电梯电气控制系统故障诊断和维修探讨

崔晓钢 赵四化

（深圳技师学院）

0 引言

随着现代城市的快速发展，电梯的应用越来越广泛。但同时，作为载人工具，电梯在给人们提供出行便利的同时，其安全性问题也受到了高度重视，对电梯故障的诊断和维修是电梯日常维修保养的重点内容。电梯的故障主要有机械故障和电气故障，其中电气故障的诊断和维修是相对比较复杂和困难的。电梯电气控制系统具有元器件多、系统电路复杂、核心部件精密度高、故障不直观、排查困难等特点，需要维修人员有较高的电气技术水平以及熟练的维修技能。

1 电梯电气控制系统简介

电梯电气控制系统遍布电梯的机房、井道、轿厢、厅门、底坑等整个系统，相当于电梯的大脑以及中枢神经。硬件主要由机房控制柜、PLC（或微机板）、变频器、旋转编码器及PG卡，井道各种开关及随行电缆，轿厢门机系统、内呼盘、照明系统、通风系统，厅门外呼盘、楼层显示，底坑各种保护开关等组成，控制系统组成及逻辑联锁非常复杂。

图1 电梯控制系统原理框图

控制系统的核心部件是PLC（或微机板）和变频器，PLC（或微机板）负责处理各种信号之间的逻辑关系，变频器负责调速功能，两者实施双向联络。为了检测电梯的运行速度和控制平层精度，电梯电气控制系统配置了旋转编码器及PG卡，连接电动机同轴后可以检测和反馈速度，形成速度闭环和位置闭环。

近年来，电梯电气控制系统不断的进行优化改进，提高安全性及稳定性，降低了故障发生的概率。特别是默纳克一体机，有效的将电梯变频器和控制主板集成到一起，采用高性能矢量控制技术，可驱动同步、异步曳引机，支持开环低速运行，可进行两台电梯的直接并联／群控，支持CANBUS、MODBUS通讯方式，减少随行电缆数量，实现远程监控。默纳克一体机的应用，使电气元件和控制柜空间得到优化，不仅降低了成本，还使控制柜操作以及维护工作也变得更加简单［1］。

2 对电梯电气控制系统常见故障的分析和检修

电梯电气控制系统的故障主要有安全回路故障、门锁回路故障、控制柜接触器继电器故障、PLC（或微机板）故障、变频器故障以及电磁干扰引起的故障等。

2.1 对电梯安全回路故障进行检修

电梯安全回路是保障电梯安全运行最重要的电气回路，包括限速器开关、底坑急停按钮、相序继电器、轿内检修开关、轿顶检修开关、轿厢安全窗开关、底坑缓冲器开关、上极限开关、下极限开关等。

图2 默纳克NICE3000new一体机控制系统图

图3 电梯安全回路

当电梯发生故障无法正常运行时，首先要考虑的就是安全回路是否存在问题。电梯安全回路常见的故障主要为继电器触点磨损或烧蚀造成不能正常开合、线圈烧毁、衔铁振动噪音等故障，通过观察电梯现象，用电流法、电压法等方法进行检查判断故障点，然后进行维修或者更换继电器。

在进行电梯安全回路的维修中，要防止维修过程中电梯误动作，必须注意要先打急停然后再进行维修，保证维修人员自身的安全。

2.2 对电梯门锁回路故障进行检修

电梯的门锁回路故障，是电梯的常见故障之一。正常情况下，必须所有的门电气联锁开关都闭合后，门锁继电器才会吸合，电梯才会开始运行。门锁有轿门锁和厅门锁，如果轿门锁故障不能闭合，一般通过检查调整轿门机械结构或更换电气触点维修；如果厅门锁发生故障，则需要打开轿顶检修状态后进行回路短接，然后通过慢车运行逐层进行检查，找到故障点进行维修。

厅门锁维修完成后，注意要拆掉门锁短接线，恢复电梯正常状态。

2.3 对控制柜接触器和继电器等元件故障进行检修

电梯控制柜内的控制回路主要是由继电器、接触器组成的。在电梯的运行过程中，当比较大的电流通过触点或触点被电弧烧蚀的时候，触点就会粘连在一起，造成电梯短路故障；或者，接触器弹簧片失去弹性或者触点被灰尘阻断会造成断路故障。短路和断路都会造成电梯的控制电路失去作用，进而使电梯出现故障。因此，在检修电梯的电气控制系统时，必须要对控制柜中的各个元件进行全面的检查，清除灰尘、检查触点，及时更换老化的继电器、接触器。

2.4 对变频器故障进行检修

电梯变频器是电梯控制系统的核心部件，通过交－直－交变换电源频率，实现对电机旋转速度的控制，并通过旋转编码器反馈信号实现速度闭环，进而精确控制轿厢的运行速度。电梯变频器常见故障主要有变频器本体元器件故障、参数设置不当以及外部系统故障导致等。变频器发生故障时一般可以查到故障码，通过查阅相应的变频器操作手册来查找故障原因，再分析故障是本体损坏还是外部原因导致。

例如某电梯变频器偶尔会发生过电压报警故障，经检查，制动单元正常，加减速参数设置正常，平衡系数符合规定，检测时也未发现电源过电压，那么这个过电压故障是从哪里来的呢？后发现该电梯未用专用电源回路供电，在电源回路其他负载较大时，变频器不过电压；其他负载较轻的时候，电梯变频器就容易出现过电压保护。经改造设置专用供电回路，问题得以解决［2］。

2.5 对PLC（或微机板）故障进行检修

PLC（或微机板）是电梯的逻辑控制中心，相当于电梯的大脑。电梯外围元器件各种信号汇总反馈到PLC（或微机板），进过PLC（或微机板）译码、内部程序比较、计算后，再编码发出指令控制电梯的上下行、门的开关、各种声光电的信号等。PLC本身故障可能性极小，系统的故障主要来自外围元器件。PLC控制系统的故障类型可分为输入故障 （即操作人员的操作失误）、传感器故障、执行器故障、PLC软件故障等。

2.6 对电磁干扰引起的电梯故障进行检修

电磁干扰会对电梯运行时的信号传输通道产生严重的影响，因为各种开关传给控制主机的信号是开关量信号，开关量电压信号很小，很容易受到干扰从而导致电梯发生故障无法正常运行。

干扰的来源主要有外部电网的干扰和变频器的干扰。外部电网中存在的各种整流设备，交直流互换设备，电子电压调整设备，非线性负载及照明设备等产生谐波负荷使电网中的电压、电流产生波形畸变，从而产生危害的干扰。变频器的晶闸管、整流桥对电网来说是非线性负载，会对同一电网的电子、电气设备产生共模干扰，另外变频器的逆变器采用IGBT等开关器件，在输出能量的同时将产生较强的电磁辐射干扰，影响周边电器的正常工作。

检修时需要使控制板中的各类线路尽可能简短，让控制板远离高频动力线，检查动力线及信号线的屏蔽线是否一端可靠接地，检查变频器的电抗器、接地线是否可靠，以期有效减少电磁干扰的影响，保证电梯的安全运行［3］。

3 结束语

电梯电气控制系统电路复杂，容易出现故障，故障的诊断排查需要维修人员有较高的电气理论水平和丰富的维修实践经验。加强对电梯电气控制系统的故障诊断和维修经验总结，对保证电梯的正常运行以及提高电梯的安全性具有非常重要的作用，同时也是为人们日常出行提供优质的电梯服务、保证人们生命安全的重要措施。