对永磁同步曳引驱动电梯制动试验的分析

赵晓涛

（深圳市特种设备安全检验研究院，广东深圳 518001）

0 引言

根据对历年电梯事故统计分析，发现电梯发生冲顶或蹾底等事故大多数来自于电梯制动器制动力矩不足[1-2]，为更好地规范电梯维保行为，提高电梯维保质量，确保电梯制动器安全性能符合要求，防止电梯发生冲顶、蹲底、开门溜梯等恶性事故发生，在《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》（TSG T7001-2009，2013年第1次修改）第2号修改单中增加了8.13项制动试验A（B）。

目前在进行电梯定期检验时按照检规要求的制动试验项目仍然是使用标准砝码模拟电梯在125%额定工况下的制动能力验证，从而得出电梯的制动性能是否满足检规要求。然而部分由于电梯制动器制动力矩从而导致制动试验失败的电梯，在实施制动试验时就会可能因试验失败导致轿厢变形、设备损坏。本文从国标中对机-电式制动器的装设要求和检规中对电梯制动试验对制动器的要求进行静态理论分析得出：国标中第12.4.2条对制动器的装设中对制动器的制动力矩要求要比检规制动试验中对制动器的制动力矩要求更高。所以在制动试验时可以先验证是否满足国标中12.4.2条对制动器的装设要求。然后开展制动试验，在一定程度上可以降低由于制动器制动力矩不满足要求而导致制动试验后设备损坏的风险。

1 制动试验的依据及要求

为了提高电梯的使用安全及规范电梯定期检验行为，于2013年对09版检规进行第一次修改，在检验第2号修改单中增加8.13制动试验等项目。定期检验每5年由维护保养单位进行一次试验并由检验人员现场观察、确认[3]。在《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588-2003）[4]中对机—电式制动器的要求同样提及当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。

2 125%额定载荷制动试验的程序

现场安全防护措施已到位，包括无关人员的隔离、参与人员的安全教育培训等，以杜绝或者减少因制动试验失败而导致设备损坏或者人员受伤。在电梯定期检验与监督检验时对检规要求的制动试验简要程序如下。

（1）检查制动器外观。确认电梯的制动器满足检规中包括制动器动作灵活、制动时制动闸瓦（制动钳）紧密、均匀地贴合在制动轮（制动盘）上，电梯运行时制动闸瓦（制动钳）与制动轮（制动盘）不发生摩擦，制动闸瓦（制动钳）以及制动轮（制动盘）工作面上没有油污的要求[5]。

（2）进行平衡系数试验。电梯的制动试验在一定程度可以理解为制停钢丝绳两侧的重量差（即偏载力）。如果平衡系数不合格，制动试验的结果将不再具有意义，所以要确认曳引驱动电梯的平衡系数应在0.40～0.50之间，或者符合制造（改造）单位的设计值。《电梯试验方法》（GB/T 10059-2009）中提供用电流法进行平衡系数试验方法为：轿厢分别装载额定载重量的30%、40%、45%、50%、60%进行上、下全程运行，当轿厢和对重运行到同一水平位置时，记录电动机的电流值，绘制电流—负荷曲线，以上、下行运行曲线的交点确定平衡系数[6-7]。

（3）上行制动工况曳引检查。考虑到曳引驱动电梯在制动试验时，可能出现的由于电梯曳引力不足而导致驱动主机已停止运转，而钢丝绳与曳引轮之间发生较长距离的滑动，导致轿厢无法完全停止情况。所以需要对电梯进行上行制动工况曳引检查，即让轿厢空载以正常运行速度上行至行程上部，切断电动机与制动器供电，检查轿厢的停止情况。

（4）轿厢限速器—安全钳试验。轿厢限速器—安全钳联动是当制动试验不合格，仅靠制动器不能使轿厢停止（包括钢丝绳全部断裂的极端情况）时，为防止对设备有进一步地损坏，能够保证将电梯轿厢紧急制停夹持在导轨上的安全保护装置[7]。

（5）在底层逐渐加载砝码时，未出现溜梯、滑梯现象。

（6）对以上程序检验合格后方可依照检规进行电梯制动试验，且试验后轿厢应无明显变形和损坏。电梯制动试验存在一定的风险，由于制动器性能不符合相关要求、电梯曳引力不符合要求、曳引钢丝绳绳头不合格等试验过程中都可能会导致电梯轿厢坠入底坑，甚至设备严重损坏的情况[8]，所以在做制动试验时应该严格遵守相应的电梯试验方法。

3 从国标中对制动器的装设要求对制动力矩进行静态理论分析

结合国标中12.4.2条对机-电式制动器的装设要求，对曳引驱动电梯做静态受力分析。设永磁同步曳引驱动电梯的平衡系数在0.40～0.50之间，曳引比为1∶1，制动器分两组装设。则任一组参与向制动轮或盘施加制动力的制动器静力矩至少应满足制停0.50～0.60（动态值并非范围）倍额定载荷的重量差的力（即轿厢满载时的偏载力），才能满足当任一组制动器机械部件不起作用，仍可以提供足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行的要求。

4 从检规中对电梯制动试验对制动力矩的要求进行静态理论分析

结合检规中对电梯制动试验的要求，对曳引驱动电梯做静态受力分析。在装载125%额定载荷的制动试验中如果想要使驱动主机停止运转，每组制动器应当至少提供制停0.375～0.425倍额定载荷的重量差的制动静力矩，即轿厢装载125%额定载荷时的钢丝绳两侧重量差的一半的偏载力（设此制动器分两组装设）。

由此分析可以看出《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588-2003）中对制动器分两组装设当任一组不起作用时仍可以提供足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行的要求在理论上可以满足125%额定载荷制动试验时制停轿厢的要求。所以在做制动试验时有必要先分别检验每组制动器是否满足《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588-2003）中本条的要求，在一定程度上可以降低由于制动器不符合要求而导致制动试验失败使设备损坏的风险。

5 结束语

（1）在理论上《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588-2003）中12.4.2条对制动器的装设中对制动器的制动力矩要求要比检规制动试验中对制动器的制动力矩要求略高，但由于制动试验是否合格不仅与制动器性能有关还与曳引力等其它因素有关，所以认为符合《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588-2003）中12.4.2条要求是制动试验合格的必要不充分条件。

（2）制动试验时建议先验证制动器是否满足《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588-2003）中12.4.2条对机-电式制动器的要求，在一定程度以降低由于制动器不合格而导致制动试验使设备损坏的风险。

（3）结合检规中4.10条对超载保护装置的要求，建议至少在超载保护装置动作时的工况下，对《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588-2003）中12.4.2条对每组制动器的要求进行验证。

（4）相比异步主机的电梯，永磁同步曳引驱动电梯传动比为1∶1，局部摩擦力影响较小，所以在对降低制动试验风险的理论分析中并未考虑曳引钢丝绳与曳引轮之间的局部摩擦力，即视为理想状态忽略局部摩擦力。