陳 亮 上海鐵路局科研所

電梯門系統(tǒng)由廳門、轎門、門機(jī)、門刀、門鎖、電氣控制回路、電梯防夾人裝置、開關(guān)門執(zhí)行部分等組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。電梯門是乘客進(jìn)出的通道口，發(fā)生故障后有可能造成人員擠壓、剪切、墜入井道等傷害、傷亡事故，所以電梯門系統(tǒng)出現(xiàn)故障后必須盡快排除。從電梯門系統(tǒng)的故障現(xiàn)象入手分析，找出電梯故障原因，對于快速排除電梯故障有著事半功倍的效果。電梯門系統(tǒng)中最常見、最典型的故障是：電梯門鎖回路故障、電梯轎（層）門故障、電梯門機(jī)故障。

圖1 電梯門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

1 電梯門鎖回路故障

電梯門鎖回路是指門鎖開關(guān)與各種電氣元器件組成的電氣回路。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB7588-2003的規(guī)定，電梯必須在全部門關(guān)閉后才能運(yùn)行。門鎖回路故障直接影響電梯的安全運(yùn)行，下面結(jié)合門鎖回路的各種故障現(xiàn)象，對故障原因進(jìn)行分析：

現(xiàn)象1：電梯既不能關(guān)門也不能開門。

原因1：控制電路的熔斷器或門機(jī)電路的熔斷器松動導(dǎo)致電路中有虛接或熔斷。

原因2：門機(jī)傳動皮帶打滑。

原因3：門機(jī)故障（門機(jī)是電梯門系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，門機(jī)故障下文將單獨(dú)進(jìn)行分析）。

現(xiàn)象2：到站平層后電梯門不開。

原因1：二級開門限位開關(guān)損壞，使開門繼電器不能得電，電梯無法開門。

原因2：開門繼電器損壞。

原因3：運(yùn)行繼電器常閉接點(diǎn)不通。

原因4：開門區(qū)域永磁繼電器損壞，使開門控制繼電器不能吸合。

現(xiàn)象3：按下關(guān)門按鈕門不關(guān)。

原因1：關(guān)門按鈕接點(diǎn)接觸不良或損壞。

原因2：三級關(guān)門限位開關(guān)損壞，使關(guān)門繼電器不能得電，電梯無法關(guān)門。

原因3：關(guān)門繼電器損壞。

原因4：啟動開門繼電器損壞，導(dǎo)致關(guān)門繼電器無法得電，電梯不能關(guān)門。

現(xiàn)象4：電梯接受選層信號后關(guān)門但不能起動。

原因1：轎門閉合到位，但轎門聯(lián)鎖開關(guān)未接通，門鎖繼電器不能得電，因而不能起動。

原因2：廳門未關(guān)閉到位，廳門聯(lián)鎖開關(guān)未能接通，門鎖繼電器不能得電，因而不能起動。

原因3：門關(guān)到位，但門鎖開關(guān)出現(xiàn)故障。

原因4：運(yùn)行繼電器出現(xiàn)故障。

現(xiàn)象5：電梯門未關(guān)能選層啟動。

原因1：門鎖繼電器有卡阻，觸點(diǎn)常吸不放。

原因2：門鎖開關(guān)觸點(diǎn)粘連(微動開關(guān)的門鎖)。

現(xiàn)象6：電梯在行駛途中突然停車。

原因：門刀、門球發(fā)生碰撞使門鎖臂脫開，門鎖開關(guān)斷后門鎖繼電器失電，電梯停車。

現(xiàn)象7：開門速度無變速。

原因1：開門一級限位開關(guān)損壞。

原因2:開門分路電阻斷絲不通。

現(xiàn)象8：關(guān)門速度無變速。

原因1：關(guān)門一、二級限位開關(guān)損壞。

原因2：關(guān)門分路電阻斷絲不通。

2 電梯轎（層）門故障

電梯開、關(guān)門是由轎門帶動層門實(shí)現(xiàn)的，轎門上安裝有門機(jī)為主動門，層門為被動門。為了防止電梯門在關(guān)閉過程中夾住乘客而引起傷害，在電梯轎門上裝有安全防護(hù)觸板或光電（光幕）感應(yīng)裝置，也叫電梯防夾人裝置。電梯轎（層）門常見故障分析如下：

2.1 轎門故障

現(xiàn)象1：電梯在自動位時(shí)不能關(guān)閉，或沒有關(guān)到位就反向開啟，在檢修時(shí)卻能關(guān)上。

原因1：安全觸板開關(guān)損壞，或被卡住、或開關(guān)位置調(diào)整不當(dāng)，安全觸板稍微動作即引起開關(guān)動作。

原因2：門光電（或光幕）感應(yīng)裝置位置偏移或被遮擋，或門光電（光幕）感應(yīng)裝置無供電電源，或光電（光幕）已損壞。

原因3：關(guān)門力限開關(guān)有誤動作。如果電梯門裝有關(guān)門力限開關(guān)，當(dāng)門在關(guān)閉過程中如果受到一定阻力門卻仍然關(guān)不上，則該開關(guān)動作，門機(jī)向開門方向旋轉(zhuǎn)。有的變頻門機(jī)雖然沒有這個(gè)開關(guān)，但也有類似的功能。在關(guān)門時(shí)如果遇有一定的阻力，通過變頻器的計(jì)算門機(jī)電流超過一定值時(shí)仍不能關(guān)上，則向反方向開啟。

現(xiàn)象2：開關(guān)門速度變慢。原因：門機(jī)皮帶打滑。

現(xiàn)象3：開關(guān)門時(shí)門扇振動大。

原因1：門滾輪磨損嚴(yán)重。

原因2：門導(dǎo)軌變形或發(fā)生松動偏斜。

原因3：地坎中的滑槽積塵過多或有雜物，妨礙門的滑行。

原因4：門鎖上的兩個(gè)滾輪與門刀位置不對。

2.2 電梯層門故障

現(xiàn)象：開關(guān)門時(shí)有響聲、晃動大，門間隙過大。

原因：門滾輪、門滑塊、門導(dǎo)軌等零部件松動、變形、磨損；層門地坎中的滑槽積塵過多或有雜物，卡阻門的滑行。

3 電梯門機(jī)故障

電梯門機(jī)是為電梯開、關(guān)門提供動力的電機(jī)，電梯門機(jī)是電梯系統(tǒng)中動作最頻繁的部件，其性能直接影響到整梯的性能。電梯門機(jī)有直流門機(jī)、交流異步變頻門機(jī)、永磁同步門機(jī)三種。其中直流門機(jī)的體積大，安裝方式復(fù)雜且故障率高，現(xiàn)已逐漸被市場淘汰，目前只有一部分在用老舊電梯（主要是貨梯）采用的是直流門機(jī)。永磁同步門機(jī)在市場上剛剛出現(xiàn)不久，目前受技術(shù)所限其關(guān)門扭矩都在1.8~2.6 Nm的范圍之內(nèi)，對于大型的電梯門和重型門都有局限性，尤其是不能在高溫環(huán)境下長時(shí)間工作，因而使用有限。本文對這兩類門機(jī)不作討論。交流異步變頻門機(jī)在精確程度上相比直流門機(jī)有了較大幅度的提高，易于實(shí)現(xiàn)對開關(guān)門的不同控制要求，變頻門機(jī)具有體積小、安裝簡單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)故障率也減少了許多。這類門機(jī)是目前使用最為廣泛的電梯門機(jī)，日常所見到的電梯基本上采用的均是這類門機(jī)。

3.1 變頻門機(jī)的控制原理

變頻門機(jī)的運(yùn)動控制方式分為“編碼器控制方式”和“速度開關(guān)控制方式”。在使用“編碼器控制方式”時(shí)，電機(jī)尾部安裝有編碼器，但上坎上不安裝速度開關(guān)。在這種控制方式下，通過編碼器既能檢測轎門位置，又能檢測轎門速度，因此可以使用位置和速度閉環(huán)控制，“編碼器控制方式”下的控制信號構(gòu)成如圖2所示。

圖2 門機(jī)編碼器控制方式的信號構(gòu)成

圖2中的開門信號、關(guān)門信號、平層信號由電梯整梯控制系統(tǒng)發(fā)出，其中平層信號是指電梯到達(dá)每一樓層平面位置時(shí)產(chǎn)生的信號；開門極限信號與關(guān)門極限信號是指轎門運(yùn)動到開門極限位置和關(guān)門極限位置時(shí)，由開門極限開關(guān)和關(guān)門極限開關(guān)產(chǎn)生的信號；安全觸板和光電光幕是檢測障礙物的裝置，安裝在轎門的門沿上，這兩個(gè)裝置只有在關(guān)門過程中才有效，當(dāng)有障礙物時(shí)，會產(chǎn)生安全觸板信號和（或）光電光幕信號，以便整梯控制系統(tǒng)和門機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)；編碼器用來反饋轎門運(yùn)動速度、檢測轎門位置和運(yùn)動方向?！熬幋a器控制方式”下的速度切換點(diǎn)通過檢測轎門位置來確定。

在使用“速度開關(guān)控制方式”時(shí)，電機(jī)不帶編碼器，而是依據(jù)上次的速度開關(guān)來檢測速度切換點(diǎn)。在這種控制方式下，沒有位置檢測，也沒有速度檢測，因此只能使用位置和速度開環(huán)控制，“速度開關(guān)控制方式”下的控制信號構(gòu)成如圖3所示。

圖3 門機(jī)速度開關(guān)控制方式的信號構(gòu)成

圖3跟圖2相比，只是編碼器信號用速度開關(guān)信號替代，其余控制信號二者完全一樣。兩個(gè)速度開關(guān)僅用作變頻門機(jī)運(yùn)動過程中的速度切換點(diǎn)。在電梯變頻門機(jī)的兩種運(yùn)動控制方式中，“速度開關(guān)控制方式”程序算法簡單，但因其不能檢測轎門的運(yùn)動方向、位置和速度，從而導(dǎo)致控制精度相對較差，并且在這種控制方式下，門機(jī)運(yùn)動過程的平滑性不太好，因此已經(jīng)很少使用，目前新出廠電梯門機(jī)基本上都采用“編碼器控制方式”。

3.2 變頻門機(jī)的常見故障分析

現(xiàn)象1：電梯運(yùn)行到目的層站后不開門，處于停止?fàn)顟B(tài)，召喚信號可以登記，快車無法運(yùn)行。

原因1：變頻器IPM（電源管理電路）保護(hù)，門機(jī)關(guān)斷輸出。

原因2：變頻器ADC轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)生故障，門機(jī)關(guān)斷輸出。

原因3：變頻器的輸入電壓低于或高于設(shè)置等級時(shí)，會發(fā)生轉(zhuǎn)矩不足或電機(jī)過熱，變頻器發(fā)生故障并關(guān)斷輸出。

原因4：變頻器輸出電流過大時(shí)，變頻器輸出關(guān)斷。

原因5：電機(jī)電流過大，超過過載保護(hù)閾值，變頻器輸出關(guān)斷。

原因6：EEROM（電可擦只讀存儲器）讀寫錯誤故障，門機(jī)停止運(yùn)行。

現(xiàn)象2：電梯斷續(xù)運(yùn)行，走走停停，有時(shí)會正常運(yùn)行，有時(shí)會突然停機(jī)，過一會又自動運(yùn)行。

原因：由于散熱故障、環(huán)境溫度過高或IPM工作異常，變頻器的熱檢元件檢測到過熱信號時(shí)，變頻器停止運(yùn)行，電梯停止運(yùn)行；等到溫度降下來，變頻器繼續(xù)工作，電梯運(yùn)行。

4 電梯門系統(tǒng)故障的排除及注意事項(xiàng)

電梯門系統(tǒng)發(fā)生故障后，首先要判斷出是機(jī)械部分還是電氣部分出現(xiàn)故障，然后再具體分析，這樣可以快速找到故障點(diǎn)進(jìn)行排除。

4.1 機(jī)械故障的排除方法

電梯門系統(tǒng)的機(jī)械故障表現(xiàn)為機(jī)械零部件的振動、聲響、發(fā)熱等現(xiàn)象，多是因?yàn)榱悴考乃蓜?、變形、磨損所引起。出現(xiàn)該類故障時(shí)，若電梯還可以運(yùn)行，則用檢修速度操作電梯上下運(yùn)行數(shù)次，通過聽聲音、聞氣味、手摸等手段，分析判斷出故障發(fā)生的部位及部件后，對故障點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)或更換。若電梯不能運(yùn)行，則說明電氣回路方面也發(fā)生了故障，在消除電氣回路故障后，再進(jìn)行前面所述的排查方法。

4.2 電氣回路故障排除的方法

（1）電阻法：任何一個(gè)電氣元件都是有一定電阻值的，因而測量他們的電阻值大小是否符合規(guī)定要求就可以判斷其好壞與否。電阻法是一種較常用的測量方法。通常是指利用萬用表的電阻擋，測量電路、觸點(diǎn)等是否通斷的一種方法；有時(shí)也用萬用表或電橋測量線圈的阻值是否符合標(biāo)稱值，或者用兆歐表測量相與相、相與地之間的絕緣電阻等。測量時(shí)，要注意選擇量程（一般測量通路時(shí)，選擇較低擋位），要校對儀表；要注意有沒有其他回路，以免引起誤判斷，更要注意嚴(yán)禁帶電測量。

（2）電壓法：電壓法是指利用萬用表相應(yīng)的電壓擋，測量電路中電壓值的方法。在正常工作情況下，閉環(huán)電路上各點(diǎn)電位是一定的，電流從高電位流向低電位，順電流方向去測量電子電氣元件上的電位，看其是否符合規(guī)定值，就可判斷故障所在點(diǎn)。測量時(shí)要注意表的擋位，選擇合適的量程，測量直流電時(shí)，要注意正負(fù)極性。

（3）電流法：電流法是通過測量電路中的電流是否符合正常值，是判定故障原因的一種方法。弱電回路常采用將電流表或萬用表電流擋串接在電路中進(jìn)行測量；強(qiáng)電回路常利用鉗形電流表進(jìn)行檢測。

（4）替換法：在懷疑某個(gè)元件或某塊電路板有故障，又不能確定時(shí)，可進(jìn)行替換試驗(yàn)。此時(shí)可把認(rèn)為有問題的元件或電路板取下，用新的或確認(rèn)無故障的元件或電路板代替，如果故障消失，證明判斷正確。反之則需要繼續(xù)查找。

（5）短接法：控制環(huán)節(jié)的電路都是由開關(guān)、繼電器、接觸器觸點(diǎn)等組合而成。當(dāng)懷疑某個(gè)或某些觸點(diǎn)有故障時(shí)，可以用導(dǎo)線把該觸點(diǎn)短接，通電后若故障消失，則證明判斷正確。需要注意的是必須確定短接時(shí)不會造成短路以及設(shè)備、人員傷害，試驗(yàn)完成后應(yīng)立即拆除短接線。

（6）直接檢查法：在了解故障原因或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)經(jīng)常出現(xiàn)的故障，可以直接檢查所懷疑的故障點(diǎn)。

（7）儀器測試法：借助各種儀器儀表測量各種參數(shù)，如用示波器觀察波形及參數(shù)的變化，以便分析故障的原因，多用于弱電回路中。

（8）逐步排除法：逐步切除部分電路以確定故障范圍和故障點(diǎn)。

（9）調(diào)整參數(shù)法：有些電路中元器件無損壞，電路接線良好，只是由于某些物理量（如時(shí)間、位移、電流、電阻值、溫度、反饋信號強(qiáng)弱等）調(diào)整得不合適，而使系統(tǒng)不能正常工作，這時(shí)應(yīng)根據(jù)電氣工作原理及設(shè)備的具體情況進(jìn)行調(diào)整。

（10）比較、分析、判斷法：根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，控制環(huán)節(jié)的動作程序以及它們之間的邏輯關(guān)系，結(jié)合故障現(xiàn)象，進(jìn)行比較、分析和判斷，減少測量與檢查等環(huán)節(jié)，迅速判斷故障范圍。通過分析、比較進(jìn)行判斷，能減少檢測環(huán)節(jié)，縮小故障范圍，提高排除故障的速度。適用于部分電路故障范圍或故障點(diǎn)的直接判定，也應(yīng)用于整個(gè)故障排除的過程中。

4.3 排除電氣回路故障的注意事項(xiàng)

當(dāng)判斷為電氣回路的故障后，最重要的是要快速找到故障點(diǎn)，才能盡快對電梯修復(fù)。從以下幾個(gè)方面著手分析有助于盡快找到故障點(diǎn)：

（1）首先重點(diǎn)檢查電梯停止層的電氣回路是否發(fā)生故障。

（2）詢問是否有用三角鑰匙打開過層門，在廳門外用三角鑰匙重新開、關(guān)一下廳門。這樣做的原因是，有時(shí)電梯廳門經(jīng)人工打開后可能沒關(guān)到位，造成門鎖回路未接通或虛接，導(dǎo)致電梯出現(xiàn)停機(jī)或者其他故障現(xiàn)象，重新開關(guān)一下確保電梯停止層廳門關(guān)閉到位。

（3）確保在檢修狀態(tài)下，在電梯控制屏上分別短接廳門鎖回路和轎門鎖回路，區(qū)分出是廳門部分故障還是轎門部分故障。

（4）如果判斷是廳門部分故障，確保在檢修狀態(tài)下，短接廳門鎖回路，以檢修速度運(yùn)行電梯，逐層檢查每道廳門鎖接觸情況（包括被動門鎖）。注意：在修復(fù)門鎖回路故障后，一定要先取掉門鎖短接線，再將電梯恢復(fù)到快車狀態(tài)。另外需要注意的是，目前多數(shù)電梯雖然門鎖回路正常，門鎖繼電器也吸合，但通常在門鎖繼電器上取一副常開觸點(diǎn)連到微機(jī)（或PC機(jī)）上進(jìn)行檢測，如果門鎖繼電器本身接觸不良，也會引起門鎖回路故障。

5 結(jié)束語

來自國家質(zhì)檢總局的數(shù)據(jù)顯示，在導(dǎo)致電梯安全隱患的因素中，制造質(zhì)量占16%，安裝占24%，因保養(yǎng)和使用造成的故障占比高達(dá)60%，在因保養(yǎng)和使用造成的故障中，80%來自于門系統(tǒng)故障，70%的電梯傷害事故因電梯門故障引起。因此電梯門系統(tǒng)故障應(yīng)引起電梯生產(chǎn)、使用相關(guān)各方足夠的重視，強(qiáng)化管理、規(guī)范保養(yǎng)、文明乘用，減少人為因素引起的故障和事故。