯拖动控制系统的原理
电梯拖动控制系统原理如图3所示，主驱动曳引电动机经减速器与曳引轮连接，曳引轮两侧悬挂轿厢和对重，测速发动机与电动机通州安装，其输出电压与转速成正比，输出电压uf作为系统的反馈电压与给定电压ug进行比较，得出偏差信号△u，经电压放大器放大，再经功率放大电路得到电动机的电枢电压（对于交流电动机还有频率f）。
图3电梯拖动控制系统原理
若电动机的转速由于某种原因突然下降（如电源波动或导轨不直等），该系统就会出现以下控制过程，控制的结果是电机转速回升，达到期望值为止。
n↓→uf↓→△u=（ng-uf）↑→uK↑→ug↑→n↑
本系统中，电动机是控制对象，电动机轴上的转速n是被控制量。
转速n经测速发电机测出并转换成适量的电压后，再经反馈通道送至电压放大器的入端与速度给定电压比较后，控制电动机的转速，从而构成一个闭环控制系统。
四、电梯的控制系统
（一）电梯电路中的主要电器部件
1.操纵盘
2.层楼显示器
3.呼梯按钮盒
4.检修开关盒
5.平层装置
6.旋转编码器
7.轿厢位置检测装置
8.电气控制柜
（二）电梯的信号控制
电梯的信号控制可以分为单梯信号控制、双（三）梯并联控制和梯群控制三种。
为了实现电梯的信号控制，过去大多是采用继电器逻辑线路，这种方法具有原理简单、直观的特点，但是通用性差，接线复杂，故障率高，逐渐被PLC和微机控制系统所取代。
PLC或微机具有可靠性高、通用性强和灵活的特点。
1、单台电梯的信号控制
单台电梯的控制方式有手柄操纵控制、按钮控制、信号控制和集选控制等。
目前，在乘客电梯中几乎全部采用集选控制方式。
有关国家规范标准将集选控制方式定义为：
将层门外上下召唤信号、轿厢内选层信号和其他各种专用信号加以综合分析、判断后，自动决定轿厢运行的无司机控制。
可见集选控制是一种全自动电梯控制方式。
乘坐这种电梯．乘客只需要做两件事：
一是在候梯时按下欲向上（或向下）的呼梯按钮，二是在进入轿厢时按下欲前往楼层的选层按钮。
电梯就会来接乘客，并把乘客送到目的地。
目前，单台电梯的信号控制通常采用PLC或多微机控制系统。
其中，前者适用于楼层较少的中低速电梯，而后者则可用于楼层数较多的高速电梯。
（1）应用可编程控制器（PLC）
交流双速电梯PLC控制系统主要由曳引电动机及其拖动线路、门电机及其控制线路、PLC及控制柜、轿厢操纵盘、召唤按钮盒、层楼指示器等部分组成。
与继电器控制系统相比，去掉了大部分继电器（及机械选层器），主要由PLC实现电梯运行的自动控制。
PLC控制程序包括层楼位置译码、指令、上下召唤、定向、反截、换速、开关门控制、启动和制动控制等软件模块。
电梯PLC控制原理与梯形图
a）轿厢楼层位置检测方法
b）轿内指令和外召唤信号的处理
c）开关门控制
d）定向与选层换速
e）楼层位置指示
最常用的是旋转编码器输入
用于测量转角、转速及位移
当转动旋转编码器的转轴时，输出端发送出与转角对应的脉冲数。
通过累计脉冲数量可直接算出转角和相应的位置行程。
PLC一般都有高速脉冲输入端或专用计数单元。
因而在电梯PLC控制系统中，可使用旋转编码器检测电梯运行过程中轿厢所处楼层位置。
内指令信号处理包括信号登记、显示及本层停车消号。
信号的登记采用自锁原理，软件上采用逻辑与运算指令实现，不论电梯上行还是下行，当轿厢运行至有内指令要求的楼层时，均需换速停车，并消除登记信号，不需反向保号。
厅外召唤信号同样需要进行登记，显示本层停车信号，此外还应具有反向运行保号和直驶保号功能。
具体程序如下图所示。
图5内指令（左）及外召唤（右）信号处理程序
图5（左）所示程序中，0100—0115为1—16层轿内指令按钮信号输入，1000—1015为1—16层楼层位置信号。
采用锁存指令KEEP（11）进行内选信号登记和消除。
内指令信号作为锁存器的置位输入，轿厢位置信号以及急停0001与检修0002信号作为复位输入，正常运行状态下0001与0002均为ON，当打急停或检修时0001或0002为OFF，与本层位置信号一样对内指令消号。
图5（右）所示程序中0500，0501分别为上行和下行状态，0008为直驶信号，0200—0214、0301—0315分别为上召唤和下召唤信号;
1500—1514、1601—1615分别为上召唤和下召唤信号登记通道。
1000—1015为楼层位置信号，信号登记和消号原理与内指令相同，使用跳转指令JMP—JME实现直驶和反向保号，当直驶时0008为OFF，不管上运行还是下运行，所有外召唤信号均保持。
内选外呼信号显示方法有很多种，使用较多的显示方式是独立显示，即每一个PLC输出点直接驱动一个内选或外呼指示灯，这一方法虽然线路比较简单，查线维护方便，但占用PLC输出点较多。
根据电梯的控制要求，开门的条件有本层开门、停车状态按轿内开门按钮，关门过程中碰安全触板或有光电检测信号重新开门，正常运行换速平层停车自动开门。
确定电梯运行方向与选层换速直接相关，通常在编制定向程序中适当考虑选层换速的要求，并为换速控制作信号准备。
电梯PLC控制系统根据楼层位置检测方法不同，有按距离原则换速和按时间原则换速两种方式。
旋转编码器脉冲输入PLC，通过设置PLC高速计数器指令的上下限数值便可准确地按距离（脉冲数）换速。
换速的条件是，有选层信号且轿厢运行至该层站时，电梯换速平层停车。
换速程序可采用逻辑与运算指令。
电梯楼层位置指示方法主要有层灯和数码管，用PLC控制可直接驱动层灯和数码管。
在长春工程学院学报中林海波所写文章中提及的一软件中，PLC的输出端直接与七段数码管连接，无需外部硬件译码器，直接驱动数码管显示楼层数。
而且在掉电后具有保持记忆功能。
克服了用硬件指示层楼时的抖动现象和无记忆现象，不受外界干扰，对PLC也无特殊要求，程序如图6所示。
安装在两层楼间的一个位置检测信号输入0100，经微分运算DIFU（13）后，通过上下行信号0504、0505对HR9通道的数据加1或减1，分别表示电梯运行时轿厢位置的变化。
如果用一个通道的每一位分别表示一层站，可用BIN（23）指令将HR9中的四位十进制数转化为十六位二进制数，再用4—16解码指令MLPX（76）将10中与二进制数对应的位置为1。
如果层站数大于16时，则MLPX（76）指令中的参数应为#0010。
（2）应用多微机控制系统
PLC控制本质上也是微机控制，但是其控制能力有限，通常适于楼层数较少的中低速电梯。
对于楼层数较多的高速电梯。
通常要采用反应迅速、接线简单的串行通信多微机控制系统。
此处不做过多介绍。
2、电梯的并联控制与群控
在大楼内如果有两台电梯相邻安装，但是它们在操作上是独立的。
这样电梯的使用效率很低。
因为乘客在登记层站召唤时总是两台电梯同时登记。
这样就调来了两台电梯同时应答同一个召唤，由此造成了额外的调度和不必要的停战。
在运送繁忙的时候，还会使电梯挤在一起。
要更好的利用装在一起的几台电梯，就必须将这些电梯的控制机制联结起来合理调配。
从信号控制角度来看，这种调配按其调配功能强弱可以分为并联控制和梯群管理控制两大类，简称为并联和群控。
并联控制是指两或三台集中排列的电梯，共用门层外的召唤信号，按规定顺序自动调度，确定其运行状态。
梯群控制指对集中排列的多台电梯，共用层门外按钮，按规定程序云顶的集中调度和控制。
与并联控制比，出来共用厅外召唤信号外，还能根据厅外召唤信号数的多寡和电梯每次的负载情况而自动、合理的调配各台电梯处于最佳的服务状态。
无论多台电梯的并联控制还是梯群管理控制，其最终目的都是把对应于某一层楼召唤信号、电梯应运行方向信号分配给最有利的一台电梯。
除此之外，还可以实现电梯的远程控制，在此不做赘述。
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