電梯電子電路故障分析

何玲玲

（深圳技師學院，深圳 518000）

電梯電子板通常由一系列電子元件、電路板、接口和編程軟件組成，按控制電路劃分，主要包括主板、副板（通信板）、電流調節板、變頻器控制電路板、門機控制電路板、顯示電路板和內外呼控制電路板等。電梯主板主要接收來自電梯控制器的指令，控制電梯的升降和停止。電梯通信板接收來自樓層傳感器、開關門裝置等外部設備的信號，并輸出相應的控制信號，如樓層顯示信號、開關門信號等。電梯電子板配備了多種安全保護功能，如超載保護、限速保護、緩沖保護等，確保電梯在發生異常情況時能夠及時采取安全措施。同時，電梯電子板具有故障診斷與排除功能，能夠實時監測電梯的運行狀態，當發生故障時，能夠通過顯示面板或遠程監控系統向維護人員提供故障信息，方便排查和修復問題[1]。電梯電子板在使用過程中難免會發生損壞，對于損壞的元器件，要認真分析原因，及時排除故障，以免造成更大的損失。

1 靜電引起的電子板故障

電梯在使用過程中出現故障，無法運行，維修人員去機房檢查，主控板顯示故障，電子板部分元器件損壞。維修人員檢查電源電路、控制電路和信號電路的電壓，電壓在規定范圍內。檢查線路的絕緣情況，電源電路絕緣電阻大于0.5 MΩ，控制和信號電路絕緣電阻大于0.25 MΩ。在檢查子板都有較多灰塵，初步判定靜電粉塵吸附在電子板上，導致靜電放電，最終損壞電子板。

靜電放電是電荷積累的過程，當積累到一定程度時，靜電會擊穿元器件。靜電放電不僅會造成電磁干擾，引發電路板故障，而且會擊穿芯片等精密元件，導致元件損壞或老化。為了減少靜電粉塵對電子板的影響，需要采取一些措施，如保持工作環境清潔、使用防靜電設備、定期清潔電子板等。

第一，防靜電措施。靜電對電子板的影響較大，可能導致電路元件損壞或性能下降，因此在更換電路板時應使用防靜電材料包裝和運輸電路板。在使用過程中，操作者應佩戴防靜電手環或手套，電子板應放置在防靜電墊上，以防止產生靜電。第二，防潮防塵措施。電子板在潮濕或塵土較多的環境中使用時，易發生絕緣失效，因此應使用密封性好的外殼或保護罩，以防止水分和塵土進入[2]。在電路板表面涂覆防水防塵涂層，以增強其防護能力，同時定期清潔和維護電路板，確保其表面干凈整潔。電梯控制柜電子元器件的清潔與保養流程，如圖1 所示。

圖1 控制柜的清潔與保養流程

清潔保養是保持電子板良好工作狀態的必要措施，應使用專用的電子板清潔劑和布料，定期清潔電子板的表面。清潔時要避免使用過于濕潤的布料，防止水分進入電子板內部，而且要避免使用過于粗糙的布料或刷子，防止劃傷電子板表面。清潔保養時還要注意斷開電源，以免造成短路或電擊等危險。

2 維修保養不規范導致的故障

2.1 編碼器電子板灰塵過多

電梯在運行過程中出現抖動、樓層丟失等現象，無法運行。維修人員在機房慢車檢查時發現曳引機有異常抖動聲，主控板顯示編碼器線路異常，無法正常工作。維修人員檢查編碼器，發現其外觀完好，無明顯的物理損傷。檢查編碼器的電源線路，無斷路或短路現象，電源電壓穩定，屏蔽線接地良好，沒有其他干擾源。檢查編碼器連接線，線路連接可靠，無松動或脫落，連接線路的接口完好，無損壞。利用示波器監測編碼器信號，編碼器的計數出現錯誤，計數信號丟失，計數不準確。由此判斷編碼器信號輸出受到影響，信號采樣出現問題，從而導致曳引機馬達控制異常。更換同型號編碼器后，電梯工作正常。

拆卸編碼器外殼，發現殼內灰塵較多，用除塵機清除灰塵，發現內光柵沒有摩擦痕跡，電子元件無燒蝕痕跡。接通電源后，用示波器進行檢查，編碼器信號計數正常，沒有丟失情況。由此可知，此次故障由編碼器電子板灰塵過多導致，應加強平時的維修保養工作。另外，編碼器屬于精密光電設備，在除塵時不能碰觸到光柵等精密元件[3]。

旋轉編碼器對抗干擾能力要求較高，電磁屏蔽是防止電磁干擾和保護電子板的重要措施。電磁屏蔽的原理是利用金屬材料的導電性和反射性，將電磁波限制在一定范圍，從而避免影響電路。通過使用金屬屏蔽材料包裹電路板，不但可以防止灰塵進入，而且可以有效隔離電磁干擾，提升電路的穩定性。

2.2 電子板更換不規范

某新入住小區裝修工作量大，電梯門經常發生卡阻，工作一段時間后電梯無法開關門。維修人員現場檢查發現廳門地坎、轎廂地坎有很多灰塵，判斷灰塵清理不及時導致電梯關門卡阻，進而造成電梯開關門故障。維修人員檢查轎頂電氣箱，發現門機控制板信號燈顯示異常，檢測后發現門機控制板損壞。維修人員更換轎頂門機控制板后，故障沒有排除，新更換的門機控制板信號顯示異常，檢測后發現控制板損壞。

電梯交流門機的電機控制采用矢量控制技術，通過精確控制電機的轉矩和轉速實現門的開啟和關閉。電機控制電路根據門的狀態和指令，通過調節電機的輸入電壓或電流精確控制電機。電梯交流門機的工作電源為交流電源，通常為220 V 或380 V 的工頻交流電。電源通過開關接入門機，為門機的各部分提供所需電力。同時，交流電源為門機的位置檢測、防夾安全等功能提供必要的能源。電梯交流門機的驅動部分采用交流電機，通過減速器和傳動裝置實現門的開啟和關閉。門機驅動部分包括門的速度控制和方向控制，根據門的狀態和指令，通過調節電機的輸入電壓或電流來實現。這部分電路需要通過變頻器控制，工作電壓為220 ～380 V。

電梯交流門機通過信號反饋裝置將門的運動狀態和位置信息反饋給控制系統[4]。信號反饋裝置通常采用電位器、光電編碼器等傳感器將門的運動狀態轉化為電信號，通過信號線傳輸給控制系統?？刂葡到y根據接收到的信號實時監控和調整門的運動狀態。門機控制電路的工作電壓為5 ～24 V。

電梯關門卡阻，交流門機發生堵轉，造成交流門機損壞。由于交流門機采用變頻器控制，功率模塊絕緣柵雙極晶體管（Insulate Gate Bipolar Transistor，IGBT）被擊穿，門機電路板控制模塊同時被擊穿。維修人員只更換了門機控制板，并沒有檢查交流門機是否完好，導致門機控制板被二次擊穿。對于此類故障，需要及時清理廳門、轎門地坎衛生，不允許人為阻擋電梯的正常開關門。在更換電路板時，需要經驗豐富的維修人員判斷故障范圍，更換所有被損壞的設備和部件。

3 元器件老化引起的故障

某小區電梯使用已經超過15 年，電梯故障率急劇增加，維修人員檢查外部硬件設備后，沒有發現異常情況。檢查控制柜內電子線路，沒有發現松動和接觸不良等問題。檢查控制電路板，發現元器件存在老化現象，部分元器件外殼有剝落痕跡，部分電解電容有電解液泄漏等問題。

電子元器件的老化通常會導致其性能降低，主要體現在電子元器件的電阻、電容、電感等參數的變化上，也可能造成整體性能的下降。例如，隨著時間的推移，電容器的電容值可能會減小，電感器的電感值可能會增大，這些都會導致電路的性能下降。嚴重的情況下，電子元器件的老化可能會導致元器件的損壞。這是因為電子元器件的某些部分在長時間使用過程中發生了物理或化學變化，導致其無法正常工作。例如，電解電容器的電解質可能會泄漏，導致電容器失效。在電子元器件的老化過程中，漏電是一個常見問題，不僅會導致電路的性能下降，還可能引發安全問題。另外，電子元器件的老化可能導致其熱穩定性下降[5]。例如，一些電子元器件在高溫下可能會失效，導致整個電路的性能下降。

對于元器件老化引起的故障，首先需要更換新的主控板，或者維修主控板，并更換老化的元器件。更換完成后，需要對電子板進行絕緣檢查和處理。電子板的二次絕緣處理應選擇性能優良的絕緣材料，這些材料應具有較高的絕緣電阻和良好的熱穩定性，以及較高的機械強度和耐腐蝕性能等，從而能夠有效防止泄漏和熱損壞。

為了確保電子板的絕緣性能符合要求，應定期進行絕緣測試與維護，測試內容包括絕緣電阻、耐壓試驗和泄漏電流等。同時，應定期檢查電路板的外觀和功能，及時發現并解決潛在問題。在維護過程中，應注意保持電路板的清潔和干燥，避免使用不當的操作方法。更換電子板上的元器件需要使用專用工具，在拆卸舊的元器件時不能損傷電子板。安裝新元器件時，應確保安裝牢固，并進行功能測試，以確保電路板正常工作。在進行此類工作時，建議有經驗的專業人員在場指導或操作，以確保安全性和準確性。

4 雷擊引起的故障

某工廠貨梯無法運行，報修后維修人員對設備進行檢查，發現控制柜內元器件損壞，控制電路板也有燒蝕的痕跡。管理人員反映在雷雨天氣較多的時候，雨后電梯無法運行。維修人員檢測控制柜元器件后，發現電氣原件被擊穿。

雷擊可能導致電源故障，因為雷擊產生的電流可能直接或間接地通過電源線進入電子板，導致電源電路損壞，這種故障通常表現為電源電壓異常、電源不工作或電源異常發熱。雷擊還可能導致電源、信號接口故障。這些接口在雷擊時可能受到損壞，導致數據傳輸中斷或電源供應問題。雷擊也可能導致信號線短路、斷路或信號衰減，從而影響電子板的正常工作。

雷擊對電路板的影響非常嚴重，其產生的瞬時大電流可能直接導致電路板上的元件損壞，也可能引起電路板的變形或燒毀。電子板還可能包含其他電子組件，如繼電器、轉換器等，這些組件在雷擊時可能會受到影響，導致故障。

在處理由雷擊引起的電子板故障時，需要先對設備進行安全檢查，確保沒有進一步的危險，然后根據故障現象和設備情況進行逐一排查和修復。維修人員在更換所有損壞的電子板、元器件后，絕緣測試正常，沒有短路現象，接地良好，電梯恢復正常運行。

為了防止雷擊故障再次出現，應使用金屬外殼或屏蔽層保護電路板，以防止雷擊干擾。在電路板中加入防雷擊元件，如壓敏電阻或二極管，以吸收雷電浪涌能量。同時，將電子板放置在避雷建筑物內，以減少雷擊的可能性。另外，電子板的接地保護是提高其絕緣性能的重要措施。接地保護的原理是將電路板的金屬部分與大地相連，使電流通過低電阻的接地線流向大地，從而避免電位差的產生，有效防止電流泄漏和靜電積累。

5 結語

電梯電子板的維護主要包括電子板的檢查和故障診斷等。硬件檢查是電子板維護的基礎，故障診斷是電子板維護的重要環節，應根據故障現象分析可能的原因和解決方案，使用專業的故障診斷工具和軟件檢測電子板的工作狀態和性能。對于出現故障的電子板，要及時更換或修復，以確保電梯正常工作。