第二章-第四节 重量平衡系统
重量平衡系统是使对重与轿厢达到相对平衡，在电梯工作中使轿厢与对重间的重量差保持在某一个限额之内，保证电梯的曳引传动平稳、正常。
它由对重装置和重量补偿装置两部分组成。 平衡系统如图2—74所示。
对重装置起到相对平衡轿厢重量的作用，它与轿厢相对悬挂在曳引绳的另一端。
补偿装置的作用是：当电梯运行的高度超过30m以上时，由于曳引钢丝绳和电缆的自重，使得曳引轮的曳引力和电动机的负载发生变化，补偿装置可弥补轿厢两侧重量不平稳。这就是保证轿厢侧与对重侧重量比在电梯运行过程中不变。
一、重量平衡系统分析 1．对重装置的平衡分析
对重又称平衡重，绕过曳引轮上的曳引绳的两侧，对重是相对于轿厢悬挂在曳引绳的另一侧，起到相对平衡轿厢的作用。因为轿厢的载重量是变化的，因此不可能两侧的重量都是相等而处于完全平衡状态。一般情况下，只有轿厢的载重量达到50％的额定载重量时，对重一侧和轿厢一侧才处于完全平衡，这时的载重额称电梯的平衡点。这时由于曳引绳两端的静荷重相等，使电梯处于最佳的工作状态。但是在电梯运行中的大多数情况曳引绳两端的荷重是不相等的，是变化的。因此对重的作用只能起到相对平衡。 2．补偿装置的平衡分析
在电梯运行中，对重的相对平衡作用在电梯升降过程中还在不断的变化。当轿厢位于最低层时，曳引绳本身存在的重量大部分都集中在轿厢侧；相反，当轿厢位于顶层时，曳引绳的自身重量大部分作用在对重侧，还有电梯上控制电缆的自重，也都对轿厢和对重两侧的平衡带来变化，也就是轿厢一侧的重量Q与对重一侧的重量W的比例Q／W在电梯运行中是变化的。尤其当电梯的提升高度超过30m时，这二侧的平衡变化就更大，因而必须增设平衡补偿装置来减弱其变化。
平衡补偿装置是悬挂在轿厢和对重的底面(如补偿链条，图2—76所示)，在电梯升降时，其长度的变化正好与曳引绳长度变化对重相反，当轿厢位于最高层时，曳引绳大部分位于对重侧，而补偿链(绳)大部分位于轿厢侧；而当轿厢位于最低层时，情况与上正好相反，这样轿厢一侧和对重一侧就起到了平衡的补偿作用，保证了对重起到的相对平衡。 例如，有一60m高建筑内使用的电梯，用6根Φ13mm的钢丝绳，其中不可忽视的是绳的总重量约360kg。随着轿厢和对重位置的变化，这个总重量将轮流地分配到曳引轮的两侧。为了减少电梯传动中曳引轮所承重的载荷差，提高电梯的曳引性能，就必须采用补偿装置。 二、对重
对重可以平衡(相对平衡)轿厢的重量和部分电梯负载重量，减少电机功率的损耗。当电梯负载与对重十分匹配时，还可以减小钢丝绳与绳轮之间的曳引力，延长钢丝绳的寿命。
由于曳引式电梯有对重装置，如果轿厢或对重撞在缓冲器上后，电梯失去曳引条件，避免了冲顶事故的发生。 曳引式电梯由于设置了对重，使电梯的提升高度不像强制式驱动电梯那样受到卷筒的限制，因而提升高度也大大提高。
1．对重装置的种类及其结构
对重装置，一般分为无对重轮式(曳引比为1：1的电梯)和有对重轮(反绳轮)式(曳引比为2：1的电梯)两种。 不论是有对重轮式，还是无对重轮式的对重装置，其结构组成是基本相同的。一般由对重架、对重块、导靴、缓冲器碰块、压块，以及与轿厢相连的曳引绳和对重轮(指2：1曳引比的电梯)组成。各部件安装位置如图2—75所示。
1—曳引绳；2—导靴；3—导靴；4—对重架；5—对重块；6—缓冲器碰块
其中的对重架是用槽钢制成，其高度一般不宜超出轿厢高度，对重块铸铁制造，对重块安放在对重架上后，要用压板压紧，以防运行中移位，和运行中振动声响。 2．对重重量值的确定
为了使对重装置能对轿厢起最佳的平衡作用，必须正确计算其重量。对重的重量值与电梯轿厢本身的净重和轿厢的额定载重量有关。一般在电梯满载和空载时，曳引钢丝绳两端的重量差值应为最小，以使曳引机组消耗功率少，钢丝绳也不易打滑。
对重装置过轻或过重，都会给电梯的调整工作造成困难，影响电梯的整机性能和使用效果，甚至造成冲顶或蹲底事故。
对重的总重量通常以下面基本公式计算： 对重的总重量W=G+KQ 式中：G——轿厢自重(kg)； Q——轿厢额定载重量(kg)；
K——电梯平衡系数，为0．4～0．5，以钢丝绳两端重量之差值最小为好。 平衡系数选值原则是：尽量使电梯接近最佳工作状态。
当电梯的对重装置和轿厢侧完全平衡时，只需克服各部分摩擦力就能运行，且电梯运行平稳，平层准确度高。因此对平衡系数K的选取，应尽量使电梯能经常处于接近平衡状态。对于经常处于轻载的电梯，K可选取0．4～0．45，对于经常处于重载的电梯，K
可取0．5。这样有利于节省动力，延长机件的使用寿命。
例：有一部客梯的额定载重量为1000kg，轿厢净重为1000kg，若平衡系数取0．45，求对重装置的总重量。 解：已知G＝1000kg Q＝1000kg K=0．45 代入上面的公式得：
W＝G+KQ＝1000+0．45×1000＝1450kg。 三、补偿装置 1．补偿链
这种补偿装置以铁链为主体，链环一个扣一个，并用麻绳穿在铁链环中。其目的是利用麻绳减少运行时铁链相互碰撞引起的噪声。补偿链与电梯设备连接，通常采用一端悬挂在轿厢下面，另一端则挂在对重装置的下部，如图2—76所示，这种补偿装置的特点是：结构简单，但不适用于梯速超过1．75m／s的电梯上使用；另外，为防止铁链掉落，应在铁链两个终端分别穿套一根Φ6钢丝绳与轿底和对重底穿过后紧固。这样并能减少运行时铁链互相碰撞引起的噪声。
2．补偿绳
这种补偿装置以钢丝绳为主体，补偿绳是把数根钢丝绳经过钢丝绳卡钳和挂绳架，一端悬挂在轿厢底梁上，另一端悬挂在对重架上，如图2—77所示。这种补偿装置的特点是：电梯运行稳定、噪音小，故常用在电梯额定速度超过1．75m／s的电梯上；缺点是装置比较复杂，除了补偿绳外，还需张紧装置等附件。电梯运行时，张紧轮能沿导轮上下自由移动，并能张紧补偿绳。正常运行时，张紧轮处于垂直浮动状态，本身可以转动。
3．补偿缆
补偿缆是最近几年发展起来的新型的、高密度的补偿装置。补偿缆中间有低碳钢制成的环链，中间填塞物为金属颗粒以及聚乙烯与氯化物混合物，形成圆形保护层，链套采用具有防火、防氧化的聚乙烯护套。这种补偿缆质量密度高，最重的每米可达6kg，最大悬挂长度可达200m，运行噪音小，可适用各种中、高速电梯的补偿装置。补偿缆的接头方法如图2—78所示。
第二章-第五节 电气控制装置
一、操纵箱 (一)操纵箱的型式 1．手柄操纵箱
一般由司机操纵使电梯门开启或关闭、起动或制停轿厢的手柄开关装置。扳手有向上、向下、停车三个位置。板面上一般设有安全开关，指示灯开关，信号灯开关，照明开关，风扇开关，应急开关等。常用在货梯上。 2．按钮操纵箱
由乘客或司机通过按钮操纵电梯上、下、急停等的装置，并设有钥匙开关，用以选择司机操纵或自动操纵方式。另外还备有与电梯停站数相对应的指令按钮，记忆呼梯信号的指示灯，上下行方向指示灯，超载倍灯，警铃等。 3．轿厢外操纵箱
操纵按钮一般装在每层层楼的层门旁侧井道墙上，按钮数量不多，形式比较简单。常用于不载人的货梯。 (二)常见操纵箱各个开关、按钮的功能和使用方法
1．按钮组：操纵箱面板上装有单排或双排按钮组，按钮的数量由楼层的多少确定。按钮在压力下接通，使层楼指令继电器自我保护，按钮失压后会自动复位。司机操作时，可以根据需要按下一个或几个欲去层站的按钮，轿厢停层指令被登记，关门起动后轿厢就会按被登记的层站停靠。
2．起动按钮：一般在盘面左右各装一个，一个用于向上起动，一个用于向下起动。当司机按下选层指令按钮，选好要去的层站，再按所要去的方向按钮，轿厢就会驶向欲去的楼层。有的电梯不用按钮启动而采用手柄左右旋转的办法起动，效果相同，一般多用于货梯。
3．照明开关：照明开关是控制轿厢内照明电路的。轿厢内照明，是由机房专用电源供电，不受电梯其它供电部分控制。一旦电梯主电路停电，轿厢内照明电路不会断电，就便于驾驶员或维修人员检修；不过维修人员处理故障时，就要特别注意照明电路和开关仍带电，以免触电。
4．钥匙开关：一般采用汽车钥匙开关。其作用是控制电梯运行状态，一般用机械锁带动电器开关，有的只控制电源，有的是控制电梯快速运行状态的检修(慢速)状态。在信号控制的电梯中，钥匙开关只有运行和检修两档；而在集选控制电梯中钥匙开关有三档，即自动(无司机)、司机和检修。司机离开轿厢，应将开关放在停止位置，并将钥匙带走，防止他人乱动设备(无司机电梯除外)。
5．通风开关：用来控制轿厢内的电风扇。轿厢无人时，应将风扇开关关闭，以防时间过长烧坏风扇或引起火灾。 6．直驶按钮：(专用)开启这个开关，厅外招呼停层即告无效，电梯只按轿厢内指令停层。尤其在满载时，通过轿厢满载装置，将直驶电路接通，电梯便直达所选楼层。
7．独立服务按钮(或专用按钮)：当此开关合上后，只应答轿内指令，外呼无效。即电梯专用。有的电梯甚至厅外楼层显示此时也没有。
8．检修开关：也称慢车开关。在检修电梯时，用来断开电气自动回路的一个手动开关。在司机操作时，只可在乎层区域内作慢速对接(调平)操作，不可用于行驶。
9．急停按钮(安全开关)：按动或搬动此开关，电梯控制电源即被切断，立即停止运行。当轿厢在运行中突然出现故障或失控现象，为避免重大事故发生，司机可以按动急停开关，迫使电梯立即停驶。检修人员在检修电梯时，为了安全，也可以使用它。
10．开关门按钮：在轿厢停止行驶状态时，开关门按钮才能起开关作用，在正常行驶状态下，该按钮将不起作用。有的电梯，开关门按钮只在检修时起开关门作用。
11．警铃按钮：当电梯运行中突然发生事故停车，司机与乘客无法从轿厢中走出，可按此开关向外报警，以便及时解除困境。
12．召唤蜂鸣器：当厅外有人发出召唤信号时，接通装于操纵箱内的蜂鸣器电源，将会发出蜂鸣声，提醒司机及时应答。
13．召唤楼层和运行方向指示灯：当电梯厅站乘客发出召唤信号时，与其相应的继电器吸合，接通指示灯电源，点亮相应的召唤楼层指示灯，电梯轿厢应答到位后，指示灯自行熄灭。有的电梯把指示灯装在操纵箱上楼层选择按钮旁边，有的电梯把指示灯横装在操纵箱的上方。运行方向指示灯装在操纵箱盘面上，用箭头图形表示，当向上方向继电器吸合后使向上箭头指示灯点亮，当向下方向继电器吸合后使向下箭头指示灯点亮。以标志电梯轿厢运行方向。指示灯电压各不相同，一般采用6．3V、12V、24V，灯泡则选用7V、14V、26V，即灯泡额定电压略高于线路给定电压，这样可以延长指示灯泡的使用寿命。
另外，在信号控制电路操纵箱面板上，不设超载信号指示，而在集选控制电梯操纵箱面板上，设有超载指示灯和讯响器。
轿厢内轿门上方的上坎装设有楼层指示灯，用以显示轿厢所在楼层位置。旧式指层装置采用低电压(6．3V、12V、24V)等小容量指示灯显示，由楼层继电器驱动，每层由一只指示灯显示。旧式指层装置体积大，灯泡寿命短，维修量大。新式楼层指示装置采用LED数码管显示，它具有体积小、美观清晰、寿命长等优点，在电梯上得到了广泛的使用。 二、指层灯箱(层灯)
指层灯箱是给司机、轿厢内、外乘用人员提供电梯运行方向和所在位置指示灯信号的装置。
位于层门上方的指层灯箱称厅外指层灯箱，位于轿门上方的指层灯箱称轿内指层灯箱。同一台电梯的厅外指层灯箱和轿内指层灯箱在结构上是完全一样的。 指层灯箱内装置的电器元件一般有以下二种： 电梯上下运行方向灯； 电梯所在层楼指示灯。
除杂物电梯外，一般电梯都在各停靠站的层门上方设置有指层灯箱。但是，当电梯的轿厢门为封闭门，而且轿门没有开设监视窗时，在轿厢内的轿门上方也必须设置指示灯箱。 指层灯箱上的层数指示灯，一般采用信号灯和数码管两种。 1．层楼指示信号灯
在层楼指示器上装有和电梯运行层楼相对应的信号灯。每个信号灯外，都有数字表示。当电梯运行中经过某层时，此时层数指示灯亮，电梯通过后，指示楼层的信号灯就熄灭。也就是说：当电梯轿厢运行过程中，进入某层，该层的层楼信号灯就发亮，离开某层后，则该层的层楼信号灯就灭，它可以告诉司机和乘客轿厢目前所在的位置。其电路接法是：把所要指示同一层的灯并联在一起，再经同一层楼层楼继电器动合(常开)触点接到电源上。每层均是这种接法。当电梯在某一层时，该层的层楼继电器通电，其动合触点闭合，使安在这层厅外及轿厢内指示灯箱内的指示灯发亮；同理，装在指层灯箱内的上、下方向指示灯，根据选定方向而指示。 2．数码管
数码管层灯，一般在微机控制的电梯上使用，层灯上有译码器和驱动电路，以数字显示轿厢位置。其型式多采用七段发光体a、b、c、d、e、f、g组成。若电梯运行楼层超过9层后，则在每层指示用的数码管需用两个(层门外上方和轿厢上方均用两个)，可显示00～99这100个不同的层楼数。同理，装于指层灯箱内上、下方向指示灯，一般装在厅外门上方，用塑料凸出上、下行三角。指示灯一般为白炽灯，有的为提醒乘客和厅外候梯人员，电梯已到本层，在指示灯箱内，装有喇叭(俗称到站钟)，以声响来传达信息。 3．无层灯的层楼指示器
有的电梯，除一层层门装有层楼指示器层灯外，其它层楼门仅有无层灯的层楼指示器，它只有上、下方向指示灯和到站钟。
三、召唤按钮盒(呼梯按钮盒)
召唤按钮盒是设置在电梯停靠站层门外侧，给厅外乘用人员提供召唤电梯的装置。 一般根据位置不同，设置以下几种按钮(箱)： 位于上端站，只装设一只下行召唤按钮；
位于下端站，只装设一只上行召唤按钮(单钮召唤箱)。
在基站上，则装设一只上行召唤按钮和一只下行召唤按钮的双钮召唤箱。当厅外候梯人员按下向上或向下按钮时(只许按一个按钮)，相应的指示灯也亮，于是司机和乘客便知某层楼有人要梯。当要梯人所在的层次在运行电梯的前方，而且是顺向时，则电梯到达该层时，立即停车，开门，厅外候梯人员上梯；若要梯人所在的层次在运行电梯的后方，而且其要求与运行中电梯方向相反，则电梯只作记忆(从轿厢内操作盘上可知)，等到做完这个方向运行后，再按要求接这个方向运行的乘客。
若电梯的呼梯登记(即呼梯系统)是采用继电器控制的。则每一个呼梯按钮对应于相应的一只继电器，按钮与对应继电器动合触点并联构成自保持环节。若电梯的呼梯登记(即呼梯系统)是采用电脑控制时，则呼梯按钮对应的是专用的呼梯记忆系统。
当电梯到达厅外候梯人员所等候的层站时，此层呼梯信号就被取消。 四、轿顶检修盒
在机房电气控制柜上及轿厢顶上，设有供电梯检修运行的检修开关箱。
其电器元件一般包括有：电梯馒上、慢下的按钮，点动开关门按钮，急停按钮，轿顶检修转换开关，轿顶检修灯开关。
五、换速平层装置
为使电梯实现到达预定的停靠站时，提前一定的距离，把快速运行切换为平层前的慢速运行，并使平层时能自动停靠的控制装置。
这种装置通常分别装在轿顶支架和轿厢导轨支架上，所装的平层部件，配合动作，来完成平层功能。 1．遮磁板式
此种装置由以下两部分组成，如图2—79所示。
1—轿架直梁；2—换速隔磁板及平层传感固定架；3—平层传感器；4—于层隔磁板；5—平层隔磁板固定架；6—换速隔磁板；7—换速传感器；8—轿厢导轨；9—撑架
装置固定在轿厢架上的换速遮磁板6和上下平层传感器3。 装置固定在轿厢导轨固定架上的换速传感器7和平层隔磁板4。
装置在井道内轿厢导轨旁边固定架上的换速传感器7和装置在轿厢架上的平层传感器3在结构上是相同的，如图2—80所示，均由塑料盒1、永久磁铁3、干簧管2三部分组成。这种干簧传感器相当于一只永磁式的继电器，其结构和工作原理可结合图2—80叙述如下：图a表示未放入磁铁3时，干簧管2由于没有受到外力的作用，其常开接点(1)和(2)是断开的，常闭接点(2)和(3)是闭合的。图b表示把永久磁铁3放进传感器后，干簧管的常开接点1和2闭合，常闭接点(2)和(3)断开，这一情况相当于电磁继电器得电动作。图c表示当外界把一块具有高导磁系数的铁板(隔磁板)插入永久磁铁和干簧管之间时，由于永久磁铁所产生的磁场被隔磁板短路，干簧管的接点失去外力的作用，恢复到图a的状态，这一情况相当于电磁继电器失电复位。根据干簧管传感器这一工作特性和电梯运行特点设计制造出来的换速平层装置，利用固定在轿架或导轨上的传感器和隔磁板之间的配合，具有位置检测功能，被作为各种控制方式的低速、快速电