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 基于電流曲線分析的電梯平衡系數(shù)檢測(cè)方法（安全）

                       王繼業(yè) 戴振華 魏井君 張長(zhǎng)利

                 （廣州特種機(jī)電設(shè)備檢測(cè)研究院廣州  511400）

摘要：本文提出一種基于電梯曳引機(jī)電流曲線分析的電梯平衡系數(shù)檢測(cè)方法，改進(jìn)和完善了傳統(tǒng)的載荷一電流平衡系數(shù)測(cè)試方法，通過分析電梯上、下全過程運(yùn)行時(shí)曳引機(jī)的電流曲線，實(shí)現(xiàn)以直觀可視的圖形曲線表征曳引機(jī)的工作狀態(tài)和自動(dòng)計(jì)算電梯的平衡系數(shù)，同時(shí)具有測(cè)試耗時(shí)少，效率高，檢測(cè)數(shù)據(jù)無人為因素干擾的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：曳引電梯  電流曲線平衡系數(shù)   中圖分類號(hào)：X941    

文章編號(hào)：1673-257X(2016)06-0050-03    DOI:    10. 3969/j .issn .1673-257X．2016. 06. 012

    電梯的驅(qū)動(dòng)有曳引驅(qū)動(dòng)、強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)等多種方式，曳引式驅(qū)動(dòng)是目前電梯行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的驅(qū)動(dòng)方式。平衡系數(shù)是曳引式驅(qū)動(dòng)電梯的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。曳引驅(qū)動(dòng)電梯的理想工作狀態(tài)是對(duì)重側(cè)和轎廂側(cè)的重量相等，此時(shí)曳引輪兩側(cè)鋼絲繩的張力相等，若不考慮鋼絲繩重量的變化，曳引機(jī)只要克服各種摩擦阻力就能輕松運(yùn)行。按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定對(duì)重需要平衡0.4～0.5的額定載荷…，此時(shí)電梯處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，能耗最低。

1  現(xiàn)狀與問題

  在目前的電梯安裝、調(diào)試和檢驗(yàn)檢測(cè)工作中，電梯平衡系數(shù)檢測(cè)方法是：轎廂分別裝載額定載重量30%、40%、45%、50%、60%作上、下全程運(yùn)行，當(dāng)轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置時(shí)，記錄電動(dòng)機(jī)的電流值，繪制電流一負(fù)荷曲線，以上下運(yùn)行曲線的交點(diǎn)確定平衡系數(shù)。這種檢測(cè)方法技術(shù)成熟，測(cè)試結(jié)果得到普遍認(rèn)可。但是在實(shí)際的檢驗(yàn)檢測(cè)活動(dòng)中，由于目前檢驗(yàn)檢測(cè)儀器的限制存在以下三個(gè)問題：

    1)由于上述測(cè)試方法要求轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置時(shí)，記錄電動(dòng)機(jī)的電流值，在實(shí)際檢驗(yàn)過程中無法準(zhǔn)確判斷轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置的時(shí)刻，從而不能準(zhǔn)確讀取相應(yīng)時(shí)刻的電流值。

    2)在上述測(cè)試方法中，電動(dòng)機(jī)電流的測(cè)量普遍采用鉗形電流表，檢驗(yàn)人員肉眼讀取電流值。這種鉗形電流表適用于電動(dòng)機(jī)負(fù)載恒定或負(fù)載變化緩慢的電動(dòng)機(jī)電流的測(cè)量，不適用于應(yīng)用上述測(cè)試方法讀取轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置時(shí)刻的電流值。在電梯的運(yùn)行過程中，電梯的電動(dòng)機(jī)的負(fù)載是不斷變化的，電動(dòng)機(jī)的電流也是不斷變化的。鉗形電流表顯示的數(shù)值也相應(yīng)變化，由于人的視覺分辨時(shí)間的限制，鉗形電流表顯示數(shù)值刷新頻率較低，存在滯后，肉眼所讀取得數(shù)據(jù)已經(jīng)不能反映轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流值。

    3)由于需要人為觀察轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置的時(shí)刻，再發(fā)出口令通知其他人員讀取鉗形電流表的數(shù)值，這之間也存在著人為的時(shí)間延遲，造成所讀取得的電流值的不準(zhǔn)確。

    由于上述三個(gè)問題的存在，如果在測(cè)試過程中操作不當(dāng)，就會(huì)造成測(cè)得的電流值是不準(zhǔn)確的，相應(yīng)所繪制的電流一負(fù)荷曲線已經(jīng)不能反映電梯真實(shí)、準(zhǔn)確的平衡系數(shù)。究其原因主要是目前的檢驗(yàn)檢測(cè)儀器在應(yīng)用上述方法測(cè)試過程中，需要檢驗(yàn)檢測(cè)人員觀察轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置的時(shí)刻和肉眼記錄鉗形電流表的數(shù)值，人為因素影響了檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2解決方案

    本文提出基于電梯曳引機(jī)電流曲線分析的電梯平衡系數(shù)檢測(cè)方法，需要記錄和分析電梯在空載、30%額定載荷、40%額定載荷、45%額定載荷、50%額定載荷、60%額定載荷和1.0倍額定載荷工況下，電梯上、下全程運(yùn)行的電流數(shù)據(jù)并繪制曲線進(jìn)行分析。在實(shí)際的電梯檢驗(yàn)檢測(cè)工作中只要通過檢測(cè)40%額定載荷、50%額定載荷的電流數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)基于電梯曳引機(jī)電流曲線的電梯平衡系數(shù)檢測(cè)。電流數(shù)據(jù)采集使用了廣州特種機(jī)電設(shè)備檢測(cè)研究院研制的全狀態(tài)起重機(jī)械電流檢測(cè)儀，該檢測(cè)工具能夠與計(jì)算機(jī)建立無線數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)電流數(shù)據(jù)的采集。通過我單位自行開發(fā)的View Lab V1.0應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)電流數(shù)據(jù)記錄和分析。以一臺(tái)實(shí)際電梯電流檢測(cè)數(shù)據(jù)分析為例，具體參數(shù)為日立電梯型號(hào)HGP1050-2.5，驅(qū)動(dòng)主機(jī)為永磁同步曳引機(jī)，曳引機(jī)功率14kW，額定載重量1050kg，運(yùn)行速度2.5m/s，提升高度137m，有補(bǔ)償鏈，平衡系數(shù)K=0.454。

2.1載荷狀態(tài)分析

    電梯在空載、30%額定載荷、40%額定載荷、45%額定載荷、50%額定載荷、60%額定載荷和1.0倍額定載荷工況下，電梯上、下全程運(yùn)行的電流數(shù)據(jù)并繪制曲線如圖1~圖9所示。

從圖1～圖8中的電流曲線特點(diǎn)可以得出以下結(jié)論：

    1)電梯空載上行曳引機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，下行曳引機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，電流幅值很大。

    2)電梯裝載0.3倍額定載荷上行仍處于發(fā)電狀態(tài)，下行曳引機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，電流幅值減小。

    3)電梯裝載0.4倍額定載荷上行處于電動(dòng)狀態(tài)，下行曳引機(jī)也處于電動(dòng)狀態(tài)，上行電流小于下行電流，上下行電流曲線相比于0.3倍額定載荷上下行電流曲線趨近。

    4)電梯裝載0.45倍額定載荷上行處于電動(dòng)狀態(tài)，下行曳引機(jī)也處于電動(dòng)狀態(tài)，上行電流小于下行電流，上下行電流曲線趨于重合

    5)電梯裝載0.5倍額定載荷上行處于電動(dòng)狀態(tài)，下行曳引機(jī)也處于電動(dòng)狀態(tài)，上行電流大于下行電流，上下行電流曲線相比于0.45倍額定載荷上下行電流曲線趨遠(yuǎn)。

    6)電梯裝載0.6倍額定載荷上行處于電動(dòng)狀態(tài)，下行曳引機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。

    7)電梯裝載0.7倍額定載荷上行處于電動(dòng)狀態(tài)，電流幅值增大，下行曳引機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。

    8)電梯裝載1.0倍額定載荷上行處于電動(dòng)狀態(tài)，電流幅值最大，下行曳引機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。

    9)如果電梯裝載0.4倍額定載荷上行電流小于下行電流，電梯裝載0.5倍額定載荷上行電流小于下行電流，可以判定平衡系數(shù)數(shù)值在0.40～0.50之間

    10)當(dāng)轎廂裝載平衡系數(shù)倍的額定載荷時(shí)，上下行電流曲線接近重合。

2.2平衡系數(shù)計(jì)算

    通過對(duì)各種載荷狀態(tài)下電流曲線的分析，能夠計(jì)算出電梯的平衡系數(shù)，原理為轎廂分別裝載額定載重量30%、40%、45%、50%、60%作上、下全程運(yùn)行，當(dāng)轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置時(shí)，記錄電動(dòng)機(jī)的電流值，繪制電流一負(fù)荷曲線，以上下運(yùn)行曲線的交點(diǎn)確定平衡系數(shù)�；�于電流曲線分析的電梯平衡系數(shù)檢測(cè)方法避免了人為因素對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的影響，利用VB6.0可視化編程語言，筆者自行開發(fā)的應(yīng)用軟件View Labl.0根據(jù)各種載荷狀態(tài)下電流曲線數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)計(jì)算平衡系數(shù)，如圖10所示。

3結(jié)論

    本文提出的基于電梯曳引機(jī)電流曲線分析的平衡系數(shù)檢測(cè)方法需要準(zhǔn)備試驗(yàn)載荷，并在相應(yīng)載荷狀態(tài)下記錄曳引機(jī)的電流曲線。由于新安裝電梯驗(yàn)收需要進(jìn)行載荷試驗(yàn)，因此本檢測(cè)方法適用于新安裝電梯的平衡系數(shù)檢驗(yàn)檢測(cè)工作，通過一年來在檢驗(yàn)檢測(cè)工作中的實(shí)際運(yùn)用，獲得了檢驗(yàn)檢測(cè)人員和電梯企業(yè)人員的一致認(rèn)可，直觀可視的圖形曲線和自動(dòng)計(jì)算平衡系數(shù)的功能是本檢測(cè)方法的明顯優(yōu)勢(shì)，有效避免人為因素對(duì)平衡系數(shù)計(jì)算數(shù)值的影響，使計(jì)算結(jié)果更令人信服。這種平衡系數(shù)的檢測(cè)方法在工程實(shí)踐中具有較高的實(shí)用價(jià)值，將信息技術(shù)與傳統(tǒng)的檢驗(yàn)檢測(cè)活動(dòng)相融合，在交叉學(xué)科中尋找創(chuàng)新點(diǎn)，提高了檢驗(yàn)檢測(cè)工作的自動(dòng)化水平，促進(jìn)了新技術(shù)、新方法在檢驗(yàn)檢測(cè)工作中的應(yīng)用。