浅谈电梯故障的成因及诊断检测

崔志威

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一、电梯的运行原理，系统结构分析

在市场上销售或常见的电梯种类很多，虽结构各有不同，但是运行的道理都使一样的，它们之间有很大的共性存在，都是由三个部分分别组成：一是机械系统是由电梯的骨架构成；二是电气系统，其主要工作原理是拖动和控制，保障电梯正常运行；三是安全保护系统，保证系统之间相互控制，因而保证电梯正常安全的运行。

(一)电梯的机械系统方面

我们所熟知的电梯机械系统，也就是电梯的骨架，保证电梯运行过程中起着非常重要的作用，但是电梯机械又是由以下几个方面构成，依次是导向系统部分、曳引系统部分、门系统部分以及重量平衡系统部分。下面我们主要阐述、分析门系统和曳引系统。

1.我们所说的曳引系统，就是向设备输出动力以及传递动力的组件，也就是使电梯能上升、下降，并正常工作的装置。主要是绳头的均衡装置、曳引机、曳引钢丝绳、复绕轮以及导向轮等组成。这样论述我们就直观的了解到，曳引机就是起着提供动力来源的作用。

2.所谓电梯门结构就是由轿门以及层门组成的，也就是说电梯门系统是由门机系统、控制器、厅门以及轿门等安全装置组成构件。但是门系统开关信号还是要靠控制器接受完成，例如发出开门的信号，受控制门会正转运行，反向操作就会反转，然后通过门的联动机构来带动轿门正常运动，厅门就会和轿门一起开启；当门到达限位点的时候，电机停止工作，电梯门就开启完成。

(二)电梯的电气控制系统方面

电梯的电气系统主要是由电力驱动，以及电梯信号控制两个部分构成。电梯的电气系统工作原理。是根据操作人员的意愿对电梯发出启动、运行、停止、开门、关门等工作命令。

1.电梯的电力驱动系统，主要由四个部分构成，依次为控制系统、传动机构、电梯轿厢等部分以及电动机组成。其中电力驱动系统是依照调速方式具体分为：交流变压调速系统部分、交流变极调速系统部分还有变频变压调速系统部分组成。

2.现在的电梯信号控制系统主要是由：继电器逻辑型和微机控制型两种型号，我们最常用的是微机控制，它是用来采用CAN的技术来作为传递电梯指令信号的通信方法。

3.安全保护系统方面，电梯安全保护系统由多种电梯安全保护装置组合而成：超速保护装置—限速器、安全钳；超越行程的保护装置—强迫减速开关、终端限位开关；冲顶(蹲底)保护装置——缓冲器；门安全保护装置—层门门锁与轿门电气联锁及门防夹人的装置；轿厢超载保护装置及各种装置的状态检测保护装置；供电系统保护、电机过载、过流等装置及报警装置等。

二、常见电梯系统故障的成因

随着科学技术的飞速进步和发展，加上地区的差异原因，因而电梯种类非常多，但是他们的故障特点综合起来有以下几点：

（一）故障问题的复杂性

是电梯的控制系统中间的互相传递和配合，诱发是故障的原因，故障前的征兆十分复杂，也有可能是一种征兆多种故障可能，原因也不尽相同。但是征兆和原因之间的不确定关联，造成电梯故障诊断有非常大的复杂性和不确定性。

（二）故障问题的层次性

众所周知电梯是由很多系统部件组合而成的，例如机械系统、电气控制系统等，但是组成系统中间也是有层次的，从而造成电梯故障复杂，且具有层次性。因此故障之间或者是由系统层次间的关联，如低层次故障会引起高层次故障，但是层次低的故障必定会诱发高层次故障的发生。因此这种低层次引发高层次故障，也就被定性为故障的层次性。

三、诊断电梯故障的方法

诊断电梯故障的方法是经历了从简单到精准的诊断过程、从人工到智能的诊断过程、从单机诊断到网络诊断的过程，如果要具体分类的话，就要概括为：基于数学模型以及基于非模型两种诊断方法，在此我们就以上两种情况进行阐述。

(一)基于系统数学模型的故障诊断方法

作为电梯设计中的系统数学模型，用以诊断故障的方法是以数学模型为依据，并以现代优化方法以及现代控制理论为指导，结合等价空间方程、参数模型、观测器的识别以及数据产生的误差，再以故障判定的准则对误差进行分析以及相关的判定。实际情况只要使用观测器判断系统的输出值参数，再跟输出值比较，来获取故障信息的准确位置。

(二)基于非模型的故障诊断方法

伴随着科技的飞速发展，电梯故障的诊断方法不断完备和先进，重点是非模型这方面，以下着重阐述基于非模型的故障诊断方法：

1.以诊断专家系统的方法进行诊断。所谓的诊断专家系统的故障诊断，主要是以诊断知识系统的总结论述、诊断、推理的方法、诊断推理不确定性和诊断结果数据的获取。

2.诊断故障模式鉴别的诊断方法。诊断故障模式识别是以故障诊断的模式识别为准，并以选取及提取模式特征为依据，整合离线分析以及在线分析的全过程，以此获得特征向量集和故障基准模式集，而后确定判别函数，并以在线诊断提取故障时所需特征的向量为标准，结合给定的判别函数，来判定故障分离定位。

3.电梯的故障树诊断方法。电梯的故障树故障诊断是以系统以及设备特定成因、不希望成因、各个部分的子系统和各部件故障，组成的故障逻辑结构图，通过逻辑结构图，进行分析系统故障的原因，在由整体到部分依树的形状，进行详细的划分判定，具体的说就是图形演绎法，简单的解释就是把系统故障，以及系统故障的各种成因制成图集，使之直观的反应故障点、系统以及元部件和故障之间的联系，依次给予定性、定量，用以计算故障的概率和程度。

四、总结

作为现代高层建筑的必要交通工具“电梯”，已经在我们的日常生活和社会的发展中起到了非常重要的作用，它也成了我们生活的重要组成部分，关系到我们的生命和财产安全，电梯作为特种设备，国家对它的质量和安全提供有效的安全保证，在实际工作中这也是我们的职责和判定电梯故障的方法。