第3章　楼宇电梯系统

3.1　楼宇电梯的基本分类和主要参数

电梯是现代高楼中必不可少的垂直代步设备，它的重要性已与平面交通中的汽车相同。据国外统计，每天乘电梯人次已超过每天乘汽车的人次。有资料显示：美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次。自1889年第一台电梯诞生以来至今，电梯种类越来越多，电梯的技术渐渐向网络化、高端化、智能化、节能化发展。随着现代化高楼的发展，对电梯的数量和质量要求将更高，据有关部门统计：我国在2011年电梯产销量约45万台，相比2010年增幅约23％。2011年我国电梯保有量已经达到201万台，电梯及其控制技术也体现了现代高新技术成长的缩影。

电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的倾角小于15°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。它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升式的交通工具。

电梯在垂直运行的过程中，有起点站也有终点站。对于三层以上建筑物内的电梯，起点站和终点站之间还设有停靠站。起点站设在一楼，终点站设在最高楼层，设在一楼的起点站常被称作为基站。起点站和终点站称两端站，两端站之间的停靠站称中间层站。

各层站的层外设有召唤箱，箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮或触钮。一般电梯在两端站的召唤箱上各设置一只按钮，中间层站的召唤箱上各设置两只按钮。对于无司机控制的电梯，在各层站的召唤箱上均设置一只按钮或触钮。电梯（杂物电梯除外）的轿厢内部设置有操纵箱，操纵箱上设置有手柄开关或与层站对应的按钮，供司机或乘用人员控制电梯上下运行。召唤箱上的按钮称层外指令按钮，操纵箱上的按钮称轿内指令按钮。层外指令按钮发出的电信号称层外指令信号。轿内指令按钮发出的电信号称轿内指令信号。

作为电梯基站的厅外召唤箱，除设置一只召唤按钮外，还设置一只钥匙开关，以便上下班开启或关闭电梯时，司机或管理人员把电梯开到基站后，可以通过专用钥匙扭动该钥匙开关，把电梯的层轿门关闭妥当。

现代电梯的自动化程度比较高，一般电梯的司机或乘用人员只需通过操纵箱上的按钮或触钮向电气控制系统下达一个指令信号，电梯就能自动关门、定向、启动、加速，在预定的层站平层停靠开门。对于自动化程度高的电梯，司机或乘用人员一次还可下达一个以上的指令信号，电梯便能依次启动和停靠，完成全部指令任务。

乘客电梯的运行工作情况类似于公共汽车，在起点站和终点站之间往返运行，在运行方向前方的停靠站上有顺向的指令信号时，电梯到站能自动平层停靠开门接乘客。而载货电梯的运行工况则类似于卡车，执行任务为一次性的，司机或乘用人员控制电梯上下运行时一次只能下达一个指令任务，当一个指令任务完成后才能再下达另一个指令任务，一般不能自动停歇。所以载货电梯的自动化程度比乘客电梯低。

3.1.1　楼宇电梯的基本分类

（1）按用途分类

①乘客电梯　为运送乘客而设计的电梯，必须有十分可靠的安全装置。乘客电梯适用于宾馆、大厦、写字楼等高层建筑，是运送人员上下楼必不可少的交通工具。乘客电梯的基本功能为：关门保护、轿厢位置自动显示、自动平层、自动开关门、超速保护、超载报警不启、轿内应急照明、运行次数自动记录、满载直驶、断错相自动保护、顺向截梯反向记忆、轿内外指令登记、轿厢警铃、轿厢无人照明及风扇自动关闭、消防功能。图3-1所示为乘客电梯载人轿厢。

图3-1　乘客电梯载人轿厢

②载货电梯　主要是为运送货物而设计的，通常有人伴随的电梯，有必备的安全保护装置。载货电梯适用于工厂、商场、仓库等场所，主要用于运送货物上下楼，并可搭载随行工作人员，是搬运工人的最佳“搭档”，使繁重的货物搬运工作变得轻松而快捷。载货电梯的基本功能是轿厢位置自动显示、超速保护、轿内应急照明、运行次数自动记录、断错相自动保护、轿内外指令登记、轿厢警铃。图3-2所示为载货电梯轿厢。

图3-2　载货电梯轿厢

③客货电梯　主要是用于运送乘客，但也可以运送货物的电梯。它与乘客电梯的区别在于轿厢内部装饰结构和使用场合不同。

④病床电梯　为运送医院病人及其病床而设计的电梯，其轿厢具有中而长的特点。图3-3所示为病床电梯轿厢。

图3-3　病床电梯轿厢

⑤住宅电梯　供住宅楼使用的电梯控制系统和轿厢装饰均较简单，也必须具有客梯所具有的安全保护装置。图3-4所示为住宅电梯载人轿厢。

图3-4　住宅电梯载人轿厢

⑥杂物电梯　供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等。这是一种绝不允许人员进入的小型运货电梯，为防止人员进入轿厢，轿厢内部尺寸必须小到人无法进入。

⑦消防电梯　火警情况下能适应消防员专用的电梯，非火警情况下可作为一般客梯或客货电梯使用。

⑧船舶电梯　专用于船舶上的电梯，能在船舶正常摇晃中运行。

⑨观光电梯　轿厢壁透明，供乘客游览观光建筑物周围外景的电梯。图3-5所示为观光电梯载人轿厢。

图3-5　观光电梯载人轿厢

⑩汽车电梯　运送汽车的电梯，其特点是大轿厢、大承重量，常用于立体停车场及汽车库等场所。

（2）按驱动系统分类

①交流电梯　曳引电动机是交流异步电动机，有交流单速电梯、交流双速电梯、交流调速电梯和交流高速电梯。

②直流电梯　曳引电动机是电梯专用的直流电动机，有直流快速电梯、直流高速电梯。

（3）按曳引机有无减速箱分类

①有齿轮电梯　电梯曳引轮的转速与电动机的转速不相等（电动机转速大于曳引轮转速），中间有蜗杆蜗轮减速箱或齿轮减速箱（行星齿轮、斜齿轮），一般使用在电梯额定速度小于或等于2m/s的场合。

②无齿轮电梯　电梯曳引轮转速与电动机转速相等，中间无蜗杆蜗轮减速箱或齿轮减速箱，要求电动机具有低转速、大转矩特性，一般用在电梯运行速度大于或等于2m/s的场合。图3-6所示为一无齿轮高速电梯曳引机组。

图3-6　无齿轮高速电梯曳引机组

（4）按有无司机分类

①有司机电梯　电梯的各种工作状态由经过专业安全技术培训的专职电梯司机来操纵实现。

②无司机电梯　所谓无司机电梯，就是乘客自己操纵的电梯。乘客进入电梯轿厢后，按下操纵箱上与自己所要到达的楼层相对应的按钮，电梯就会自动到达乘客所要的楼层，当乘客在某层厅外召唤电梯时，电梯会按“层外截车”的原则，自动到达乘客候梯的楼层，供乘客使用电梯。

③有/无司机电梯　该种电梯基本上是按无司机控制设计的，考虑到一些使用单位管理上的需要和当地乘客的电梯知识普及情况，在线路设计上也考虑了有司机工作状态，这类电梯可以在有司机操作的情况下工作，也可以在无司机状态下工作，但司机必须经过专业安全技术培训。

（5）按操纵控制方式分类

①门外按钮控制小型杂物电梯　该电梯是一种门外按钮自动控制的小型杂物电梯，它专用于提升和下降重量和体积较小的构件，绝不允许任何人员进入轿厢。这种电梯在楼层层门旁设有操纵箱。当基站的发货人员装货完毕后将层门关闭，并按下操纵钮相对应于接货站的停站按钮，电梯就能启动行驶到该站停止，及时发出信号提配接货人员注意，开层门卸货，卸货完毕后再关上层门，这时“占用”信号消失。

②轿厢手柄开关控制自平自动门电梯　该电梯在轿厢内设有经专业安全技术培训的专职司机操作，要求上升或下降时司机可将操作箱上的手柄开关按照需要的方向转到极限位置，这时层门和轿厢门就自动关闭，电梯随即启动向上（或向下）行驶。当轿厢到达所要求停靠的楼层前适当高度（平层区域内）时，司机应预先将手柄开关返回到零位，电梯就自动地从快速降低到慢速，在慢速运转下自动停止在楼面水平上，并自动开门。

③内外按钮控制自平自动门电梯　该电梯为一种乘客自己操作的电梯，电梯在各层站分别设有一个召唤按钮，轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应指令按钮，某一楼层等待电梯的乘客按下该召唤按钮，就能使不被“占用”的轿厢到来，电梯停靠时立即自动开门。乘客进入轿厢后，按下他要去楼层的指令按钮，电梯就自动关门，启动行驶到达该站。每次停靠时，电梯自动进行减速、平层、开门。

④选层按钮控制自平自动门电梯　该电梯为一种有专职司机操作，具有轿厢指令按钮登记的乘客或载货电梯。电梯在底层和顶层分别设有一个向上或向下召唤按钮，而在其他层站各设有上、下召唤按钮两个，轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应指令或选层按钮，司机依照进入轿厢的乘客所报出的层站按下选层按钮，指令信号被登记，或当等待在厅外的乘客按下召唤按钮时，操作箱上的召唤灯点亮，司机根据点亮的顺向召唤灯按下选层按钮，使召唤被登记，电梯从基站向上行程中，按登记好的信号统一给予停靠，直到这些信号登记的最高层站为止。

⑤集选控制或向下集选控制电梯　该电梯为一种乘客自己操作的或有时也可由专职司机操作的自动电梯。电梯在底层和顶层分别设有一个向上或向下召唤按钮，而在其他层站各设有上、下召唤按钮两个（集选控制）或一个向下召唤按钮（向下集速控制）。轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应指令按钮。当进入轿厢的乘客按下指令按钮时，指令信号被登记。当等待在层外的乘客按下召唤按钮时，召唤信号被登记。电梯在向上行驶中按登记的指令信号和向上召唤信号统一给予停靠，直到这些信号登记的最高层站或有向下召唤登记的最低层为止。然后又反向向下按指令及向下召唤信号逐一停靠。每次停靠时电梯自动进行减速、平息、开门。

⑥两台并联集选控制电梯　该系统由两台集选控制电梯组成。电梯设有基站，一般以大楼的底层作为基站，在基站的下面也可有地下室。当一台电梯执行命令完毕后，自动返回基站。另一台电梯在完成所有的任务后，就停止在最后选定的楼层作为备行梯。备行梯是准备接受基站以上出现的任何命令而运行，这样基站可优先为进入大楼的乘客服务（也可应答地下室召唤），而备行梯则主要应答其他命令的召唤。

⑦三台并联集选控制电梯　该系统由三台集选控制电梯组成，共用一套召唤信号装置。电梯设有基站，一般以大楼的底层作为基站，在基站的下面也可以有地下室。当系统中的三台电梯先后执行命令完毕时，有两台电梯分别自动返回基站成为基站梯。先到达基站的称为基站被选梯，其后到达的称为基站待选梯。另一台电梯在完成其所有任务后，就停留在最后停靠的楼层作为备行梯。备行梯是准备接受基站以上出现的任何命令而运行。而基站被选梯可供优先进入大楼的乘客服务。当基站被选梯在应答命令而离去后，则待选梯立即成为被选梯。无论备行梯还是基站梯，在命令下运行时，按集选控制的原则工作称为运行梯。

⑧梯群控制电梯（群控电梯）　电梯机群自动程序控制系统简称群控，是对于一级电梯进行自动控制和自动调度的电气控制系统。该系统能提供各种工作程序，能满足像办公大楼那样客流剧烈变化的典型客流状态。

（6）按有无机房分类

以上所述均为有机房电梯，近年来无机房电梯发展迅速，已成为电梯一个新的研发方向。目前，无机房电梯已经经过了四代。第一代无机房电梯诞生的主要原因是欧洲对古建筑的保护以及与液压电梯的竞争。主要原理是电梯主机跨井道底置，即只有一个轮子在井道里。第二代无机房电梯也是井道底置式，但是将主机全部搬进了井道。第三代无机房电梯为上置式，主机主要放置的形式为：主机放在导轨上，主机放在轿厢顶上。前两代无机房电梯目前在欧洲已经被淘汰，淘汰的原因是安全隐患严重，第三代无机房电梯属于改变前两代无机房电梯的新产品，但是主机放在轿厢顶部的安全问题及噪声得不到解决，所以并没有得到发展。第四代无机房电梯，从根本上解决了前三代无机房电梯的缺陷，首先是安全隐患得到解决，其次是共振共鸣问题的解决，第三是速度上只要主机生产企业能够供应，提升高度及速度不存在技术问题。所以第四代无机房电梯是目前世界上最先进的无机房电梯。