浅析电梯电气控制系统的故障与预防

引言：

随着城市化进程的加快，电梯已成为高层建筑不可或缺的垂直运输工具，其运行安全与人们的日常生活息息相关。电梯电气控制系统作为电梯的“大脑”，负责协调驱动系统、门机系统、安全保护装置等部件的工作，其性能直接影响电梯的运行效率和安全性能。近年来，因电气控制系统故障引发的电梯事故时有发生，因此，深入研究电梯电气控制系统的故障类型及预防措施，对保障电梯安全运行具有重要意义。

1 电梯电气控制系统常见故障类型及成因分析

1.1 控制主板故障

控制主板故障主要表现为电梯无响应、运行方向错误、平层精度差等。其成因包括：一是主板程序受电磁干扰或电压波动出现错乱，尤其是老旧电梯的主板抗干扰能力较弱，在雷雨天气易受雷击影响；二是主板上的电子元件老化，如电容鼓包、电阻变值等，导致电路参数异常；三是主板与其他部件的连接插件松动或氧化，造成信号传输中断。某小区电梯曾因控制主板上的CPU 芯片虚焊，导致电梯在运行中突然停运，所幸安全装置及时动作未造成人员伤亡。

1.2 驱动模块故障

驱动模块故障会导致电梯启动困难、运行中突然急停或速度异常。常见原因有：一是模块内部的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）因过电压、过电流损坏，如电梯频繁启停或负载过大时，模块承受的电流超过额定值；二是散热不良，驱动模块工作时会产生大量热量，若散热风扇损坏或散热片积尘过多，会导致模块温度过高而失效；三是输入输出端接线松动，造成接触电阻过大，引发模块过流保护。某办公楼电梯因驱动模块散热风扇故障，运行半小时后模块过热保护动作，电梯停在楼层之间导致困人。

1.3 门机控制系统故障

门机控制系统故障是电梯最常见的故障之一，主要表现为开关门缓慢、门未关严电梯启动、门突然自动开启等。成因包括：一是门机电机故障，如电机绕组短路、轴承磨损等，导致电机输出扭矩不足；二是门机控制器程序错误或参数设置不当，影响开关门速度和力度；三是门机传动机构卡阻，如导轨有异物、皮带松动或断裂等；四是门联锁触点接触不良，层门或轿厢门的门锁触点因氧化、松动等原因，导致门未关严时安全回路未断开，存在安全隐患。据统计，门机控制系统故障占电梯电气故障的 30% 以上，是引发电梯困人的主要原因之一。

1.4 安全回路故障

安全回路故障会导致电梯无法启动或运行中突然停止。常见原因有：一是安全触点接触不良，如限速器、安全钳、缓冲器等安全装置的触点因灰尘、锈蚀等导致接触电阻增大；二是安全回路线路老化或绝缘损坏，造成线路接地或短路；三是急停按钮被误按或损坏，导致安全回路断开。某商场电梯因限速器触点被灰尘覆盖，接触不良，在运行中突然触发安全回路保护，电梯急停在两层之间。

2 电梯电气控制系统故障的预防措施分析

2.1 加强日常维护保养

日常维护保养是预防电气控制系统故障的基础。一是制定详细的维护计划，定期对控制主板、驱动模块、门机系统等部件进行检查，清理灰尘、紧固接线端子，检查电子元件是否有老化迹象，如发现电容鼓包、电阻变色等及时更换；二是重点关注安全回路，定期清洁安全触点，涂抹导电膏防止氧化，确保安全回路导通良好；三是对门机系统进行专项检查，清理门导轨异物，调整门机皮带张力，检查门联锁触点的接触情况，确保开关门动作顺畅；四是定期校准位置传感器和编码器，保证电梯平层精度。维护人员应做好维护记录，对频繁出现故障的部件进行重点跟踪，及时发现潜在问题。

2.2 提升系统抗干扰能力

电磁干扰是导致电气控制系统故障的重要原因，应采取措施提升系统抗干扰能力。一是在电梯机房和井道内设置有效的接地系统，控制主板、驱动模块等设备的接地电阻应小于 4Ω，减少接地电位差带来的干扰；二是对信号传输线路进行屏蔽处理，采用屏蔽电缆并做好屏蔽层接地，避免信号受到强电线路的干扰；三是在电源输入端安装浪涌保护器，尤其是在雷雨多发地区，防止雷击过电压损坏电气元件；四是选用抗干扰能力强的电气部件，如采用具有电磁兼容认证的控制主板和驱动模块，降低干扰对系统的影响。

2.3 推广技术升级与改造

对于运行年限较长的电梯，应适时进行技术升级与改造，采用先进的电气控制技术提高系统可靠性。一是将老旧的继电器控制或PLC 控制升级为微机控制，微机控制系统具有更强的运算能力和抗干扰能力，可实现更精准的控制；二是对驱动模块进行升级，采用矢量控制技术的驱动模块，能有效降低电机运行损耗，提高运行稳定性；三是将门机控制系统升级为变频门机，相比传统的直流门机，变频门机开关门更平稳，故障率更低；四是引入远程监控系统，通过传感器实时采集电梯运行数据，如控制主板状态、驱动模块温度、安全回路状态等，一旦发现异常及时报警，便于维修人员快速排查故障，实现故障的早发现、早处理。

2.4 加强人员培训管理

电梯维护和操作人员的专业素质直接影响系统的运行状态。一是加强对维护人员的培训，使其熟悉不同品牌、型号电梯电气控制系统的结构和工作原理，掌握故障诊断和排除技能，提高应对复杂故障的能力；二是定期对维护人员进行考核，确保其具备相应的专业水平；三是规范操作人员的行为，电梯管理人员应告知乘客正确使用电梯的方法，避免野蛮操作（如频繁按动按钮、强行扒门等）对电气控制系统造成损坏；四是建立应急处理机制，对维护人员进行应急演练，使其在电梯发生困人等故障时能快速响应，规范操作，减少事故影响。

2.5 完善质量监管体系

市场监管部门应加强对电梯生产、安装、维护环节的监管，确保电梯电气控制系统的质量。一是严格审查电梯生产企业的资质，要求其电气控制系统符合国家标准和行业规范；二是加强对电梯安装过程的监督检验，重点检查电气接线、接地系统、安全回路等是否符合要求；三是规范维护保养市场，对维护单位进行评级管理，督促其按照国家标准开展维护工作；四是建立电梯故障追溯机制，对发生故障的电梯进行原因分析，追究相关单位的责任，形成有效的约束机制。

结束语：

未来，随着数字孪生、人工智能等技术的发展，电梯电气控制系统的故障预防将向“预测性维护”“自愈控制”方向发展，通过对运行数据的深度挖掘和分析，实现故障的提前预警和自动处理，进一步提升电梯的安全性和可靠性，为公众出行提供更坚实的保障。

参考文献：

[1]电梯电气控制系统故障诊断研究[J].赵飞.机电工程技术，2020（01）

[2]电梯电气控制系统故障和维修技术分析[J].肖亮.科技创新与应用，2021（23）

[3]电梯电气控制系统故障诊断分析与维修[J].鲍同兴；刘友富；王重清.设备管理与维修，2021（14）