浅谈电梯的电力驱动系统

王三元　李连成

现代社会经济发展迅速，各个领域内的工作也实现了精细化发展，与此同时，社会大众对于日常生活和工作中各项设施的要求都明显提升，现代电梯设备就是其中之一。社会大众对于电梯的电力驱动系统的要求比较高，不仅需要稳定、高效地承担电梯运输任务，还需要带给乘客良好的电梯乘坐体验，另外还需要具备智能化的特点。从某种程度上来说，智能化也是电梯设备优化过程中的一个重要目标。而在提升电梯的稳定性和使用体验感方面，电梯的电力驱动系统会产生直接的影响。因此，本文将针对电梯的电力驱动系统进行详尽阐述，希望对国内电梯设备的优化工作起到一定的借鉴作用和引导效果。

一般情况下，电梯的驱动方式并不是固定的，依据不同场景、不用用途的电梯，可以灵活地选择不同的驱动方式，包含曳引驱动、液压驱动、强制驱动、齿轮齿条驱动和螺杆驱动等方式。选择合适的驱动方式，对于电梯的稳定性和使用寿命具有提升的效果和作用。

目前曳引驱动方式的应用频率比较高，主要组成包含曳引机和钢丝绳，钢丝绳与曳引轮之间的摩擦就会产生曳引力，进而驱动电梯进行上下运行，完成对应的电梯工作任务。

（一）烧绳的方式

在电梯选择曳引驱动方式之后，其钢丝绳的烧绳方式主要取决于曳引机组的位置情况、电梯的额定在中和额定速度等等。

鉴于社会大众对电梯设备的稳定性和乘坐舒适度要求较高，因此在选择烧绳方式的过程中，需要优先考虑其中的传动效率和能耗情况，尽可能延长钢丝绳的使用寿命周期，这对于电梯使用寿命的提升具有直接的影响。

（二）曳引力的计算

从驱动机制原理的角度上来说，在电梯驱动系统中的曳引轮槽可以产生最大的曳引力，为了得到其具体的数值，还需要进行对应的计算工作，需要运用钢丝绳与轮槽之间摩擦系数和钢丝绳绕过曳引轮包角的函数进行对应的计算。

曳引力的计算对于电梯电力驱动系统的优化和完善也是十分重要的，通过曳引力这一精确数值的计算，可以使得驱动方式、设备部件的选择针对性得到提升，大大提升电梯电力驱动系统组成的性价比，这是传统的电梯电力驱动系统难以实现的。

（三）曳引力的提升策略

电梯设备在长期的使用过程中，由于设备和部件的磨耗情况，会导致驱动系统的曳引力逐渐降低，而为了满足电梯的现实使用需求，就需要注重电梯驱动系统曳引力的提升，目前来看，在曳引力的提升方面可以应用以下几种方式;

首先是提升摩擦系统，可以通过改变绳槽形状和材料来实现;其次可以增大其包角;最后还可以增加轿厢的自重。具体的选择还需要依据实际情况。

（四）曳引轮绳槽的磨损情况

电梯设备在使用过程中，其绳槽会出现磨损情况，主要区别在于磨损的大小。目前来看，导致曳引轮槽出现磨损情况的原因是多样化的，包含曳引轮本身的质量问题、钢丝绳的问题、轿厢运行高度设置、使用过程中的载荷情况和后期保养工作的情况等等，因此后期需要关注曳引轮绳槽的磨损情况，并且采取行之有效的策略改善其磨损情况。另外，还需要重视后期的保养和维护工作。

相关统计和调查显示，国内的电梯数量正在逐渐增长，并且在改革开放以后，增長趋势变得更为显著，目前已经出现了多种款式和品种的电梯设备。依据实际情况来看，电梯设备驱动电机常用类型主要包含以下几个部分;

（一）交流异步式电动机

交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。对定子绕组通往三相交流电源后，产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点，被广泛应用于各个领域。交流异步式电动机在业界内也被称为是感应电机，与其他类型的驱动电机进行比较，交流异步式电动机具有结构简单、运行可靠等等优势，且最为重要的一点是，交流异步式电动机的性价比非常高，再加上现代矢量控制方法的运用，能够使得电梯设备具有很好的调速性能。

但是交流异步式电动机也并非全然都是优点，其在实际的运用过程中损耗比较大，效率反而比较低，运行中其温度也是比较高的，在夏季容易引发安全问题。其次，交流异步式电动机在使用过程中需要从电网中吸取滞后电流，导致电网功率因数降低，这明显不符合现代社会对于电梯设备的要求和需求，因此后续交流异步式电动机，也就是感应电机会在电梯的驱动系统中逐渐退出。

（二）有刷直流电动机

有刷直流电机是一种直流电机，有刷电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使电机旋转带动负载。直流电机在很多领域中都具有很好的起动性能，在电梯设备的电力驱动系统中进行运用，可以使得电梯的启动、制动效果得到很好的提升，实现了平滑且迅速地调速，这也是有刷直流电动机广泛在电梯设备中进行运用的主要原因之一。但是这几年直流电动机的应用频率开始降低，而之所以出现这种情况，主要原因是直流电动机的机械换向器，它使得电动机的功率提升受到比较大的限制，而且还会给后期的维护检修工作带来比较大的困难。即便其可以在电梯驱动系统中运用，换向火花也会产生无线电干扰情况，影响电梯系统的正常运行，因此后续电梯的电力驱动系统大舞台当中，有刷直流电动机也会逐渐退出主流。

（三）永磁同步电动机

在电梯的电力驱动系统当中，永磁同步电动机在近几年发挥出了良好的效果和作用，包含电机的加速、稳速和制动等等。永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，减少了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性;又因无需励磁电流，没有励磁损耗，还能提高电动机的效率和功率密度。永磁同步电机主要由定子、转子和端盖等部件构成，定子由叠片叠压而成以减少电动机运行时产生的铁耗，其中装有三相交流绕组，称作电枢。转子可以制成实心的形式，也可以由叠片压制而成，其上装有永磁体材料。永磁同步电机的体积比较小，控制性能相对优越，可以做到低速直接驱动，从外部表现上来看，噪声控制、平层精度和舒适性方面都比以往的电梯电力驱动系统要更加优秀，这是电梯驱动技术飞跃发展的结果，具有良好且稳定的发展前景。

（一）变级调速系统

所谓的变级调速，其实就是一种有极调速，调速的具体范围并不是很大。依据不同的功能用处，需要使用不同类型的绕组。

其中，快速绕组在电梯变速调级系统中的运用，可以发挥出起动和稳速的效果，提升电梯设备的舒适程度。而慢速绕组在电梯变速调级系统中的运用，主要是在平层停车进行运用，主要是制动和慢速停车运用，在实际的电梯电力驱动系统应用过程中可以获得很好的效果和作用。

（二）交流调压调速系统

所谓电梯的交流调压调速系统，是通过调节转差率进行调速的一类系统，在一定的负载转矩的作用之下，使得电动机的转速得到目的性的转变。实现交流调压调速系统在电梯电力驱动系统中的运用，可以使得制动情况十分良好，同时可以达到运行平稳的主要目标。

但是需要知晓的是，这一系统并没有低速爬行时间，这样就能够使得电梯电力驱动系统的总输送效率得到相应提升，平层精度的控制方面能够控制在正负10mm左右，从数据上来看是比较优秀的。

综上所述，笔者针对当代电梯的电力驱动系统进行了相应阐述，从文中阐述内容能够看出，传统的电梯电力驱动系统已经很难满足社会大众和时代的全新要求和需求。在这种情况下，就需要重视电梯的电力驱动系统的优化和完善，实现技术和设备上的革新，带给社会大众更好的电梯使用体验，同时促使电梯的电力驱动系统的应用效率得到进一步提升，这也是电梯驱动特性应用研究中的重点内容。另外，在后续的社会发展过程中，需要重视电梯电力驱动系统的实践优化，实现以问题为导向的驱动系统优化。