王绘朝
甘肃省特种设备检验检测研究院甘肃省兰州73005
摘要：随着经济及科学技术的发展，高层建筑在城市不断涌现，电梯成为重要的垂直运输交通工具，电梯安全受到社会的广泛关注。电梯按驱动方式分为曳引式驱动、强制式驱动、液压式驱动等，其中曳引式驱动占90%以上，平衡系数是曳引式电梯的重要参数之一。
关键词：电梯平衡系数；电梯安全运行；重要性
引言
近年来，电梯的数量在不断上升，电梯故障也随之增长，其中电梯平衡系数问题导致的故障数占用较大比重，所以有必要对电梯的平衡系数检测方法进行研究。依据电梯平衡系数定义，通过对比传统电流法测量平衡系数，本文提出一种基于变频器电压、电流、速度的检测，推导了曳引机做功与平衡系数之间的数学关系模型，从而在实时测量曳引机输出功率的情况下，动态换算出电梯的平衡系数，为电梯平衡系数的检测提供了简单有效的方法。
1平衡系数的概念
平衡系数是曳引电梯非常重要的一个参数，其取值的大小将直接影响到电梯的安全稳定运行。TSGT7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》中第8.1项“平衡系数试验”规定：曳引电梯的平衡系数应当在0.40～0.50之间，或者符合制造(改造)单位的设计值。平衡系数(K)用电梯对重质量(W)与轿厢质量(P)之间的差值和电梯额定载荷(Q)的比值表示，即K=(W-P)/Q。可见，电梯的平衡系数是由对重质量、轿厢质量及额定载荷确定的，其数值在设计制造时即已确定。电梯额定载荷是确定的，但对重质量及轿厢质量的变化仍可影响电梯的平衡系数。若平衡系数过小，轿厢加上额定载荷远比对重重，会造成电梯曳引力不足，出现提升困难的现象，甚至会因曳引力不足造成曳引绳与绳槽打滑而出现溜车、蹾底。若平衡系数过大，则对重远比轿厢加上额定载荷重，在空载轿厢下行过程中需要更多的电能，造成过多能耗损失，对曳引绳和曳引轮的使用寿命影响较大；当电梯空载或轻载上行时，也会因曳引力问题容易导致电梯直接冲顶。因此，平衡系数对电梯的安全运行至关重要。
2电梯平衡系数对电梯安全运行的重要性
所谓电梯平衡系数指的是额定载量与轿厢重量由平衡重或是对重平衡的量。曳引驱动电梯所依靠的是主机驱动轮绳槽的摩擦力工作的，其曳引力大小主要受曳引轮两边的重量差所决定，而曳引驱动电梯的重要性能参数便是平衡系统。结合电梯平衡系数的内涵，其对应的表达式为K=(W－P)/Q，Q所代表的是电梯额定载重量；K所代表的是电梯平衡系数；P所代表的是轿厢自重；W所代表的是对重重量。从公式能够看出，电梯平衡系数为电梯配置对重重量设计的主要参照条件，直接影响不平衡荷载与对重重量。作为电梯设计的重要依据，电梯平衡系数会影响电梯的驱动主机功率、对重和轿厢系统的总重量、曳引能力。电梯平衡系数的取值会影响到电梯的对重重量配置与不平衡荷载等。在绳槽内若是曳引钢丝绳的比压和张力是正比例关系，既为张力越大对应的比压越大，而曳引钢丝绳的曳引能力就更越突出。电梯平衡系数不管是高还是低，均会影响到曳引绳槽和曳引钢丝绳间的摩擦力，进而导致绳槽中的钢丝绳出现打滑的现象，为电梯安全运行埋下隐患。如果电梯平衡系统偏大，在电梯轻载和空载的状态下会出现冲顶或是超速的事故；相反，如果电梯平衡系数偏小，在电梯重载和满载的状态下会出现蹲底或是溜车的事故。为此，相关工作人员一定要定期检测电梯平衡系数，保证平衡系数稳定，以免出现电梯事故，威胁患者生命财产安全。
3电梯平衡系数相关问题及处理策略
3.1测量误差问题处理措施
在电梯平衡系数测量过程中，需要在电梯轿厢与对重绳头对齐时，在钢丝绳上作出明显标记，更有利于对电流值进行确定。在实际测量当中，以下问题可能造成电流值的测量误差问题：位置线没有标记在正确位置；电梯运行速度较快造成位置线出现移动后读取电流值；位置线标记不明显，为读取造成困难；位置线标记正确，但标记位置靠近对重一侧的钢丝绳，在检测读数时，位置线位于曳引轮轿厢一侧；对于一些电梯，可以在控制柜中显示轿厢行程中间位置，对于此种电梯也需要标记位置线，由于轿厢与对重高度具有差异，缓冲器座高度及缓冲距离也可能有一定差别，所以在轿厢达到行程中间时，对重可能不与轿厢处于同一位置。这一问题可以通过将位置线运用明显方式进行标记，在曳引轮轿厢或对重一侧标记电流值读取位置，以及读取过程中由两人共同进行，能够有效减少误差。另外，砝码重量也可能对平衡系数的测量造成误差，针对这一问题，需要在测量过程中选择标准砝码，对于实验负荷运用磅秤进行称重，准确测量重量。
3.2电压波动问题处理措施
根据国家相关标准规定，在进行电梯试验时，电网输入电压要在正常范围内，电压波动范围需要控制在额定电压值的±7%。如果额定电压为380V，实际电压值要处于354～406V。另一项标准对电压的瞬间波动范围作出了规定，电梯试验需要在电压波动不超过2%时进行。电梯试验过程中的电流瞬间波动是造成电梯平衡系数测量结果受到影响的原因之一，造成电流的变化的最主要原因为电压变化以及电动机功率的变化，与电压成反比，在电压波动范围小于5%条件下，如电压波动a%，电流也随之反向波动a%。目前在一些地区，由于电力供应问题，电压波动的现象较为常见。对于一些变压器功率小、电感性负载较多和发电机供电的用电单位，如果在试验时其他机器启动频繁，就会出现电梯供电电压的较大波动。在电压波动没有超过2%的情况下，电流也会出现0～1A以内的变化，而对于交流双速电动机，上下电流的差值在很多情况下只相差0.1～0.2A，因此，很小的电压波动也可能影响到检验结果的准确度。在进行平衡系数检验时，电压的瞬时波动问题检测难度较大。在针对该问题的处理上，在电梯负荷为40%～50%，上下电流数值接近时，可以运用盘车法进行检验以提升检测结果的准确性，盘车法的操作方式如下。盘车法主要分为手动盘车法和盘车力矩法两种，手动盘车法的原理是当轿厢荷载能力与平衡系数倍数相等的情况下，曳引轮两侧静力矩处于平衡状态。因此，在主机上松开制动器，通过人力在盘车轮上感受平衡状态，就能够实现对平衡系数是否合理的判断。这一检测方法最为明显的优势是在检测过程中，电梯处在静止的状态，一方面减少了轿厢运动中，阻力矩对检测结果的影响，另一方面还可以保证轿厢与对重处于同一水平线。盘车力矩法是在手动盘车法的基础上进行了改进，运用盘车力矩测试装置进行检测，避免了人为因素的影响。运用这一方法时需要注意在停电盘车操作时要完全打开抱闸，并且要保证测试装置安装的牢固程度。
结语
综上所述，电梯平衡系数取值对电梯曳引条件和电梯的正常安全运行有很大的影响。检验检测过程中必须采取正确的检测方法来验证平衡系数是否相关标准要求。其次，不论在电梯的安装过程还是随后的使用过程中，要严格按照相关技术规范要求执行，不得随意改变轿厢重量。
参考文献
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