永磁同步曳引機(jī)在電梯檢驗(yàn)中所遇到的諸多問(wèn)題

關(guān)恒英

摘 要：本文從機(jī)械特性和電器特性?xún)蓚€(gè)方面對(duì)無(wú)齒永磁同步曳引機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中存在的種種問(wèn)題進(jìn)行了分析，并對(duì)與此相關(guān)的檢驗(yàn)內(nèi)容提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：永磁同步曳引機(jī)；曳引力；鋼絲繩；制動(dòng)器；上行超速保護(hù)

在無(wú)齒永磁同步曳引機(jī)的結(jié)構(gòu)組成中，主要是以轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的，并且其中包含了永磁同步電動(dòng)機(jī)以及曳引輪及制動(dòng)系統(tǒng)兩個(gè)組成部分，上世紀(jì)90年代，無(wú)齒永磁同步曳引機(jī)最早出現(xiàn)在人們的視野中，將其應(yīng)用在電梯上，能夠產(chǎn)生十分理想的效果，不但能夠有效的節(jié)省能源，還具有較小的體積，在運(yùn)行的過(guò)程中保持平穩(wěn)性，并且不需要加以維護(hù)，在當(dāng)前的市場(chǎng)發(fā)展中具有十分廣泛的發(fā)展空間，在電梯中的應(yīng)用隨著時(shí)間的推移，其使用比例呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，所以只有嚴(yán)格的對(duì)電梯進(jìn)行檢驗(yàn)，才能保證使用狀態(tài)的安全性，這是當(dāng)前應(yīng)該注意的一個(gè)問(wèn)題，下面筆者就對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)詳細(xì)的論述。

1 永磁同步曳引機(jī)曳引力問(wèn)題

影響曳引力的主要因素有以下幾點(diǎn)。首先是轎廂以及對(duì)重重量之間的平衡系數(shù)關(guān)系；其次是曳引輪的繩槽形狀以及曳引輪所使用材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)；第三是在曳引輪上的曳引繩包角。在電梯使用的過(guò)程中，主要采用的永磁同步曳引機(jī)在最開(kāi)始的動(dòng)力是為了將曳引機(jī)以及電動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)一步降低，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)機(jī)房或者是小機(jī)房的電梯。永磁同步曳引機(jī)的應(yīng)用減少了齒輪減速這一結(jié)構(gòu)，電機(jī)軸能夠直接對(duì)曳引輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與曳引機(jī)轉(zhuǎn)矩是相互一致的，如果輸出的扭矩變低，那么就只能應(yīng)用直徑較小的曳引輪。在這一設(shè)計(jì)中，表面上能夠減少機(jī)房的使用，并且滿(mǎn)足井道空間的要求，同時(shí)也能進(jìn)一步降低成本，但是在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，鋼絲繩股數(shù)使用的數(shù)量與曳引輪、滑輪或卷筒的節(jié)圓直徑還有懸掛繩公稱(chēng)直徑二者之間的比例是不相關(guān)的，都不能低于40這一數(shù)值。所以如果曳引輪的直徑減少了，那么就無(wú)法達(dá)到曳引力的規(guī)定，為了能夠有效對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防，一般情況下，廠家采用的主要方式是幾種方式相結(jié)合的辦法，也就是將V型槽、復(fù)繞大包角、鋼絲繩根數(shù)、平衡系數(shù)有效的結(jié)合，但是又因?yàn)樯a(chǎn)廠家并不是直接與用戶(hù)進(jìn)行聯(lián)系，一旦出現(xiàn)問(wèn)題以后，在維修方面就會(huì)變得十分困難，隨便調(diào)整包角大小以及鋼絲繩根數(shù)，以為能夠?qū)μ厥饩酪约芭f電梯的曳引機(jī)進(jìn)行更換，但是就會(huì)造成實(shí)際曳引力出現(xiàn)不足的現(xiàn)象，甚至在極端的情況下，還會(huì)造成無(wú)法帶動(dòng)鋼絲繩進(jìn)行升降的現(xiàn)象，并且這一現(xiàn)象將會(huì)愈發(fā)突出。

在相關(guān)規(guī)定中，提出了在額定荷載的前提下，應(yīng)該確保平層不出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，但是這并沒(méi)有提出極端工況情況的出現(xiàn)，并且在部分規(guī)程中，只是要求了對(duì)大面積轎廂面積問(wèn)題進(jìn)行曳引靜載的相關(guān)檢查，卻并未提出要檢查符合載重量以及轎廂面積的電梯，因此筆者認(rèn)為應(yīng)該對(duì)這一問(wèn)題加以進(jìn)一步的完善，在相關(guān)規(guī)程中應(yīng)該重點(diǎn)提出對(duì)與曳引力相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及實(shí)驗(yàn)方法。

2 永磁同步曳引機(jī)曳引鋼絲繩壽命問(wèn)題

正如前文中所敘述的一樣，在對(duì)曳引輪的直徑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一般情況下采用的都是V型槽，這樣能夠?qū)δΣ料禂?shù)進(jìn)一步增大，很多生產(chǎn)廠家為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，所采用的方式都是將表面硬度提高，選擇質(zhì)量更好的曳引輪材質(zhì)，雖然具有一定的變化，但是這一變化并不是十分明顯的，所以不足以滿(mǎn)足曳引鋼絲繩在質(zhì)量方面的要求，因?yàn)閷?duì)曳引鋼絲繩的要求更高，針對(duì)這一情況，相關(guān)規(guī)程中又對(duì)曳引輪的直徑提出了要求，不能低于8mm，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，V型槽會(huì)對(duì)鋼絲繩表層的鋼絲強(qiáng)度造成一定的影響，使強(qiáng)度出現(xiàn)降低的情況，進(jìn)而造成鋼絲繩受到嚴(yán)重的磨損，在現(xiàn)象進(jìn)行安裝的過(guò)程中，選用的繞繩比例為2：1，這一比例能夠通過(guò)更多的輪子，但是卻會(huì)產(chǎn)生很多其他方面的問(wèn)題，例如因?yàn)檠b配的不合理造成出現(xiàn)較大的偏角或者是沒(méi)有注意到放繩而造成鋼絲繩的扭曲，進(jìn)而出現(xiàn)了內(nèi)應(yīng)力，上述的這些情況最終影響到鋼絲繩的使用壽命，所以需要經(jīng)常對(duì)鋼絲繩進(jìn)行更換，造成不必要的麻煩，久而久之，對(duì)于相關(guān)檢測(cè)單位以及房產(chǎn)業(yè)主來(lái)說(shuō)都是一筆不小的開(kāi)支，針對(duì)這一情況的出現(xiàn)，就需要進(jìn)一步完善電梯曳引機(jī)的發(fā)展，并且將其體現(xiàn)在相關(guān)檢驗(yàn)規(guī)程中，這樣才能真正的起到降低故障，促進(jìn)安全性進(jìn)一步提升的目的。

3 永磁同步曳引機(jī)制動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)間問(wèn)題

因?yàn)樵谟来磐揭芬龣C(jī)應(yīng)用的過(guò)程中，并沒(méi)有齒輪減速機(jī)構(gòu)，所以電動(dòng)機(jī)失電以后，曳引機(jī)就會(huì)出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，無(wú)法得到正常的使用。這就導(dǎo)致了對(duì)永磁同步曳引機(jī)曳引輪軸施加的制動(dòng)力矩要遠(yuǎn)大于老式蝸輪蝸桿曳引機(jī)或行星齒輪曳引機(jī)對(duì)曳引輪軸施加的制動(dòng)力矩。小部分廠家對(duì)此的解決方案是采用盤(pán)式制動(dòng)器，這類(lèi)制動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)間較短，一旦失電就可以通過(guò)內(nèi)部的多個(gè)摩擦面立即達(dá)到額定制動(dòng)力矩，但絕大部分廠家卻仍采用與老式蝸輪蝸桿曳引機(jī)相同的鼓式制動(dòng)器，這類(lèi)制動(dòng)器失電后至達(dá)到額定制動(dòng)力矩前，響應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)過(guò)程要較前者漫長(zhǎng)得多。而這一時(shí)間段內(nèi)也恰好是轎廂與對(duì)重間存在不平衡力矩造成的加速度使電梯不受控速度成幾何級(jí)增長(zhǎng)之時(shí)。因此對(duì)永磁同步曳引機(jī)制動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)間，理應(yīng)存在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)指標(biāo)和電梯檢驗(yàn)規(guī)程的相關(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目。

4 永磁同步曳引機(jī)上行超速保護(hù)的有效性問(wèn)題

目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的永磁同步曳引機(jī)，除雙制動(dòng)器設(shè)計(jì)外，均未采用蝸輪蝸桿曳引機(jī)或行星齒輪曳引機(jī)附加的專(zhuān)用上行超速保護(hù)裝置（雙向限速器-安全鉗或夾繩器）。對(duì)此永磁同步曳引機(jī)生產(chǎn)廠家的解釋是：（1）抱閘直接作用于曳引輪。（2）制動(dòng)器雙路獨(dú)立控制，符合存在“冗余度”的要求。（3）永磁同步曳引機(jī)設(shè)置專(zhuān)用封星接觸器，在曳引機(jī)超速的時(shí)候切斷變頻器至曳引機(jī)間的回路，將永磁同步曳引機(jī)三相短接。利用永磁同步曳引機(jī)在超速時(shí)的發(fā)電原理，在永磁同步電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生反向制動(dòng)磁場(chǎng)。但筆者的看法是對(duì)于制動(dòng)器是雙路獨(dú)立控制而言，只能降低因兩組機(jī)械部件同時(shí)失效而造成事故的概率，一旦制動(dòng)器同時(shí)失效，上行超速保護(hù)亦即失效，否則現(xiàn)在生產(chǎn)的蝸輪蝸桿曳引機(jī)或行星齒輪曳引機(jī)也同樣采用制動(dòng)器雙路獨(dú)立控制，又何必附加的專(zhuān)用上行超速保護(hù)裝置畫(huà)蛇添足。對(duì)于專(zhuān)用封星接觸器而言，電梯空載上行時(shí)，如制動(dòng)器失效，由于加速度驟增，速度會(huì)在瞬間達(dá)到很高，產(chǎn)生極大的發(fā)電電流。如果專(zhuān)用封星接觸器容量不足以承受如此大的尖峰電流，觸點(diǎn)會(huì)燒蝕斷開(kāi)，無(wú)法起到短接U、V、W三相電流的制動(dòng)作用，導(dǎo)致上行超速保護(hù)失效。

結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)然，盡管筆者提出了涉及永磁同步曳引機(jī)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)的有爭(zhēng)議問(wèn)題，但卻絕非是否認(rèn)其技術(shù)本身。事實(shí)上永磁同步曳引機(jī)代表著曳引機(jī)新的技術(shù)和發(fā)展潮流，隨著國(guó)家節(jié)能環(huán)保力度的加大，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平的不斷提高，永磁同步曳引機(jī)必將得到了更加廣泛的應(yīng)用。在中高速電梯市場(chǎng)逐步取代傳統(tǒng)蝸輪蝸桿曳引機(jī)也必將成為不可逆轉(zhuǎn)的大勢(shì)所趨。

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