對永磁同步曳引驅動電梯制動試驗的分析

趙曉濤

（深圳市特種設備安全檢驗研究院，廣東深圳 518001）

0 引言

根據對歷年電梯事故統計分析，發現電梯發生沖頂或蹾底等事故大多數來自于電梯制動器制動力矩不足[1-2]，為更好地規范電梯維保行為，提高電梯維保質量，確保電梯制動器安全性能符合要求，防止電梯發生沖頂、蹲底、開門溜梯等惡性事故發生，在《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》（TSG T7001-2009，2013年第1次修改）第2號修改單中增加了8.13項制動試驗A（B）。

目前在進行電梯定期檢驗時按照檢規要求的制動試驗項目仍然是使用標準砝碼模擬電梯在125%額定工況下的制動能力驗證，從而得出電梯的制動性能是否滿足檢規要求。然而部分由于電梯制動器制動力矩從而導致制動試驗失敗的電梯，在實施制動試驗時就會可能因試驗失敗導致轎廂變形、設備損壞。本文從國標中對機-電式制動器的裝設要求和檢規中對電梯制動試驗對制動器的要求進行靜態理論分析得出：國標中第12.4.2條對制動器的裝設中對制動器的制動力矩要求要比檢規制動試驗中對制動器的制動力矩要求更高。所以在制動試驗時可以先驗證是否滿足國標中12.4.2條對制動器的裝設要求。然后開展制動試驗，在一定程度上可以降低由于制動器制動力矩不滿足要求而導致制動試驗后設備損壞的風險。

1 制動試驗的依據及要求

為了提高電梯的使用安全及規范電梯定期檢驗行為，于2013年對09版檢規進行第一次修改，在檢驗第2號修改單中增加8.13制動試驗等項目。定期檢驗每5年由維護保養單位進行一次試驗并由檢驗人員現場觀察、確認[3]。在《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588-2003）[4]中對機—電式制動器的要求同樣提及當轎廂載有125%額定載荷并以額定速度向下運行時，操作制動器應能使曳引機停止運轉。

2 125%額定載荷制動試驗的程序

現場安全防護措施已到位，包括無關人員的隔離、參與人員的安全教育培訓等，以杜絕或者減少因制動試驗失敗而導致設備損壞或者人員受傷。在電梯定期檢驗與監督檢驗時對檢規要求的制動試驗簡要程序如下。

（1）檢查制動器外觀。確認電梯的制動器滿足檢規中包括制動器動作靈活、制動時制動閘瓦（制動鉗）緊密、均勻地貼合在制動輪（制動盤）上，電梯運行時制動閘瓦（制動鉗）與制動輪（制動盤）不發生摩擦，制動閘瓦（制動鉗）以及制動輪（制動盤）工作面上沒有油污的要求[5]。

（2）進行平衡系數試驗。電梯的制動試驗在一定程度可以理解為制停鋼絲繩兩側的重量差（即偏載力）。如果平衡系數不合格，制動試驗的結果將不再具有意義，所以要確認曳引驅動電梯的平衡系數應在0.40～0.50之間，或者符合制造（改造）單位的設計值。《電梯試驗方法》（GB/T 10059-2009）中提供用電流法進行平衡系數試驗方法為：轎廂分別裝載額定載重量的30%、40%、45%、50%、60%進行上、下全程運行，當轎廂和對重運行到同一水平位置時，記錄電動機的電流值，繪制電流—負荷曲線，以上、下行運行曲線的交點確定平衡系數[6-7]。

（3）上行制動工況曳引檢查。考慮到曳引驅動電梯在制動試驗時，可能出現的由于電梯曳引力不足而導致驅動主機已停止運轉，而鋼絲繩與曳引輪之間發生較長距離的滑動，導致轎廂無法完全停止情況。所以需要對電梯進行上行制動工況曳引檢查，即讓轎廂空載以正常運行速度上行至行程上部，切斷電動機與制動器供電，檢查轎廂的停止情況。

（4）轎廂限速器—安全鉗試驗。轎廂限速器—安全鉗聯動是當制動試驗不合格，僅靠制動器不能使轎廂停止（包括鋼絲繩全部斷裂的極端情況）時，為防止對設備有進一步地損壞，能夠保證將電梯轎廂緊急制停夾持在導軌上的安全保護裝置[7]。

（5）在底層逐漸加載砝碼時，未出現溜梯、滑梯現象。

（6）對以上程序檢驗合格后方可依照檢規進行電梯制動試驗，且試驗后轎廂應無明顯變形和損壞。電梯制動試驗存在一定的風險，由于制動器性能不符合相關要求、電梯曳引力不符合要求、曳引鋼絲繩繩頭不合格等試驗過程中都可能會導致電梯轎廂墜入底坑，甚至設備嚴重損壞的情況[8]，所以在做制動試驗時應該嚴格遵守相應的電梯試驗方法。

3 從國標中對制動器的裝設要求對制動力矩進行靜態理論分析

結合國標中12.4.2條對機-電式制動器的裝設要求，對曳引驅動電梯做靜態受力分析。設永磁同步曳引驅動電梯的平衡系數在0.40～0.50之間，曳引比為1∶1，制動器分兩組裝設。則任一組參與向制動輪或盤施加制動力的制動器靜力矩至少應滿足制停0.50～0.60（動態值并非范圍）倍額定載荷的重量差的力（即轎廂滿載時的偏載力），才能滿足當任一組制動器機械部件不起作用，仍可以提供足夠的制動力使載有額定載荷以額定速度下行的轎廂減速下行的要求。

4 從檢規中對電梯制動試驗對制動力矩的要求進行靜態理論分析

結合檢規中對電梯制動試驗的要求，對曳引驅動電梯做靜態受力分析。在裝載125%額定載荷的制動試驗中如果想要使驅動主機停止運轉，每組制動器應當至少提供制停0.375～0.425倍額定載荷的重量差的制動靜力矩，即轎廂裝載125%額定載荷時的鋼絲繩兩側重量差的一半的偏載力（設此制動器分兩組裝設）。

由此分析可以看出《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588-2003）中對制動器分兩組裝設當任一組不起作用時仍可以提供足夠的制動力使載有額定載荷以額定速度下行的轎廂減速下行的要求在理論上可以滿足125%額定載荷制動試驗時制停轎廂的要求。所以在做制動試驗時有必要先分別檢驗每組制動器是否滿足《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588-2003）中本條的要求，在一定程度上可以降低由于制動器不符合要求而導致制動試驗失敗使設備損壞的風險。

5 結束語

（1）在理論上《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588-2003）中12.4.2條對制動器的裝設中對制動器的制動力矩要求要比檢規制動試驗中對制動器的制動力矩要求略高，但由于制動試驗是否合格不僅與制動器性能有關還與曳引力等其它因素有關，所以認為符合《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588-2003）中12.4.2條要求是制動試驗合格的必要不充分條件。

（2）制動試驗時建議先驗證制動器是否滿足《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588-2003）中12.4.2條對機-電式制動器的要求，在一定程度以降低由于制動器不合格而導致制動試驗使設備損壞的風險。

（3）結合檢規中4.10條對超載保護裝置的要求，建議至少在超載保護裝置動作時的工況下，對《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588-2003）中12.4.2條對每組制動器的要求進行驗證。

（4）相比異步主機的電梯，永磁同步曳引驅動電梯傳動比為1∶1，局部摩擦力影響較小，所以在對降低制動試驗風險的理論分析中并未考慮曳引鋼絲繩與曳引輪之間的局部摩擦力，即視為理想狀態忽略局部摩擦力。