電梯電動機運轉時間限制器檢驗新方法的探討

陳永煊 吳思勉 曾健生

(廣東省特種設備檢測研究院順德檢測院 佛山 528300)

電梯電動機運轉時間限制器，能夠有效地防止電梯轎廂或對重墜落的嚴重事故，是電梯的一項重要安全保護裝置[1]。一直以來，由于該項目現場試驗危險性高，舊的試驗方法對電梯有一定的傷害，現在執行的《電梯監督檢驗規定和定期檢驗規則》中又沒有對該項目進行檢驗的要求，因此，該項目很多時候都以制造單位出示技術資料進行證明，沒有得到足夠的重視。近年來，電梯的數量迅猛增長，新的電梯制造廠也越來越多，部分廠家沒有將該保護裝置落實到位，造成因該裝置失效而產生的事故[2]時有發生，因此，總結一種安全性高，通用性強，操作方便的試驗方法能夠有效地遏制事故的發生。

本文以實際現場檢驗經驗為基礎，分析各個廠家電梯設計的通用特性，主要是如今廣泛應用的變頻電梯，總結了一種利用電梯控制系統設計原理的共同特點，能夠方便檢測電動機運轉時間限制器的新方法。

1 標準要求及檢測現狀

在GB 7588-2003《電梯制造和安裝安全規范》中規定在下述的情況下電梯電動機運轉時間限制器動作，電梯驅動主機停止轉動并保持在停止狀態下：a)當電梯啟動，曳引機不運轉；b)轎廂或對重向下運動時由于障礙物卡住而停止，導致曳引繩在曳引輪上打滑。電動機運轉時間限制器應在不大于下列兩個時間值的較小值時起作用：a)45s；b)電梯運行全程的時間再加上10s。若運行全程的時間小于10s，則最小值為20s。時間限制器的設計要求，能夠有效地防止由于電梯的卡阻導致鋼絲繩在曳引輪上的長期打滑造成的鋼絲繩損傷或斷開的危險事故，也考慮到電梯不因該裝置的設定而產生不必要的運行故障。

現行的測試方法多以模擬故障工況為主，現就傳統的幾種方法[3]進行介紹和分析：

1)人為使轎廂安全鉗動作，短接安全鉗電氣安全裝置，使電梯處于正常運行狀態，選層下行，當曳引繩在曳引輪上打滑時開始用秒表計時，直到電梯出現保護時停止計時，對結果進行驗證。這種方法需要模擬鋼絲繩在曳引輪上打滑，對設備損傷較大，而且，如今使用的變頻電梯，旋轉編碼器會對電梯的運行情況進行反饋，因此，這種方法很可能由于變頻器的保護而無法得出正確的結果。這種方法主要用于樓層少。控制系統簡單的電梯檢驗。

2)拆除電梯電動機的電源進線，運行電梯，保持電梯控制系統信號正常，從電梯發出上行信號開始計時，到控制系統出現保護時停止計時。這種方法同樣只適用于控制系統簡單的雙速電梯，而且，要對強電輸入端進行拆線并實施防護，存在一定的操作風險。

3)將微機或PLC的電動機運轉時間限制器動作值調整到小于單層運行的時間值，啟動電梯，電梯沒到下一層平層時電動機運轉時間限制器已經動作。這種方法試驗準確，危險性低，但是需要對現場維保人員的素質要求很高，而且要有專用的操作裝置或PLC的編程工具，儀器準備比較困難，也不能很好的適應現場檢驗的要求。

2 新的檢驗方法

根據GB 7588-2003《電梯制造和安裝安全規范》[4]的要求，電梯電動機運轉時間限制器就是限制電梯在非正常自動運行的狀態下，最大允許運行時間為45s。傳統的雙速電梯可以根據上述方法2進行測量，但是對于如今主流的PLC或微機控制系統，變頻調速電梯，如何能夠通過系統本身諸多的保護措施檢測，又能完全不損壞設備的狀態下準確地測試出電動機運轉時間限制器的動作時間就是測量的難點。本文根據電梯的設計原理，利用電梯的控制線路變化，能方便準確地得出結果，而且這種方法適用于全部的變頻電梯。

2.1 變頻電梯的控制電路分析

圖1 某型號變頻電梯主電路部分接線圖

圖1為某型號變頻電梯主電路部分接線圖，圖中RST為電源輸入端，UVW為經過變頻器后的電源輸出端，通過YC運行接觸器后與電機相連，S1～S8為變頻器的控制輸入端，其中S1，S2為正反轉輸入控制端，負責控制電梯的運轉方向，S5～S7為多速度段輸入控制端，負責控制電梯運行時各種狀態的選擇，其它輸入端為變頻器的故障輸入點或故障復位控制點。

根據實際現場試驗發現，電梯選用的變頻器均有速度輸入端和運轉方向輸入端，電梯運行原理大致相同，首先電梯控制系統根據呼梯信號給出運轉方向信號，檢測電梯安全回路閉合，關門動作正常，變頻器沒有故障信號輸出后，控制系統根據給定的狀態向變頻器速度輸入控制端輸入信號，抱閘打開，變頻器接到速度信號后向給定的速度加速運行。由于電梯控制信號需要持續運行，因此，如圖2所示，當控制速度的開關信號閉合，輸入到變頻器的信號為持續方波。

圖2 信號輸入時間圖

不同型號的電梯選用的變頻器型號可能不同，部分型號的電梯速度控制采用組合方式控制，以上述型號端子為例，如設置S5，S7同時有信號輸入時為一速度段。但是，電梯的運行速度設置大致相同，如果是高速電梯，強制加速度增多，也即爬行速度可能不只一個。表1所示為低速電梯的速度控制關系，其速度分為以下三段：

表1 速度控制關系

2.2 檢驗新方法的介紹

根據以上對變頻電梯的控制原理分析，電梯電動機運轉時間限制器的檢驗可以根據變頻器的控制信號來完成。主要的實現思想是在不需改變電梯控制程序的情況下，能夠使電梯保持正常運行狀態，降低電梯的運行速度，從而使電梯在正常運行的情況下超時，計算電梯電動機運轉時間限制器動作時間。根據實際情況發現了以下新的檢驗方法。

1)如果使用樓層之間的高度相對比較高，檢修速度n1相對較小時，也即以檢修速度n1運行完成全程小于電梯電動機運轉時間限制器所設定的動作時間時，將檢修速度信號輸入線拆除，額定速度信號輸入線移裝到檢修速度輸入端，將電梯正常呼梯運行，由于所需信號一致，變頻器將檢修信號視為正常運行的速度，因此，電梯以檢修速度n1持續正常運行，利用秒表計時，直到電梯電動機運轉時間限制器動作時停止計時。速度以組合控制方法調速的以同樣的方法把額定速度組合控制輸入端移裝到檢修速度組合控制端，可以得到同樣的效果。

部分高層電梯以平層輸入信號作為電梯電動機運轉時間限制器的復位信號，這時，應該將平層輸入信號拆除。以同樣的方法拆除爬行速度控制線，將額定速度信號輸入線移裝到爬行速度輸入端，可以得到以爬行速度n2正常運行的效果，這樣，能更加容易地得出結果。

2)若因電梯的速度不能下降到足夠小，或者變頻器出現報障時，導致采用上述方法未能取得成功時，可在電梯正常運行后迅速拆除電梯的強迫減速輸入信號，這樣，使電梯控制系統獲取到減速信號，如果樓層高度較小的話需同時將平層輸入信號拆除，這樣電梯以爬行速度運行，利用秒表計時，直到電梯電動機運轉時間限制器動作停止計時。這種方法同樣可以得到相同的效果。

3)如果制造單位技術人員能夠通過修改電梯正常運行時變頻器的頻率，是電梯持續慢速運行，那么，只要將電梯變頻器正常運行時的頻率降低，使電梯慢速運行，同樣可以檢測出電梯電動機運轉時間限制器的動作時間[5]。

使用以上方法時，可借助系統的信號指示燈進行分析，找出信號輸入線，這樣，能夠方便的檢驗出電梯電動機運轉時間限制器的動作時間是否符合標準，同時，將對設備的傷害降到了最低，對人員的操作所產生的危險也大大減少。

3 檢驗結果

本文利用上述發現的新檢驗方法在本區對部分電梯進行了電動機運轉時間限制器的檢驗，通過檢驗發現，由于電梯電動機運轉時間限制器的保護沒有列入到定期檢驗項目，因此，沒有得到電梯制造單位和維保單位的重視，不合格率超過60%，不合格的原因很大一部分是PLC控制系統電梯，問題主要為系統軟件里沒有設計該保護裝置，一部分是設置的時間超過標準的規定時間，有某部分型號的電梯在正常運行時，電動機運轉時間限制器正常，但是，在自救狀態時電動機運轉時間限制器失效。

4 結束語

電動機運轉時間限制器的有效設置，能夠有效地防止電梯啟動時曳引機不轉動及轎廂或對重向下運動時由于障礙物而停住造成的設備故障甚至由此產生的安全事故。本文通過實際現場檢驗經驗，深入分析現今多種品牌電梯的設計共通點，總結了以上安全性高，通用性強，操作方便的檢驗方法，只要對電梯的控制原理有所了解，根據現場實際情況選用上述的試驗方法，便能方便的得出檢驗結果。

1 劉軍,喻彪.淺談曳引驅動電梯的電機運轉時間限制器[J].科技向導,2012,( 20):253.

2 劉光海,余波,劉威.從一起電梯事故談“電動機運轉時間限制器”的重要性[J].中國電梯, 2013.9,(24).56-57

3 陳廣培.談電梯中的電動機運轉時間限制器[J].中國電梯,2009.4,( 7):45-46.

4 魏克彬.電梯電動機運轉時間限制器檢驗方法的探討[J].特種設備安全技術,2006(4).40-41