电梯电子封星装置的特点、失效风险与对策

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本文刊登于2026年第4期文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10637.html

作者信息：马 超 / 上海新时达电气股份有限公司文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10637.html

[摘要] 以驱动主机机电式制动器作为轿厢上行超速保护装置减速部件或者轿厢意外移动保护装置制停部件的曳引驱动非斜行电梯，应当设置其他制动装置(功能)。对于采用永磁同步曳引机驱动的电梯，可通过设置封星装置来满足其他制动装置(功能)的设置要求。封星装置分为机械封星装置和电子封星装置。对比了机械封星装置与电子封星装置的特点。指出对于电子封星装置，若封星电源异常，会导致封星制动功能失效，引发电梯速度失控，造成事故。因此，从市电正常工况和市电停电工况两种工况分析了电子封星装置的失效风险，针对市电停电工况，分别提出了有机房电梯与无机房电梯的封星电源配置方案，采取了冗余供电与状态检测联动的安全控制策略，降低了电子封星装置的失效风险。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10637.html

[关键词] 电梯制动器；封星制动；电子封星；电动松闸；触发电源文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10637.html

根据TSG T7001—2023《电梯监督检验和定期检验规则》附件A第A1.1.1条，以驱动主机机电式制动器作为轿厢上行超速保护装置减速部件或者轿厢意外移动保护装置制停部件的曳引驱动非斜行电梯，应当设置其他制动装置(功能)。TSG T7001—2023附件A第A1.3.12.3条对其他制动装置(功能)的试验提出了要求：对于曳引驱动非斜行电梯配置的其他制动装置(功能)，在驱动主机机电式制动器失效的情况下进行其制动性能试验，观察、测量其是否能够使停靠在任何层站的发生意外移动的轿厢在1.2 m的移动距离范围内运行速度不大于0.3 m/s。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10637.html

对于采用永磁同步曳引机驱动的电梯，可通过设置封星装置来满足其他制动装置(功能)的设置要求。封星装置分为机械封星装置和电子封星装置。机械封星装置通过封星接触器常闭触点与运行接触器的互锁来实现封星制动功能；电子封星装置通过封星电源触发变频器逆变模块下桥驱动回路中的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)导通，来实现封星制动功能。对于电子封星装置，若封星电源异常，会导致封星制动功能失效，引发电梯速度失控，造成事故，尤其是在停电或紧急松闸救援时。因此，有必要分析电子封星装置的特点，以及电子封星装置的失效风险，以便采取相应对策。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10637.html

1 机械封星装置与电子封星装置的特点对比文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10637.html

1.1 机械封星装置的特点文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10637.html

采用机械封星装置的电梯，若因故障或停电导致变频器断电，主控系统会释放封星接触器。若曳引机制动器的制动力不足，曳引机作为发电机运行，封星接触器的常闭触点将曳引机三相绕组短接，利用曳引机发电电流所产生的反电动势抑制曳引机转速，防止电梯速度失控。机械封星装置的工作电路如图1所示。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10637.html

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机械封星装置工作电路简单，仅需封星接触器搭配简单的电气线路，即可直接控制曳引机实现封星制动功能。但当电梯发生异常急停时，封星接触器释放时间长，导致封星制动响应慢，封星制动延时(运行接触器断开后到封星接触器闭合的时间)通常在100 ms以上。以额定速度为1.75 m/s，额定载荷为1 000 kg的电梯为例，若采用机械封星装置，在正常运行停梯工况下，封星制动延时约300 ms。此外，受曳引机功率限制，超高速、大载重电梯需配置大电流封星接触器，设备成本也会相应增加。

采用机械封星装置的电梯，封星制动时的溜车速度相对高一些，安全性较低。以上述电梯为例，若采用机械封星装置，在空载上行工况下，强制打开曳引机制动器，电梯到站后的封星溜车速度可达0.20 m/s。

1.2 电子封星装置的特点

电子封星装置依托变频器原有的逆变模块，由微控制器(MCU)控制封星整合单元，触发下桥驱动回路中的IGBT G4～G6导通，实现与机械封星等效的封星制动功能。电子封星装置的工作电路如图2所示。

电梯正常运行时，MCU控制封星整合单元，切断下桥驱动回路中的IGBT G4～G6的触发信号供电，上桥驱动回路中的IGBT G1～G3与下桥驱动回路中的IGBT G4～G6完全由变频器的脉冲宽度调制(PWM)模块控制，母线电容的直流电经逆变生成交流驱动电源，驱动曳引机运行。当电梯正常停梯或异常急停时，PWM模块使驱动回路中的IGBT G1～G6停止工作后，MCU再控制封星整合单元为下桥驱动回路中的IGBT G4～G6的触发信号供电，使IGBT G4～G6导通。当曳引机作为发电机产生发电电流时，其正半周电流通过IGBT G4～G6导通，负半周电流通过二极管D4～D6续流，实现三相发电电流的全周期短接，从而实现封星制动功能[1]。

由于电子封星装置完全由印刷电路板(PCB)内的电子器件实现，无需外围电气线路，因此封星制动延时可控制在100 ms以内，使曳引机能够更快地进入封星制动状态。仍以上述电梯为例，若采用电子封星装置，在正常运行停梯工况下，封星制动延时约50 ms。

MCU可实时监控封星整合单元，防止电子封星装置工作电路发生意外动作，进一步保证乘客安全。电子封星装置无需封星接触器即可实现封星制动功能，在一定程度上降低了硬件成本。采用电子封星装置的电梯，封星制动时的溜车速度相对低一些，安全性较高。仍以上述电梯为例，若采用电子封星装置，在空载上行工况下，强制打开曳引机制动器，电梯到站后封星溜车速度仅为0.10 m/s。

2 电子封星装置的失效风险与对策

由电子封星装置的工作电路可知，触发电子封星装置时，需要封星电源为封星整合单元触发信号供电，以驱动下桥驱动回路中的IGBT G4～G6导通。当封星电源发生异常或失效时，封星整合单元无法及时驱动下桥驱动回路中的IGBT G4～G6导通，导致封星制动功能失效，引发电梯速度失控，造成事故。因此，封星电源是电子封星装置的基础保障，必须确保封星电源能够稳定、可靠地供电。

下面从市电正常工况和市电停电工况两种工况分析电子封星装置的失效风险与对策。

2.1 市电正常工况下的失效风险与对策

在市电正常工况下，封星电源可由变频器内部开关电源经隔离转换后提供。同时，可在变频器现有电源监控模块中增加对封星电源的监控功能。为提升电子封星装置的可靠性，可采用两套独立的封星电源回路作为冗余设计。此外，变频器内部的整流模块、逆变模块在工作时产生的电磁干扰，可能影响电子封星装置的电子器件的工作状态，因此需为整个电子封星装置设置多重独立监控电路，从而保障电子封星装置的可靠性。

2.2 市电停电工况下的失效风险与对策

在电梯运行中，若突发停电，在正常工况下，曳引机制动器因失电会抱闸，直接制停曳引机，避免造成事故。但在极端工况下(如曳引机制动器的制动力不足)，制动器无法可靠制停电梯，此时电子封星装置将发挥关键作用。下面针对有机房电梯和无机房电梯分别提出应对市电停电工况下电子封星装置失效的封星电源配置方案。

1)有机房电梯的封星电源配置方案。对于有机房电梯，封星电源配置方案如图3所示。在市电正常工况下，市电开关电源、应急电源两者分别经市电电源转换模块、应急电源转换模块输出同电压等级的电源，再分别通过二极管冗余供电。应采取措施防止两者互相干扰。在市电断电工况下，由应急电源单独为封星电源供电，仍能可靠实现封星制动功能。需注意：应急电源老化会导致供电能力下降，无法触发电子封星装置，因此应定期检查应急电源的供电能力。依据GB/T 7588.1—2020《电梯制造与安装安全规范 第1部分：乘客电梯和载货电梯》第5.4.10.4条，电梯应具有自动再充电应急电源，为应急照明供电，其容量能够确保在下列位置提供至少5 lx的照度且持续1 h：a)轿厢内及轿顶上的每个报警触发装置处；b)轿厢中心，地板以上1 m处；c)轿顶中心，轿顶以上1 m处。在正常照明电源发生故障的情况下，应自动接通应急电源为应急照明供电。由此可见，应急照明电源的容量要求是仅需持续供电1 h，封星电源也可能因应急电源的失效而失效。因此，在条件允许的情况下，封星电源可由不间断电源(UPS)供电，或采用电子封星装置与机械封星装置相结合的冗余电源配置方案。与机械封星装置不同，电子封星装置与机械封星装置相结合的冗余电源配置方案中的封星接触器的线圈电源可直接由市电供电：在市电正常工况下，封星接触器线圈得电，三相封星电路断开，此时封星制动功能由电子封星装置实现；市电停电工况下，封星接触器线圈失电，三相封星电路闭合，此时封星制动功能由封星接触器实现。主控系统无须参与控制，仅需在主控系统中增加封星接触器状态检测功能即可。

2)无机房电梯的封星电源配置方案。对于无机房电梯，停电后的基础供电逻辑与有机房电梯一致，区别在于不同救援方式下的电源配置方案。对于有机房电梯，由于救援人员可直观察看曳引机状态，通常配置紧急松闸扳手用于机械松闸溜车或盘车救援。对于无机房电梯，曳引机多置于井道内，由于救援人员无法直接观察曳引机状态，通常配置紧急电动松闸装置用于电动松闸救援。在无机房电梯紧急救援时，紧急电动松闸装置的低压电源可为主控系统供电，主控系统在确认电子封星装置、安全回路与门锁回路正常后，输出松闸使能信号，执行电动松闸溜车救援。这里的紧急电动松闸装置的低压电源可为封星电源供电，避免应急电源耗尽后封星制动功能失效。对于无机房电梯，封星电源配置方案如图4所示。无机房电梯亦可采用电子封星装置与机械封星装置相结合的冗余电源配置方案，以进一步提升封星装置的可靠性。可在主控系统中增加溜车速度监测：在应用紧急电动松闸装置实施救援时，若编码器检测到轿厢溜车速度超过0.3 m/s，主控系统可立即切断松闸使能信号，制动器快速抱闸制停，提升救援安全性。

3 结语

电子封星装置的设置依托电梯现有电气部件，仅需在PCB上增设元件与控制电路，硬件成本低，实现也比较简便，是未来电梯封星装置的主流类型。电子封星装置是电梯安全制动系统的重要组成部分，建议将电子封星装置纳入电梯型式试验认证范围。在条件允许的情况下，开展电子封星装置的软件和硬件的电梯可编程电子安全相关系统(PESSRAL)认证，以提升电梯安全水平。

[参考文献]

[1] 范大颖，吕增及.电子封星技术在电梯运行安全中的应用[J].工程技术研究，2020(4)：161-162.