电梯电源电路故障诊断与维修

电梯电源电路故障诊断与维修

知识目标

1)熟悉电梯电源电路的组成。

2)掌握电梯电源电路的工作原理。

能力目标

1)能够根据电梯电气原理图查找各电气部件的位置。

2)能够根据电梯电气原理图查找控制柜相关接线端。

3)能够安全操作电梯，确保人身设备安全。

项目描述

正常的电梯电源电路是电梯能够正常运行的前提与基础。电梯维保人员需要掌握电梯电源电路的工作原理、常见故障及其故障检修的思路与方法。本任务对此做了详细介绍。

项目分析

电梯出现电气故障，首先要判断的就是电源有没有出现问题。机房电源由市网配电至机房配电箱，机房配电箱包括380V动力电源和220V轿厢照明及井道照明电源。动力电源和照明电源相互独立。动力电源进入机房电梯控制柜，一部分直接供曳引电动机使用，另外一部分经变压器变压、整流器整流、开关电源变压处理后生成220V交流电源、110V交流电源、110V直流电源、24V直流电源供开关门控制电路、安全与门锁电路、制动电路、控制电路使用。

本项目所探讨的电源电路故障诊断问题属于电梯机房控制柜380V动力电源经变压器变压后电路的故障诊断。要具备诊断电梯机房控制柜电源电路故障的技能，首先要掌握电梯控制柜的类型及其组成和元器件的作用，其次要掌握控制柜变压电路的工作原理和机房控制柜电源电路故障诊断的步骤和方法；并通过实训掌握诊断供电输人错相故障、诊断门机控制器220V动力电源故障、诊断安全电路电源故障的技能，并在故障诊断与维修完成后正确清晰地填写电梯故障诊断与维修单。

相关知识

一、机房电气控制柜的组成及作用

1.机房控制柜简介

电梯机房控制柜是电梯的主要控制装置，内含主控制器、变频器、变压器、开关电源、安全继电器、运行接触器、抱闸接触器、相序继电器、断路器、电话机、急停按钮、检修开关、检修上/下行按钮等电气元器件，包括电源电路、安全与门锁电路、主控制电路、变频驱动电路、制动电路等电路，其中电源电路是其他电路运行的基础，因此本项目所介绍的电源电路故障诊断便是电梯故障诊断的基础，只有在电源正常的情况下电梯才能运行。

根据控制器的不同，垂直升降电梯包括PLC控制电梯和微机控制电梯，微机控制电梯又包括无机房控制电梯和有机房控制电梯。控制柜也相应包括有机房电梯控制柜、无机房电梯控制柜和PLC控制电梯控制柜。三种电梯控制柜如图2-11～图2-13所示。

2.电梯控制柜电源电路主要组成元器件简介

电梯控制柜电源电路所包含的元器件有主变压器、相序继电器、开关电源、断路器、继电器和接触器、接线端子排等。

(1)主变压器 变压器(Transformer)是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，主要构件是一次绕组、二次绕组和铁心(磁心),主要功能有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。变压器中，接电源的绕组称为一次绕组，其余的绕组称为二次绕组。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成。

电梯电气控制柜的变压器如图2-14所示，它主要将380V的交流电转换成220V的交流电和110V的交流电。

(2)相序继电器 相序继电器是由运算放大器组成的一个相序比较器，比较电压幅值、频率和相位。如果条件符合，放大器导通；如果有单个条件不符合，放大器闭锁。相序继电器主要用于相序检测或断相保护，当相序正确时，继电器动作获得输出，当相序不正确或交流回路任一相断线时，继电器闭锁。

在许多三相交流电应用的场合，相序正确有时是一项必需的条件，错误的相序或断相将导致设备工作不正常甚至损坏。相序继电器广泛应用于三相电应用场合，配上指示灯可作为相序指示器，与接触器结合可完成自动换相功能。

一般情况下，电动机工作的接线顺序是有规定的，如果由于某种原因导致相序错乱，电动机将无法正常工作甚至损坏。三相电源中有A相、B相、C相，假如按A-B-C的相序将电源接入电动机，电动机是正转，那么，按A-C-B的相序将电源接入电动机，电路中相序与指定相序不符，相序继电器将触发动作，电动机将反转。为了防止电动机反转，就加入了相序继电器，当电路中相序与指定相序不符时，相序继电器触发动作，电动切断电动机电源，防止电动机反转。

电梯上的相序继电器外观如图2-15所示，其作用如下：

1)相序保护。电动机的旋转方向与相序直接相关，因此，在电梯中，电梯的运行方向也与相序直接相关。如果因为某种原因导致电源相序错误，那么原本上行的电梯就会变成下行，原本下行的电梯就会变成上行，这很容易造成故障甚至事故。

2)断相保护。即防止电梯曳引机在运行过程中遭遇断相故障，导致电动机损坏或引发其他事故。

3)过电压、欠电压保护。防止电压过高、过低损坏电梯曳引机而引发其他事故。以上为相序继电器在电梯中的几种保护作用，其中相序保护又称为逆相保护、错相保护等，一般在外部电源维修后，相序接错导致该情况发生。例如，主变压器维修后，出线端电缆被反接等错误，电梯等终端用户在用电之前是无法预知的，因此在这类设备中加装相序继电器可有效防止相应的故障对设备的损坏。

(3)开关电源 开关电源起变压作用，将输入电压由交流220V转换成直流24V,输入端包括相线、中性线、地线，其外观如图2-16所示。

(4)断路器 断路器具有短路保护、过载保护等功能，在超载或非正常运行中，如出现故障，会自动断开开关，起到保护电路和线路的作用。电梯控制柜内共有四个断路器，分别用来控制380V交流电、220V交流电、110V交流电、110V直流电。断路器的外观如图2-17所示。

(5)接触器与继电器 电梯控制柜内的接触器包括运行接触器、制动接触器，继电器包括安全继电器、门锁继电器，其实物如图2-18所示。其中，运行接触器和抱闸接触器由主控制电路控制，安全与门锁继电器由安全与门锁电路控制。

(6)接线端子排 电梯控制柜接线端子排包括安全与门锁电路端子排、电源电路端子排、主电源电路端子排等。电源电路端子排主要负责电梯变压器、整流器、开关电源等的输出电压转接到门机控制器、主控制器、外呼内选按钮部分的用电。其实物如图2-19所示。

二、机房控制柜电源电路组成与工作原理

机房控制柜电源电路是由主变压器、相序继电器、开关电源、整流器、380V交流断路器、220V交流断路器、110V交流断路器、110V直流断路器及安全继电器触点等组成的电路，如图2-20所示。

如果电梯不能起动，首先要检测配电箱电源输入端有没有供电。在确定供电正常的情况下，检测电源输出端有没有电，若没电，则可断定是断路器问题；若有电，则可检测以下电路有无故障。

从配电箱出来进入控制柜的R、S电源端通过断路器DL1后分成两路，一路连接相序继电器JXX,一路进入主变压器的一次侧，连接380V端和0V端。经变压器变压后，得到电压为220V和110V的交流电。

变压器二次侧下端为220V交流电源，是门机动力电源，由断路器DL2及安全继电器CDY控制；变压器二次侧上端为110V交流电源，是安全回路供电电源，由断路器DL3控制。110V交流电源通过断路器DL3连接整流桥ZL1,输出110V直流电源，直流电源由断路器DI4控制；220V交流电源分成两路，一路通过断路器DL2输出到201点和202点，一路通过开关电源输出24V直流电。

三、机房控制柜电源电路故障的维修步骤与方法

电梯控制柜电源电路故障检修思路如下：

1)在电源总开关断开的情况下，对控制柜的部件实施详细的观察(看、闻、摸)。若没有发现明显的故障部位，再进行以下操作。

2)判断市网380V供电是否正常，然后可按电源电路的走向从左至右分别检查110V交流电源电路及器件的电压、220V交流电源电路及器件的电压。

项目准备

根据项目内容及项目要求选用仪表、工具和器材，见表2-5。

项目实施

在供电正常的情况下(AC380V正常，三相平衡),接通机房配电箱电源主开关，合上控制柜各断路器，观察控制柜的显示情况，如果故障比较明显，则可直接对局部电路进行检测。

一、供电输入电源错相故障

1.检查思路

观察控制柜上指示灯、主控制板及相序继电器JXX上的指示灯的点亮情况，重点检查有无外网输入电源，有无断相或错相，线路连接有无松动。根据电源电路原理图和图2-21所示检修流程图进行逐步检修。

2.实操过程

由于输入电源断相或错相，相序继电器JXX上的指示灯不亮。具体操作步骤如下：

1)用万用表交流电压档检测控制柜相序继电器JXX上电源输入L1、L2、L3端子电压(正常应为380V,三相平衡)。

2)电压不正常，若断相，再往电源的上级供电线路进行检测：

断路器DL1电压→R、S、T端子电压→机房配电箱电源主开关下端头电压→机房配电箱电源主开关上端头电压。

3)电压正常，三相平衡，在机房配电箱断开电源主开关，验电确认没有电压后，将电源主开关下端头电源线L1、L2、L3中任意两相接线互换。

4)更换电源线L1、L2、L3任意两相接线后，相序继电器上的指示灯仍不亮，检查更换相序继电器JXX。二、外呼显示正常，门机控制器没有交流220V供电电源故障

1.检查思路

首先到机房观察电气控制柜上的安全继电器和门锁继电器是否吸合，重点检查接线端子排201和202间有无220V交流电压，若电压正常，则检查控制柜接线端子排201和202到轿顶接线盒端子排201和202,以及轿顶接线盒端子排201和202到门机控制器的接线，若没有220V交流电压，则应检查端子排201和202前面到控制主变压器的输出之间的电路元器件及线路连接，根据电源电路图和图2-22所示检修流程图进行检修。

2.实操过程

由于外呼有显示，控制柜中安全继电器和门锁继电器已吸合，说明安全回路和门锁回路正常，开关电源输出DC 24V正常。具体检修操作步骤如下：

1)用万用表交流电压档检测机房控制柜接线端子排201和202两端的电压值。

2)如没有220V交流电压，则往上级供电线路进行检查，测量DI2/2和202端的电压值。①如有220V电压，说明变压器输出、断路器DL2/2和变压器到202端子的连接线路有问题。

②如没有220V电压，说明上述连接不正常。

3)测量安全继电器CDY/1和202端的电压值，若有220V交流电压，说明安全继电器已经吸合，若没有220V交流电压，说明CDY/1到接线端子排202之间的线路连接有问题。

4)在机房配电箱断开电源主开关，断开控制柜上的DL2,验电确认没有电压后，用万用表的二极管档测量，一只表笔接安全继电器的CDY/1端，另一只表笔接接线端子排201端，若万用表不响，说明安全继电器CDY/1到接线端子排之间的线路连接有断开点。

5)排除以上原因，可判断故障原因是安全继电器CDY/1接线端接触不良，造成门机控制器没有交流220V供电电源，因此电梯不运行。

6)重新把接线端接牢固，故障排除，电梯恢复正常。

三、安全回路电源故障

1)首先断开电源总开关，断开安全继电器线圈的一端，测量安全回路的电阻值，如果为零，则表明安全回路没有断开点。

2)恢复供电，测量安全回路的电源输入端，断路器DL3的输出端“DL3/2”和“110VN”的电压，结果为零，经检查发现故障原因是从断路器DL3引出的“DL3/2”端接触不良，造成安全回路的电源电压不正常，安全继电器不吸合，所以电梯不能运行。

3)重新把该接线端接牢固，故障排除，电梯恢复正常。

4)又如，经检查，楼层显示器没有DC 24V电源供给，则可根据控制柜电源电路图，在确定变压器输入电压正常后，对电源配电环节输入/输出端电压进行测量。对输入端测量时，两表笔分别接开关电源的L端和N端，观察电压表读数；测量开关电源输出端时，黑表笔接COM端，红表笔分别接开关电源输出端、安全继电器输入端、安全继电器输出端，观察电压表读数。

四、电梯控制柜电源电路故障检修记录单填写

检修工作完成后，维保人员须填写维修记录单，自己签名并经用户签名确认后方可结束检修工作。电梯维修记录单见表2-6。

项目考核

项目完成后，由指导教师对本项目的完成情况进行实操考核。电梯电源电路故障诊断与维修实操考核见表2-7。

项目小结

本项目介绍了电梯控制柜的类型及组成、电源电路组成和工作原理、电梯控制柜电源电路故障检修的思路与电源电路故障检修流程图等理论知识。在此基础上，给出了三个电源故障检修实例，即电源错相故障检修实例、门机动力电源故障检修实例、安全电路电源故障检修实例，学生通过学习及训练可掌握电梯控制柜电源电路故障检修的思路、方法和技能。