电梯电子电路故障分析

何玲玲

（深圳技师学院，深圳 518000）

电梯电子板通常由一系列电子元件、电路板、接口和编程软件组成，按控制电路划分，主要包括主板、副板（通信板）、电流调节板、变频器控制电路板、门机控制电路板、显示电路板和内外呼控制电路板等。电梯主板主要接收来自电梯控制器的指令，控制电梯的升降和停止。电梯通信板接收来自楼层传感器、开关门装置等外部设备的信号，并输出相应的控制信号，如楼层显示信号、开关门信号等。电梯电子板配备了多种安全保护功能，如超载保护、限速保护、缓冲保护等，确保电梯在发生异常情况时能够及时采取安全措施。同时，电梯电子板具有故障诊断与排除功能，能够实时监测电梯的运行状态，当发生故障时，能够通过显示面板或远程监控系统向维护人员提供故障信息，方便排查和修复问题[1]。电梯电子板在使用过程中难免会发生损坏，对于损坏的元器件，要认真分析原因，及时排除故障，以免造成更大的损失。

1 静电引起的电子板故障

电梯在使用过程中出现故障，无法运行，维修人员去机房检查，主控板显示故障，电子板部分元器件损坏。维修人员检查电源电路、控制电路和信号电路的电压，电压在规定范围内。检查线路的绝缘情况，电源电路绝缘电阻大于0.5 MΩ，控制和信号电路绝缘电阻大于0.25 MΩ。在检查子板都有较多灰尘，初步判定静电粉尘吸附在电子板上，导致静电放电，最终损坏电子板。

静电放电是电荷积累的过程，当积累到一定程度时，静电会击穿元器件。静电放电不仅会造成电磁干扰，引发电路板故障，而且会击穿芯片等精密元件，导致元件损坏或老化。为了减少静电粉尘对电子板的影响，需要采取一些措施，如保持工作环境清洁、使用防静电设备、定期清洁电子板等。

第一，防静电措施。静电对电子板的影响较大，可能导致电路元件损坏或性能下降，因此在更换电路板时应使用防静电材料包装和运输电路板。在使用过程中，操作者应佩戴防静电手环或手套，电子板应放置在防静电垫上，以防止产生静电。第二，防潮防尘措施。电子板在潮湿或尘土较多的环境中使用时，易发生绝缘失效，因此应使用密封性好的外壳或保护罩，以防止水分和尘土进入[2]。在电路板表面涂覆防水防尘涂层，以增强其防护能力，同时定期清洁和维护电路板，确保其表面干净整洁。电梯控制柜电子元器件的清洁与保养流程，如图1 所示。

图1 控制柜的清洁与保养流程

清洁保养是保持电子板良好工作状态的必要措施，应使用专用的电子板清洁剂和布料，定期清洁电子板的表面。清洁时要避免使用过于湿润的布料，防止水分进入电子板内部，而且要避免使用过于粗糙的布料或刷子，防止划伤电子板表面。清洁保养时还要注意断开电源，以免造成短路或电击等危险。

2 维修保养不规范导致的故障

2.1 编码器电子板灰尘过多

电梯在运行过程中出现抖动、楼层丢失等现象，无法运行。维修人员在机房慢车检查时发现曳引机有异常抖动声，主控板显示编码器线路异常，无法正常工作。维修人员检查编码器，发现其外观完好，无明显的物理损伤。检查编码器的电源线路，无断路或短路现象，电源电压稳定，屏蔽线接地良好，没有其他干扰源。检查编码器连接线，线路连接可靠，无松动或脱落，连接线路的接口完好，无损坏。利用示波器监测编码器信号，编码器的计数出现错误，计数信号丢失，计数不准确。由此判断编码器信号输出受到影响，信号采样出现问题，从而导致曳引机马达控制异常。更换同型号编码器后，电梯工作正常。

拆卸编码器外壳，发现壳内灰尘较多，用除尘机清除灰尘，发现内光栅没有摩擦痕迹，电子元件无烧蚀痕迹。接通电源后，用示波器进行检查，编码器信号计数正常，没有丢失情况。由此可知，此次故障由编码器电子板灰尘过多导致，应加强平时的维修保养工作。另外，编码器属于精密光电设备，在除尘时不能碰触到光栅等精密元件[3]。

旋转编码器对抗干扰能力要求较高，电磁屏蔽是防止电磁干扰和保护电子板的重要措施。电磁屏蔽的原理是利用金属材料的导电性和反射性，将电磁波限制在一定范围，从而避免影响电路。通过使用金属屏蔽材料包裹电路板，不但可以防止灰尘进入，而且可以有效隔离电磁干扰，提升电路的稳定性。

2.2 电子板更换不规范

某新入住小区装修工作量大，电梯门经常发生卡阻，工作一段时间后电梯无法开关门。维修人员现场检查发现厅门地坎、轿厢地坎有很多灰尘，判断灰尘清理不及时导致电梯关门卡阻，进而造成电梯开关门故障。维修人员检查轿顶电气箱，发现门机控制板信号灯显示异常，检测后发现门机控制板损坏。维修人员更换轿顶门机控制板后，故障没有排除，新更换的门机控制板信号显示异常，检测后发现控制板损坏。

电梯交流门机的电机控制采用矢量控制技术，通过精确控制电机的转矩和转速实现门的开启和关闭。电机控制电路根据门的状态和指令，通过调节电机的输入电压或电流精确控制电机。电梯交流门机的工作电源为交流电源，通常为220 V 或380 V 的工频交流电。电源通过开关接入门机，为门机的各部分提供所需电力。同时，交流电源为门机的位置检测、防夹安全等功能提供必要的能源。电梯交流门机的驱动部分采用交流电机，通过减速器和传动装置实现门的开启和关闭。门机驱动部分包括门的速度控制和方向控制，根据门的状态和指令，通过调节电机的输入电压或电流来实现。这部分电路需要通过变频器控制，工作电压为220 ～380 V。

电梯交流门机通过信号反馈装置将门的运动状态和位置信息反馈给控制系统[4]。信号反馈装置通常采用电位器、光电编码器等传感器将门的运动状态转化为电信号，通过信号线传输给控制系统。控制系统根据接收到的信号实时监控和调整门的运动状态。门机控制电路的工作电压为5 ～24 V。

电梯关门卡阻，交流门机发生堵转，造成交流门机损坏。由于交流门机采用变频器控制，功率模块绝缘栅双极晶体管（Insulate Gate Bipolar Transistor，IGBT）被击穿，门机电路板控制模块同时被击穿。维修人员只更换了门机控制板，并没有检查交流门机是否完好，导致门机控制板被二次击穿。对于此类故障，需要及时清理厅门、轿门地坎卫生，不允许人为阻挡电梯的正常开关门。在更换电路板时，需要经验丰富的维修人员判断故障范围，更换所有被损坏的设备和部件。

3 元器件老化引起的故障

某小区电梯使用已经超过15 年，电梯故障率急剧增加，维修人员检查外部硬件设备后，没有发现异常情况。检查控制柜内电子线路，没有发现松动和接触不良等问题。检查控制电路板，发现元器件存在老化现象，部分元器件外壳有剥落痕迹，部分电解电容有电解液泄漏等问题。

电子元器件的老化通常会导致其性能降低，主要体现在电子元器件的电阻、电容、电感等参数的变化上，也可能造成整体性能的下降。例如，随着时间的推移，电容器的电容值可能会减小，电感器的电感值可能会增大，这些都会导致电路的性能下降。严重的情况下，电子元器件的老化可能会导致元器件的损坏。这是因为电子元器件的某些部分在长时间使用过程中发生了物理或化学变化，导致其无法正常工作。例如，电解电容器的电解质可能会泄漏，导致电容器失效。在电子元器件的老化过程中，漏电是一个常见问题，不仅会导致电路的性能下降，还可能引发安全问题。另外，电子元器件的老化可能导致其热稳定性下降[5]。例如，一些电子元器件在高温下可能会失效，导致整个电路的性能下降。

对于元器件老化引起的故障，首先需要更换新的主控板，或者维修主控板，并更换老化的元器件。更换完成后，需要对电子板进行绝缘检查和处理。电子板的二次绝缘处理应选择性能优良的绝缘材料，这些材料应具有较高的绝缘电阻和良好的热稳定性，以及较高的机械强度和耐腐蚀性能等，从而能够有效防止泄漏和热损坏。

为了确保电子板的绝缘性能符合要求，应定期进行绝缘测试与维护，测试内容包括绝缘电阻、耐压试验和泄漏电流等。同时，应定期检查电路板的外观和功能，及时发现并解决潜在问题。在维护过程中，应注意保持电路板的清洁和干燥，避免使用不当的操作方法。更换电子板上的元器件需要使用专用工具，在拆卸旧的元器件时不能损伤电子板。安装新元器件时，应确保安装牢固，并进行功能测试，以确保电路板正常工作。在进行此类工作时，建议有经验的专业人员在场指导或操作，以确保安全性和准确性。

4 雷击引起的故障

某工厂货梯无法运行，报修后维修人员对设备进行检查，发现控制柜内元器件损坏，控制电路板也有烧蚀的痕迹。管理人员反映在雷雨天气较多的时候，雨后电梯无法运行。维修人员检测控制柜元器件后，发现电气原件被击穿。

雷击可能导致电源故障，因为雷击产生的电流可能直接或间接地通过电源线进入电子板，导致电源电路损坏，这种故障通常表现为电源电压异常、电源不工作或电源异常发热。雷击还可能导致电源、信号接口故障。这些接口在雷击时可能受到损坏，导致数据传输中断或电源供应问题。雷击也可能导致信号线短路、断路或信号衰减，从而影响电子板的正常工作。

雷击对电路板的影响非常严重，其产生的瞬时大电流可能直接导致电路板上的元件损坏，也可能引起电路板的变形或烧毁。电子板还可能包含其他电子组件，如继电器、转换器等，这些组件在雷击时可能会受到影响，导致故障。

在处理由雷击引起的电子板故障时，需要先对设备进行安全检查，确保没有进一步的危险，然后根据故障现象和设备情况进行逐一排查和修复。维修人员在更换所有损坏的电子板、元器件后，绝缘测试正常，没有短路现象，接地良好，电梯恢复正常运行。

为了防止雷击故障再次出现，应使用金属外壳或屏蔽层保护电路板，以防止雷击干扰。在电路板中加入防雷击元件，如压敏电阻或二极管，以吸收雷电浪涌能量。同时，将电子板放置在避雷建筑物内，以减少雷击的可能性。另外，电子板的接地保护是提高其绝缘性能的重要措施。接地保护的原理是将电路板的金属部分与大地相连，使电流通过低电阻的接地线流向大地，从而避免电位差的产生，有效防止电流泄漏和静电积累。

5 结语

电梯电子板的维护主要包括电子板的检查和故障诊断等。硬件检查是电子板维护的基础，故障诊断是电子板维护的重要环节，应根据故障现象分析可能的原因和解决方案，使用专业的故障诊断工具和软件检测电子板的工作状态和性能。对于出现故障的电子板，要及时更换或修复，以确保电梯正常工作。