对无载荷电梯平衡系数测试探讨

摘要：本文分析了电流法测试电梯平衡系数的原理及缺陷，介绍了新的无载荷电梯平衡系数测试的原理及优势，通过对比表明无载荷测试方法是一种测试方法的进步，值得在检验实践中进行推广。 关键词：电梯；平衡系数；电流；无载荷；测试 1.引言

电梯的平衡系数是曳引式电梯整体设计的最重要的参数之一，也是关系电梯安全、可靠、舒适、节能运行的一项重要参数。平衡系数的测试作为一个重要的电梯功能试验而被列入验收检验项目。 2.传统设计思想与不足

根据电梯的检验规程，现行的检测方法是：轿厢分别承载30%、40%、45%、50%、60%的额定载荷，进行沿全程直驶运行试验，分别记录轿厢上下行至与对重同一水平面时的电流值，并绘制电流－载荷曲线，以上、下行运行曲线交点确定电梯平衡系数。这种方法（电流法）要求工地现场提供准确的砝码，效率低、耗电耗时且劳动强度大。事实上检测电梯的平衡系数是我们进行电梯验收检验时，最费时、也最费人力、物力的一个检测项目。虽然这种测试方法能够满足电梯平衡系数检测的要求，然而随着时代的发展进步，这种传统方法从检测原理到检测手段都越来越受到质疑和挑战，主要体现在以下五个方面：

（1）测试原理。简单来讲，当电梯轿厢及载荷的重力与对重重力相同时，对应电梯上、下行时电动机的输出转矩相同，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，这就是电流法的原理。然而电动机定子电流与电动机轴上的转矩并不是简单的线性关系，是经过了一连串的转换关系，且每一步转换都必须具备一定的条件，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，上下行的阻力转矩就并不完全相同，尤其在高速运行时更是如此。电流法是一种间接测量方法。（2）测试条件。如何把握在轿厢运行到与对重同一水平位置测定电流，这在实际操作有难度。虽然可以在钢丝绳上做轿厢与对重同一水平位置时的标记，但电梯快速运行，确实很难把握。（3）测试仪器。电流的读数与仪表的精确度有关，仪表的读数一直在变化，最后的取值存在人为因素的影响。而且对于日益普及的vvvf电梯的电参数测量，其电源频率往往不是50hz，例如现在大量流行永磁同步无齿轮电梯，电机的电源工作频率在0～30hz变化，最高才30hz。现在我们测量电压、电流所使用的仪表，其标识的适用范围是工频（或40～60hz），普通工频交流电为正弦波，vvvf拖动系统的波型为高频（2khz以上）脉冲合成。用普通仪表测试vvvf拖动系统的电参数，得到的测试数据其准确度及合法性存在疑问。（4）测量的位置。测量电动机的电流还是测量电源进线的电流，测试的结果存在一定的误差。（5）电流－载荷曲线的绘制。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。

综上所述，传统的电流法测试平衡系数存在理论上的缺陷，而且实际操作比较繁琐，更加科学合理的新的测试方法和测试手段越来

越多的呈现出来，其核心是无载荷测试电梯平衡系数。 3.测试系统的设计

电梯平衡系数是为了平衡部分轿厢自重而设置的对重的质量与轿厢的额定载荷之间的比值。电梯平衡系数计算的数学表达式为：k=（p-w）/q，其中q：电梯额定载荷（kg）；w：轿厢重量（kg）；p：对重重量（kg）；k：电梯平衡系数。根据以上公式，我们只要知道轿厢重量（w）和对重重量（p）即可求出电梯平衡系数（k）。目前新推行的主要有两种测试方法：（1）最直接、最简单的办法就是通过称重传感器直接测量轿厢和对重的重量，并对电梯附件重量及摩擦力进行修正，推导公式计算出平衡系数。也有通过建立数学模型，由钢丝绳张紧力传感器准确地测得钢丝绳的张紧力来间接获得轿厢重量和对重重量。这种方法思路简单，但对于一台新装验收的电梯要准确分别获取对重和轿厢的重量并不容易，操作比较麻烦，实际上可行性不佳。（2）无载荷测试电梯平衡系数还有更加科学合理的检测方法：用精确的力的传感器获取对重重力和空载轿厢重力的差值。在早期电梯安装施工过程中，安装人员在没有检测仪器（钳型电流表）时使用的实用且有效的方法，即在轿厢内装入相当于kq的载荷（k一般取0.45），电梯轿厢运行至与对重同一水平位置时断开电源，松开主机制动器抱闸，用人力在盘车手轮上感觉曳引轮两侧的力矩是否平衡，从而适当增加或减少对重块。这种方法看起来比较“土”，给人感觉误差会大，其实水平好的师傅来操作，最终与检验的结果相差不大，基本能确保电梯的平衡系数为0.4-0.5。

用准确的力的传感器代替载荷，用精确的力矩仪器取代人的感觉，就是我们要求的无载荷测试电梯平衡系数的仪器的测试思路和方向。这种新的测试电梯平衡系数的方法概括地说是：计算机+电子传感器=精确测量。如下图1所示，通过在曳引轮空载轿厢侧取一根钢丝绳，施加一个可控可测的力f，慢慢松闸使得该力及空载轿厢自重重力之和与对重自重重力相平衡（其余钢丝绳基本不受力），通过松闸上下盘车找到平衡点，获取该点处力f的数值，就是对重重力和空载轿厢重力的差值（f+w*g=p*g）。将f转换为质量，与电梯额定载荷的比值即为电梯实测平衡系数。 图1 4.结束语

相对于传统的电流法，无载荷测试电梯平衡系数方法具有许多明显的优势：（1）原理简单而且直接，克服了电流法的理论缺陷。（2）电梯处于静止状态，可以保证轿厢与对重处于同一水平位置上。（3）无需砝码，可以减轻劳动强度，缩短测试时间，提高工作效率。对电梯因二次装修改变平衡系数后的检测及其他各类电梯鉴定中不具备运行载荷条件的情况尤其适用。（4）测试简便、快捷，调整迅速，节省人力、物力。（5）手段直观、结果准确。

电梯平衡系数的无载荷测试方法，是一种切实可行的检测方法，是一种测试方法的进步，在检验实践中是一种新的突破，具有明显的优越性，值得引起重视和推广。 参考文献

[1]《电梯制造与安装安全规范》 [2]《电梯技术条件》

[3]tsg t7001-2009 电梯监督检验和定期检验规则－曳引与强制驱动电梯