基于電流曲線分析的電梯平衡系數(shù)檢測(cè)方法

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）

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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

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—電流平衡系數(shù)測(cè)試方法，通過(guò)分析電梯上、下全過(guò)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(wú)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)

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［1］，此時(shí)電梯處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，能耗最低［2］。

1 現(xiàn)狀與問(wèn)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-負(fù)荷曲線，以上下運(yùn)行曲線的交點(diǎn)確定平衡系數(shù)［3-4］。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(wèn)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(guò)程中無(wú)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(guò)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(jué)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(wèn)題的存在，如果在測(cè)試過(guò)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-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(guò)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(guò)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(wú)線數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)電流數(shù)據(jù)的采集［5］。通過(guò)我單位自行開(kāi)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。

圖1 轎廂空載電梯上下運(yùn)行電流

圖2 轎廂裝載0.3倍額定載荷電梯上下運(yùn)行電流曲線

圖3 轎廂裝載0.4倍額定載荷電梯上下運(yùn)行電流曲線

圖4 轎廂裝載0.45倍額定載荷電梯上下運(yùn)行電流曲線

圖6 轎廂裝載0.6倍額定載荷電梯上下運(yùn)行電流曲線

圖7 轎廂裝載0.7倍額定載荷電梯上下運(yùn)行電流曲線

圖8 轎廂裝載1.0倍額定載荷電梯上下運(yùn)行電流曲線

圖9 電梯在各種載荷狀態(tài)下上下行電流曲線圖

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(guò)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-負(fù)荷曲線，以上下運(yùn)行曲線的交點(diǎn)確定平衡系數(shù)?；陔娏髑€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(yǔ)言，筆者自行開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件View Lab1.0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。

圖10 平衡系數(shù)計(jì)算軟件界面

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(guò)一年來(lái)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。

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Analysis of Elevator Balance Coefficient by the Method of Current Curve

Wang Jiye Dai Zhenhua Wei Jingjun Zhang Changli
（Guangzhou academy of special equipment inspection Guangzhou 511400）

AbstractThis paper proposed a kind of elevator balance coefficient inspection method based on elevator traction machine current curve， to improve and complete the traditional load-current balance coefficient testing method. By analyzing current curve of traction machine in its whole running process， the visual graph representation for working condition of tractor and auto-calculation of elevator balance coefficient is realized， with the characteristic of less time consuming， high efficiency， no interference from human. Keywords Traction elevator Current curve Elevator balance coefficient 中圖分類號(hào)： X941

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1673-257X（2016）06-0050-03

DOI：10.3969/j.issn.1673-257X.2016.06.012

作者簡(jiǎn)介：王繼業(yè)（1982～），男，碩士，工程師，從事機(jī)電類特種設(shè)備的檢驗(yàn)檢測(cè)工作。

收稿日期：（2016-03-03）