【630kg_800kg_1000kg】电梯平衡系数的探讨

电工技术

电梯的驱动有曳引驱动、强制驱动、液压驱动等多种方式，曳引驱动是现代电梯应用最普遍驱动方式。曳引电梯的轿厢与对重通过钢丝绳分别悬挂于曳引轮的两侧，轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮的绳槽内。

电动机转动时由于曳引轮的绳槽曳引钢丝绳的摩擦力，带动钢丝绳使轿厢与对重作相对运动，轿厢在井道中沿导轨上下运行。平衡系数是曳引式驱动电梯的重要性能指标，利用对重可以部分平衡轿厢及轿内负载的重量，使曳引电机运行的负荷减轻。

由于轿厢内负载的大小是经常变化的，而对重在电梯安装调试完毕后已经固定，不能随时改变，为使电梯的运行基本上接近于理想的平衡状态，所以，就要选择一个合适的平衡系数。

        一、
平衡系数的含义：

　　电梯平衡系数是电梯重要的特性参数之一，是保证曳引条件的重要参数，关系到电梯运行性能和曳引机输出功率大小，也是电梯验收检验的必检项目。曳引条件是保证曳引传动安全可靠的必要条件，在电梯设计安装时合理配置平衡系数是提高电梯曳引安全性的重要途径之一。同时，合理的平衡系数还能使电梯运行的能耗在最大程度上得到降低，缓解用电紧张。合理配置平衡系数对优化电梯系统的工作条件、减少轿厢重量、降低曳引机功率等多方面产生影响。按照《电梯型式试验细则》的规定：电梯轿厢分别装载0、25%、50%、75%、100%额定载荷情况下，测定电梯运行的载荷-电流曲线，取其上下行曲线的交点的载荷系数，即为该电梯的平衡系数，通常在40%-50%范围内即为合格，同时，在《电梯监督检验规程》第8.3.1条也明确规定，电梯平衡系数要在0.4~0.5之间。但在电梯的实际使用过程中，往往会出现电梯平衡系数偏小甚至低于0.4的情况，这会对电梯的运行及安全造成非常不利的影响，必须采取有效措施避免这种情况的出现。  

电梯平衡系数公式：

k=（w–p）/qh

式中：p—是轿厢的自重；

w—是对重的重量；

qh —轿厢的额定载荷。

这个系数k，就是“平衡系数”。

平衡系数的实质就是设计配置对重的质量大小它将影响对重的质量和电梯的不平衡载荷

电梯平衡系数从数学上讲其实可以理解成对重与轿厢的比值百分比。

电梯平衡系数计算的数学表达式为：  K平＝（W1-W）/Q 其中： 

Q：电梯额定载荷（kg）； W：轿厢重量（kg）； W1：对重重量（kg）； K平：电梯平衡系数；



  

电梯平衡系数曲线图

电梯平衡系数从数学上讲其实可以理解成对重与轿厢的比值百分比。我们可以从公式：

W=P+kQ

（k代表平衡系数的取值，货梯一般取0.45-0.55，客梯取0.4-0.5）

来理解它的含义：

公式中符号W代表包括对重框架和对重块在内的总对重重量；

符号P代表电梯空载时轿厢（包括部分轿厢侧电缆线及钢丝绳在内）的重量；

符号Q代表电梯额定载重重量。

举例：

比如电梯型号TKJ800/1.75-VVVF是额定载重为800kg、额定速度为1.75m/s的变频变压的客梯！

如果知道轿厢空载时轿厢的质量为1000kg,那么对重总质量则：

W=P+kQ=1000+0.45*800=1360kg!

由此，我们估算一下对重框架的质量，就可以得出电梯安装时需要的对重块块数（这里你必须知道每块对重块是多少质量）。

总之：由上面所阐述的，电梯平衡系数k是用来确定对重总重量的一个取值参数常量，这个常量就跟我们平时计算物体重量时用到的当地重力加速度g（约等于9.8m/s²）。




　　二、平衡系数对电梯电机功率的影响   

　　平衡系数与电机功率的关系，可根据曳引电动机的容量在初选和核算时，可用经验公式按静功率计算。在钢丝绳倍率和曳引机传递效率确定的情况下，唯一影响电机功率的因素就是平衡系数。由于平衡系数K的取值为0.4～0.5，简单比较平衡系数取极大值或极小值之间偏差10%，则电机功率的变化可达到10%。所以平衡系数的合理选配，就可以大大节省电能，调试时可以根据电梯运行的具体情况结合出厂的平衡系数的设计值，决定实际平衡系数的取值。如果电梯经常轻载运行，平衡系数的取值可接近于规范下限值（即0.4）；如果电梯经常重载运行，平衡系数的取值可接近规范上限值（即0.5），这样优化地调配有着明显的节能优势。实际情况如长期重载的繁华拥挤的写字楼客梯、人流量超高的车站旅游景点的电梯、物流中心使用频繁的货梯等，长期轻载的如私家电梯、手术室专用的医梯等，都属于比较特殊的工况，此时平衡系数选配合理，就能取得较好的节能效果。   

　　三、平衡系数对电梯曳引力的影响   

　　由电梯的工作原理可知，电梯驱动的曳引力是由对重和轿厢的重力共同通过曳引钢丝绳作用与曳引轮绳槽产生的，电梯曳引钢丝绳悬挂轿厢一端的拉力和悬挂对重一端的拉力之间应该满足欧拉公式即： ，其中为曳引绳在曳引轮槽中的当量摩擦系数，与曳引轮的绳槽形状和曳引轮材料等有关；为自然对数的底；为曳引绳在曳引轮上的包角（rad），式中称为曳引系数，它与、有关。   

　　为了电梯的安全使用，电梯在轿厢装载和紧急制动的情况下要满足（当使电梯在工作情况下不打滑，保证有足够的曳引能力）：；而在轿厢滞留工况（对重完全压在缓冲器上，曳引机仍按向上行方向旋转时，轿厢不可能再向上提升，这是十分重要的安全条件，是当电梯越程后不发生冲顶事故的最后保障）要满足：   

　　平衡系数的取值将直接影响曳引轮两侧钢丝绳的张力平衡，其影响到电梯的曳引能力。例如当轿厢进行二次装修的时候，其平衡系数比设计值要小，此时在做125%曳引制动试验时，轿厢和对重的载荷不平衡就很明显，使的值增大，即曳引条件不能满足，当最大不平衡载荷大于电梯的最大曳引力时，曳引钢丝绳在曳引轮绳槽中将出现打滑，电梯会发生溜车事故。所以不论在电梯设计时，还是在实际的电梯使用过程中，对平衡系数K的选择都要考虑到对电梯曳引能力的影响。  

　　四、电梯平衡系数的检测方法

　　在工程实际中，电梯平衡系数的检测方法有电流法、电压法、功率法、转速法等。一般情况下，采用交流电动机的电梯多采用电流法，采用直流电动机的电梯多采用直流电压表测量串联在电动机回路中标准电阻两端的电压或直接用直流钳形表测量电压的方法。现在工程实际中的电梯绝大多数采用交流电动机，一般采用电流法检测平衡系数，这种检验方法是国家质量监督检验检疫总局2002年发布的《电梯监督检验规程》采用的方法。其8.3.1项检验方法为：轿厢分别承载0、25%、50%、75%、100%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、电压或速度值。对于交流电动机通过电流测量并结合速度测量，做电流-载荷曲线或速度-载荷曲线，以上、下运行曲线交点确定平衡系数。电流应用钳型电流表从交流电动机输入端测量。对于直流电动机通过电流测量并结合电压测量，做电流-载荷曲线或电压-载荷曲线，确定平衡系数。这种方法是检验机构广泛采用的方法。

　　五、平衡系数应注意的问题

　　平衡系数的确定必须在设计时结合钢丝绳、钢丝绳数量、曳引轮绳槽参数、安全钳、缓冲器、曳引机等综合考虑。同时需要指出的是，平衡系数的取值，并非只要安装或者验收时测得在40%-50%即可，而是必须保证轿厢、对重重量与设计要求一致的前提下才行。这就要求实际安装时不得随意改变轿厢重量，电梯验收时或检验时必须检测实际值与设计值是否一致，有无私自改变轿厢重量。   

　　六、平衡系数重要性

　　近年来，有些建筑尤其是高档建筑在对客用电梯装饰要求很高。因为轿厢改变装璜设计影响到轿厢重量，改变轿厢重量则影响到曳引条件及平衡系数的改变，同时也影响到安全钳及缓冲器的是否适用。所以电梯在经过国家质量监督总局特种设备检验机构验收合格投入使用后，使用单位不得随意对轿厢进行装潢，在对轿厢进行装潢前必须经原制造单位同意，并且改造后要重新检验。同时还应该验证电梯的安全钳、缓冲器、安全装置等是否仍可靠有效，其中平衡系数等重要检测参数还要重新测定，否则将会留下安全隐患，从而造成事故，给人民群众的生命财产造成重大损失。为有效地防范此类电梯事故的发生，必须加强设备的使用单位以及维修保养单位维的安全防范意识，执行“安全为主，预检预修，计划保养”的原则，健全、完善的电梯使用管理制度，管理应到位，责任应明确; 加强对使用人员的教育培训工作，强化安全意识行为，根据规定对电梯进行维修保养，有异常情况必须及时向上级或质量监督部门及时汇报，做到事故隐患早发现、早排除。