淺談電梯的電力驅動系統

王三元　李連成

現代社會經濟發展迅速，各個領域內的工作也實現了精細化發展，與此同時，社會大眾對于日常生活和工作中各項設施的要求都明顯提升，現代電梯設備就是其中之一。社會大眾對于電梯的電力驅動系統的要求比較高，不僅需要穩定、高效地承擔電梯運輸任務，還需要帶給乘客良好的電梯乘坐體驗，另外還需要具備智能化的特點。從某種程度上來說，智能化也是電梯設備優化過程中的一個重要目標。而在提升電梯的穩定性和使用體驗感方面，電梯的電力驅動系統會產生直接的影響。因此，本文將針對電梯的電力驅動系統進行詳盡闡述，希望對國內電梯設備的優化工作起到一定的借鑒作用和引導效果。

一般情況下，電梯的驅動方式并不是固定的，依據不同場景、不用用途的電梯，可以靈活地選擇不同的驅動方式，包含曳引驅動、液壓驅動、強制驅動、齒輪齒條驅動和螺桿驅動等方式。選擇合適的驅動方式，對于電梯的穩定性和使用壽命具有提升的效果和作用。

目前曳引驅動方式的應用頻率比較高，主要組成包含曳引機和鋼絲繩，鋼絲繩與曳引輪之間的摩擦就會產生曳引力，進而驅動電梯進行上下運行，完成對應的電梯工作任務。

（一）燒繩的方式

在電梯選擇曳引驅動方式之后，其鋼絲繩的燒繩方式主要取決于曳引機組的位置情況、電梯的額定在中和額定速度等等。

鑒于社會大眾對電梯設備的穩定性和乘坐舒適度要求較高，因此在選擇燒繩方式的過程中，需要優先考慮其中的傳動效率和能耗情況，盡可能延長鋼絲繩的使用壽命周期，這對于電梯使用壽命的提升具有直接的影響。

（二）曳引力的計算

從驅動機制原理的角度上來說，在電梯驅動系統中的曳引輪槽可以產生最大的曳引力，為了得到其具體的數值，還需要進行對應的計算工作，需要運用鋼絲繩與輪槽之間摩擦系數和鋼絲繩繞過曳引輪包角的函數進行對應的計算。

曳引力的計算對于電梯電力驅動系統的優化和完善也是十分重要的，通過曳引力這一精確數值的計算，可以使得驅動方式、設備部件的選擇針對性得到提升，大大提升電梯電力驅動系統組成的性價比，這是傳統的電梯電力驅動系統難以實現的。

（三）曳引力的提升策略

電梯設備在長期的使用過程中，由于設備和部件的磨耗情況，會導致驅動系統的曳引力逐漸降低，而為了滿足電梯的現實使用需求，就需要注重電梯驅動系統曳引力的提升，目前來看，在曳引力的提升方面可以應用以下幾種方式;

首先是提升摩擦系統，可以通過改變繩槽形狀和材料來實現;其次可以增大其包角;最后還可以增加轎廂的自重。具體的選擇還需要依據實際情況。

（四）曳引輪繩槽的磨損情況

電梯設備在使用過程中，其繩槽會出現磨損情況，主要區別在于磨損的大小。目前來看，導致曳引輪槽出現磨損情況的原因是多樣化的，包含曳引輪本身的質量問題、鋼絲繩的問題、轎廂運行高度設置、使用過程中的載荷情況和后期保養工作的情況等等，因此后期需要關注曳引輪繩槽的磨損情況，并且采取行之有效的策略改善其磨損情況。另外，還需要重視后期的保養和維護工作。

相關統計和調查顯示，國內的電梯數量正在逐漸增長，并且在改革開放以后，增長趨勢變得更為顯著，目前已經出現了多種款式和品種的電梯設備。依據實際情況來看，電梯設備驅動電機常用類型主要包含以下幾個部分;

（一）交流異步式電動機

交流異步電動機是一種將電能轉化為機械能的電力拖動裝置。它主要由定子、轉子和它們之間的氣隙構成。對定子繞組通往三相交流電源后，產生旋轉磁場并切割轉子，獲得轉矩。三相交流異步電動機具有結構簡單、運行可靠、價格便宜、過載能力強及使用、安裝、維護方便等優點，被廣泛應用于各個領域。交流異步式電動機在業界內也被稱為是感應電機，與其他類型的驅動電機進行比較，交流異步式電動機具有結構簡單、運行可靠等等優勢，且最為重要的一點是，交流異步式電動機的性價比非常高，再加上現代矢量控制方法的運用，能夠使得電梯設備具有很好的調速性能。

但是交流異步式電動機也并非全然都是優點，其在實際的運用過程中損耗比較大，效率反而比較低，運行中其溫度也是比較高的，在夏季容易引發安全問題。其次，交流異步式電動機在使用過程中需要從電網中吸取滯后電流，導致電網功率因數降低，這明顯不符合現代社會對于電梯設備的要求和需求，因此后續交流異步式電動機，也就是感應電機會在電梯的驅動系統中逐漸退出。

（二）有刷直流電動機

有刷直流電機是一種直流電機，有刷電機的定子上安裝有固定的主磁極和電刷，轉子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過電刷和換向器進入電樞繞組，產生電樞電流，電樞電流產生的磁場與主磁場相互作用產生電磁轉矩，使電機旋轉帶動負載。直流電機在很多領域中都具有很好的起動性能，在電梯設備的電力驅動系統中進行運用，可以使得電梯的啟動、制動效果得到很好的提升，實現了平滑且迅速地調速，這也是有刷直流電動機廣泛在電梯設備中進行運用的主要原因之一。但是這幾年直流電動機的應用頻率開始降低，而之所以出現這種情況，主要原因是直流電動機的機械換向器，它使得電動機的功率提升受到比較大的限制，而且還會給后期的維護檢修工作帶來比較大的困難。即便其可以在電梯驅動系統中運用，換向火花也會產生無線電干擾情況，影響電梯系統的正常運行，因此后續電梯的電力驅動系統大舞臺當中，有刷直流電動機也會逐漸退出主流。

（三）永磁同步電動機

在電梯的電力驅動系統當中，永磁同步電動機在近幾年發揮出了良好的效果和作用，包含電機的加速、穩速和制動等等。永磁同步電動機以永磁體提供勵磁，使電動機結構較為簡單，減少了加工和裝配費用，且省去了容易出問題的集電環和電刷，提高了電動機運行的可靠性;又因無需勵磁電流，沒有勵磁損耗，還能提高電動機的效率和功率密度。永磁同步電機主要由定子、轉子和端蓋等部件構成，定子由疊片疊壓而成以減少電動機運行時產生的鐵耗，其中裝有三相交流繞組，稱作電樞。轉子可以制成實心的形式，也可以由疊片壓制而成，其上裝有永磁體材料。永磁同步電機的體積比較小，控制性能相對優越，可以做到低速直接驅動，從外部表現上來看，噪聲控制、平層精度和舒適性方面都比以往的電梯電力驅動系統要更加優秀，這是電梯驅動技術飛躍發展的結果，具有良好且穩定的發展前景。

（一）變級調速系統

所謂的變級調速，其實就是一種有極調速，調速的具體范圍并不是很大。依據不同的功能用處，需要使用不同類型的繞組。

其中，快速繞組在電梯變速調級系統中的運用，可以發揮出起動和穩速的效果，提升電梯設備的舒適程度。而慢速繞組在電梯變速調級系統中的運用，主要是在平層停車進行運用，主要是制動和慢速停車運用，在實際的電梯電力驅動系統應用過程中可以獲得很好的效果和作用。

（二）交流調壓調速系統

所謂電梯的交流調壓調速系統，是通過調節轉差率進行調速的一類系統，在一定的負載轉矩的作用之下，使得電動機的轉速得到目的性的轉變。實現交流調壓調速系統在電梯電力驅動系統中的運用，可以使得制動情況十分良好，同時可以達到運行平穩的主要目標。

但是需要知曉的是，這一系統并沒有低速爬行時間，這樣就能夠使得電梯電力驅動系統的總輸送效率得到相應提升，平層精度的控制方面能夠控制在正負10mm左右，從數據上來看是比較優秀的。

綜上所述，筆者針對當代電梯的電力驅動系統進行了相應闡述，從文中闡述內容能夠看出，傳統的電梯電力驅動系統已經很難滿足社會大眾和時代的全新要求和需求。在這種情況下，就需要重視電梯的電力驅動系統的優化和完善，實現技術和設備上的革新，帶給社會大眾更好的電梯使用體驗，同時促使電梯的電力驅動系統的應用效率得到進一步提升，這也是電梯驅動特性應用研究中的重點內容。另外，在后續的社會發展過程中，需要重視電梯電力驅動系統的實踐優化，實現以問題為導向的驅動系統優化。