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曳引电梯平衡系数及检测( 二 )

平衡系数k的取值还影响轿厢、对重系统的总质量： m=p+q+w+y = ( p+q)+(p+k qh)+y （y—曳引钢丝绳等装置质量），这一点很容易被忽略 。轿厢、对重系统的总质...


平衡系数k的取值还影响轿厢、对重系统的总质量：
m=p+q+w+y = ( p+q)+(p+k qh)+y （y—曳引钢丝绳等装置质量），这一点很容易被忽略 。轿厢、对重系统的总质量将影响电梯的安全系数，影响对曳引钢丝绳、曳引轮绳槽等部件参数的选择 。同时总质量的大小还影响到电梯运行中起、制动的加、减速度 。影响到电梯使用的安全钳、缓冲器等安全部件的选择 。在电梯安装时，为了应对验收检验，减小验收时的不平衡载荷，安装人员往往把平衡系数k取得较大，配置到接近50%，增加平衡系数就是增加对重的质量，会带来电梯启、制动加速度的减小，以至制动困难 。因此，平衡系数k值表面上看只是一个比值，实际上它与轿厢、对重的质量有密切关系 。它是电梯整体设计时的重要参数之一，撇开额定载重、轿厢自重等参数，纯粹的平衡系数是没有意义的 。
所以平衡系数k的确定必须在电梯设计时，结合曳引轮、绳槽形状、曳引钢丝绳、轿厢自重以及配套的曳引机电机、制动器、安全钳、缓冲器等综合考虑 。其相互关系曾在本人的另一篇论文《电梯参数及其相互关系》中述及，这里不再细述 。这就是为什么电梯安装时，平衡系数应按40%~50%范围的设计值配置的原因 。值得一提的是，近来一些在用电梯重新装璜轿厢，使轿厢的自重增加，这时为了保持平衡系数k值不变，采取增加对重块的方法，使系统的整体质量大大增加，这是极其错误的，这时的平衡系数已失去了原有的意义 。电梯的安全系数降低，起、制动减速度减小，会给电梯造成严重的安全隐患 。
所以说平衡系数k的取值，并非只要安装时或者验收检验时测得在40% ~ 50%范围内，均认定为符合要求 。如果取值偏离了设计值便是不符合要求，或者虽然取值符合设计值，但其轿厢自重p或额定载重qh 发生变更，同样是不符合要求 。在gb7588—2003附录d的曳引检查中这样说明：“应检查平衡系数是否如安装者所说”，这里的“安装者所说”实指设计值，并非安装人员随心所欲的结果 。这就要求电梯制造厂商务必将电梯设计的平衡系数值，告知安装施工人员，安装施工人员务必遵照设计值配置对重装置，并不得随意更改轿厢自重 。检测机构进行验收检验时必须测定其实际值与设计值是否一致，并检查其是否私自更动轿厢自重等参数 。这一点应该引起业内人士的注意 。
国家标准上推荐采用测量曳引电动机电流的方法就属于这一类 。其基本原理是：当电梯作匀速运行时，曳引电动机轴上输出的转矩t2为：
t2 = t0 ±△t ---------（3）
t0 ----折算到电机轴上，电梯机械传动反抗性阻力转矩（简称阻力矩）
△t ---折算到电机轴上，不平衡载荷转矩 。±代表随载荷的变化不平衡载荷转矩的方向将改变 。（简称不平衡载荷）
当轿厢与载荷的重力（p+q）与对重的重力（p+kqh）相等时（即处于平衡状态），则 △t = （p+q）— ( p+kqh ) = 0
则 q = kqh 平衡系数： k = q / qh
电流法的关键是利用测量电流来判断是否平衡，平衡状态下：
△t = 0，假定轿厢上行与下行时的阻力转矩t0 是一样的，则上、下行时电动机的输出转矩t2就相同 ,t2 = t0 ,这时测得电机的电流也应相等 。以上、下行电流相等来判定平衡，（注意：不是电流最小），这就是电流法的原理 。
以测量电流来判定转矩，这是一种间接的测量方法 。电流与转矩之间的关系是从电动机上的功率平衡关系间接获得 。
电动机输出的机械功率 p2 = t2 ω （ω---电机角速度），它与电机的电磁功率 pm 之间有：pm = pcu + p2（ pcu-----电机转子铜损耗），如忽略转子铜损，则有： pm = p2 对于交流，电磁功率 pm =( m p /2πf1)·( i22 r/s) ----（4）当电动机的转速、频率一定时，电磁功率 pm 与转子电流 i22 成正比 。交流异步电动机的转子电流是无法测量的，只能测量定子电流i1
i1 = i0 +（-i2，） （i0----为电动机的励磁电流），如忽略励磁电流i0，则有 i1 =（-i2，）
对于直流电动机，电磁功率 pm = ct φis 当气隙磁通φ一定时，电磁功率 pm与电枢电流is 成正比 。气隙磁通φ与电压有关 。
因此，采用电流法测量时，对于交流电动机则要保持转速、频率一定 。对于直流电动机则要保持电压一定 。
从以上分析看出，电流法通过测量电动机定子电流i1 来判定电动 机轴上的不平衡载荷 △t = 0，经过了一联串的转换关系：
【曳引电梯平衡系数及检测】i1 → i2 → pm → p2 → t2 → △t
每一步转换都必须具备一定的条件，依次为：i0不变；f1 不变；电压u1不变；pcu 不变；转速n不变；上下行t0 相等，而影响这些量的因素很复杂，比如电梯在上、下行时，轿厢的空气阻力不同，上下行的阻力转矩t0相等就难以成立，尤其在高速时更是如此 。还有测量过程人为因素的影响，如：如何把握在轿厢运行到与对重同一水平位置测定电流；如何保证这一位置时的上、下行速度是一样的；还有测量电流使用的仪表；测量电流的位置等，都将造成很大的误差 。还有曲线的绘制，由于在载荷为40%~50%范围内没有测量点，因此曲线的绘制包含了很大的人为因素 。这些都影响了电流法测定平衡系数k值的准确性 。
综上所述，对于电梯的平衡系数，首先应该正确理解其取值的意义，以及取值的改变对电梯的影响 。其次是采取正确的切实的测量方法 。

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