淺談電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)

王三元　李連成

現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，各個領(lǐng)域內(nèi)的工作也實現(xiàn)了精細化發(fā)展，與此同時，社會大眾對于日常生活和工作中各項設(shè)施的要求都明顯提升，現(xiàn)代電梯設(shè)備就是其中之一。社會大眾對于電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)的要求比較高，不僅需要穩(wěn)定、高效地承擔電梯運輸任務(wù)，還需要帶給乘客良好的電梯乘坐體驗，另外還需要具備智能化的特點。從某種程度上來說，智能化也是電梯設(shè)備優(yōu)化過程中的一個重要目標。而在提升電梯的穩(wěn)定性和使用體驗感方面，電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)會產(chǎn)生直接的影響。因此，本文將針對電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)進行詳盡闡述，希望對國內(nèi)電梯設(shè)備的優(yōu)化工作起到一定的借鑒作用和引導(dǎo)效果。

一般情況下，電梯的驅(qū)動方式并不是固定的，依據(jù)不同場景、不用用途的電梯，可以靈活地選擇不同的驅(qū)動方式，包含曳引驅(qū)動、液壓驅(qū)動、強制驅(qū)動、齒輪齒條驅(qū)動和螺桿驅(qū)動等方式。選擇合適的驅(qū)動方式，對于電梯的穩(wěn)定性和使用壽命具有提升的效果和作用。

目前曳引驅(qū)動方式的應(yīng)用頻率比較高，主要組成包含曳引機和鋼絲繩，鋼絲繩與曳引輪之間的摩擦就會產(chǎn)生曳引力，進而驅(qū)動電梯進行上下運行，完成對應(yīng)的電梯工作任務(wù)。

（一）燒繩的方式

在電梯選擇曳引驅(qū)動方式之后，其鋼絲繩的燒繩方式主要取決于曳引機組的位置情況、電梯的額定在中和額定速度等等。

鑒于社會大眾對電梯設(shè)備的穩(wěn)定性和乘坐舒適度要求較高，因此在選擇燒繩方式的過程中，需要優(yōu)先考慮其中的傳動效率和能耗情況，盡可能延長鋼絲繩的使用壽命周期，這對于電梯使用壽命的提升具有直接的影響。

（二）曳引力的計算

從驅(qū)動機制原理的角度上來說，在電梯驅(qū)動系統(tǒng)中的曳引輪槽可以產(chǎn)生最大的曳引力，為了得到其具體的數(shù)值，還需要進行對應(yīng)的計算工作，需要運用鋼絲繩與輪槽之間摩擦系數(shù)和鋼絲繩繞過曳引輪包角的函數(shù)進行對應(yīng)的計算。

曳引力的計算對于電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)化和完善也是十分重要的，通過曳引力這一精確數(shù)值的計算，可以使得驅(qū)動方式、設(shè)備部件的選擇針對性得到提升，大大提升電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)組成的性價比，這是傳統(tǒng)的電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)難以實現(xiàn)的。

（三）曳引力的提升策略

電梯設(shè)備在長期的使用過程中，由于設(shè)備和部件的磨耗情況，會導(dǎo)致驅(qū)動系統(tǒng)的曳引力逐漸降低，而為了滿足電梯的現(xiàn)實使用需求，就需要注重電梯驅(qū)動系統(tǒng)曳引力的提升，目前來看，在曳引力的提升方面可以應(yīng)用以下幾種方式;

首先是提升摩擦系統(tǒng)，可以通過改變繩槽形狀和材料來實現(xiàn);其次可以增大其包角;最后還可以增加轎廂的自重。具體的選擇還需要依據(jù)實際情況。

（四）曳引輪繩槽的磨損情況

電梯設(shè)備在使用過程中，其繩槽會出現(xiàn)磨損情況，主要區(qū)別在于磨損的大小。目前來看，導(dǎo)致曳引輪槽出現(xiàn)磨損情況的原因是多樣化的，包含曳引輪本身的質(zhì)量問題、鋼絲繩的問題、轎廂運行高度設(shè)置、使用過程中的載荷情況和后期保養(yǎng)工作的情況等等，因此后期需要關(guān)注曳引輪繩槽的磨損情況，并且采取行之有效的策略改善其磨損情況。另外，還需要重視后期的保養(yǎng)和維護工作。

相關(guān)統(tǒng)計和調(diào)查顯示，國內(nèi)的電梯數(shù)量正在逐漸增長，并且在改革開放以后，增長趨勢變得更為顯著，目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種款式和品種的電梯設(shè)備。依據(jù)實際情況來看，電梯設(shè)備驅(qū)動電機常用類型主要包含以下幾個部分;

（一）交流異步式電動機

交流異步電動機是一種將電能轉(zhuǎn)化為機械能的電力拖動裝置。它主要由定子、轉(zhuǎn)子和它們之間的氣隙構(gòu)成。對定子繞組通往三相交流電源后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并切割轉(zhuǎn)子，獲得轉(zhuǎn)矩。三相交流異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、價格便宜、過載能力強及使用、安裝、維護方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。交流異步式電動機在業(yè)界內(nèi)也被稱為是感應(yīng)電機，與其他類型的驅(qū)動電機進行比較，交流異步式電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠等等優(yōu)勢，且最為重要的一點是，交流異步式電動機的性價比非常高，再加上現(xiàn)代矢量控制方法的運用，能夠使得電梯設(shè)備具有很好的調(diào)速性能。

但是交流異步式電動機也并非全然都是優(yōu)點，其在實際的運用過程中損耗比較大，效率反而比較低，運行中其溫度也是比較高的，在夏季容易引發(fā)安全問題。其次，交流異步式電動機在使用過程中需要從電網(wǎng)中吸取滯后電流，導(dǎo)致電網(wǎng)功率因數(shù)降低，這明顯不符合現(xiàn)代社會對于電梯設(shè)備的要求和需求，因此后續(xù)交流異步式電動機，也就是感應(yīng)電機會在電梯的驅(qū)動系統(tǒng)中逐漸退出。

（二）有刷直流電動機

有刷直流電機是一種直流電機，有刷電機的定子上安裝有固定的主磁極和電刷，轉(zhuǎn)子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過電刷和換向器進入電樞繞組，產(chǎn)生電樞電流，電樞電流產(chǎn)生的磁場與主磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機旋轉(zhuǎn)帶動負載。直流電機在很多領(lǐng)域中都具有很好的起動性能，在電梯設(shè)備的電力驅(qū)動系統(tǒng)中進行運用，可以使得電梯的啟動、制動效果得到很好的提升，實現(xiàn)了平滑且迅速地調(diào)速，這也是有刷直流電動機廣泛在電梯設(shè)備中進行運用的主要原因之一。但是這幾年直流電動機的應(yīng)用頻率開始降低，而之所以出現(xiàn)這種情況，主要原因是直流電動機的機械換向器，它使得電動機的功率提升受到比較大的限制，而且還會給后期的維護檢修工作帶來比較大的困難。即便其可以在電梯驅(qū)動系統(tǒng)中運用，換向火花也會產(chǎn)生無線電干擾情況，影響電梯系統(tǒng)的正常運行，因此后續(xù)電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)大舞臺當中，有刷直流電動機也會逐漸退出主流。

（三）永磁同步電動機

在電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)當中，永磁同步電動機在近幾年發(fā)揮出了良好的效果和作用，包含電機的加速、穩(wěn)速和制動等等。永磁同步電動機以永磁體提供勵磁，使電動機結(jié)構(gòu)較為簡單，減少了加工和裝配費用，且省去了容易出問題的集電環(huán)和電刷，提高了電動機運行的可靠性;又因無需勵磁電流，沒有勵磁損耗，還能提高電動機的效率和功率密度。永磁同步電機主要由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等部件構(gòu)成，定子由疊片疊壓而成以減少電動機運行時產(chǎn)生的鐵耗，其中裝有三相交流繞組，稱作電樞。轉(zhuǎn)子可以制成實心的形式，也可以由疊片壓制而成，其上裝有永磁體材料。永磁同步電機的體積比較小，控制性能相對優(yōu)越，可以做到低速直接驅(qū)動，從外部表現(xiàn)上來看，噪聲控制、平層精度和舒適性方面都比以往的電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)要更加優(yōu)秀，這是電梯驅(qū)動技術(shù)飛躍發(fā)展的結(jié)果，具有良好且穩(wěn)定的發(fā)展前景。

（一）變級調(diào)速系統(tǒng)

所謂的變級調(diào)速，其實就是一種有極調(diào)速，調(diào)速的具體范圍并不是很大。依據(jù)不同的功能用處，需要使用不同類型的繞組。

其中，快速繞組在電梯變速調(diào)級系統(tǒng)中的運用，可以發(fā)揮出起動和穩(wěn)速的效果，提升電梯設(shè)備的舒適程度。而慢速繞組在電梯變速調(diào)級系統(tǒng)中的運用，主要是在平層停車進行運用，主要是制動和慢速停車運用，在實際的電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用過程中可以獲得很好的效果和作用。

（二）交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)

所謂電梯的交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，是通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率進行調(diào)速的一類系統(tǒng)，在一定的負載轉(zhuǎn)矩的作用之下，使得電動機的轉(zhuǎn)速得到目的性的轉(zhuǎn)變。實現(xiàn)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)在電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)中的運用，可以使得制動情況十分良好，同時可以達到運行平穩(wěn)的主要目標。

但是需要知曉的是，這一系統(tǒng)并沒有低速爬行時間，這樣就能夠使得電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的總輸送效率得到相應(yīng)提升，平層精度的控制方面能夠控制在正負10mm左右，從數(shù)據(jù)上來看是比較優(yōu)秀的。

綜上所述，筆者針對當代電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)進行了相應(yīng)闡述，從文中闡述內(nèi)容能夠看出，傳統(tǒng)的電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足社會大眾和時代的全新要求和需求。在這種情況下，就需要重視電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)化和完善，實現(xiàn)技術(shù)和設(shè)備上的革新，帶給社會大眾更好的電梯使用體驗，同時促使電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用效率得到進一步提升，這也是電梯驅(qū)動特性應(yīng)用研究中的重點內(nèi)容。另外，在后續(xù)的社會發(fā)展過程中，需要重視電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的實踐優(yōu)化，實現(xiàn)以問題為導(dǎo)向的驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)化。