电机与机械起重能力的比例应该是多少？

回答常见问题

作者：塞尔达尔·塔瓦斯里奥格鲁

Q1.摩擦驱动电梯中电机提升能力与额定载荷之比应是多少？

在摩擦驱动电梯中，电梯的额定载荷和与该载荷对应的轿厢尺寸在标准的第 5.4.2.1.1 条中规定。

“5.4.2.1.1 总则

必须限制舱内可用面积，以防止舱内人员过多。

为了实现这一目标，表 6 给出了额定载荷与最大可用舱室面积之间的关系。

该标准通过限制轿厢面积来防止超过额定载重的人数进入轿厢。额定载重对应的乘客人数决定了轿厢内可容纳的最大人数。然而，如果超过此载重，电梯的载重和运行控制将通过过载触点进行管理。

5.12.1.2 驾驶室载荷控制

5.12.1.2.1 电梯必须配备防止轿厢过载时轿厢正常运行（包括自动调平）的装置。对于液压电梯，该装置不得妨碍自动调平。

5.12.1.2.2 如果额定载荷超过额定载荷的 10% 以上（假设额定载荷为 75 kg），则必须检测到过载。

如第 5.12.1.2.2 节所述，如果超过额定负载，电机或机械必须承受的额外负载为额定负载的 10%，最小值为 75 kg。一旦超过此负载，过载触点将启动。如果在运行过​​程中检测到过载，电梯必须运行至最近的楼层并停止。发生过载时，将执行以下操作。

“5.12.1.2.3 发生过载时：

a) 必须通过车内的声音和视觉信号通知用户；b) 电动车门必须完全打开；c) 手动车门必须保持解锁状态；d) 必须停用第 5.12.1.4 节中规定的初步措施。

施加在电梯电机上的额外负载为10%的过载，前提是该负载至少为75公斤，且持续时间极短。这种情况可以通过所有电机都能在短时间内承受的电流负载来解决。电梯电机的额定负载不得低于电梯的额定负载。此项检查即可。机器的合格声明至关重要。

如果电梯机的额定容量等于或大于电梯的额定载荷，则应认为该机或电机的驱动能力足够。如果驱动机尽管额定载荷已达到规定值，却无法提升电梯的额定载荷，则应将其作为产品PGD（产品设计规范）活动的一部分来解决，而不是作为控制或电梯设计问题。该问题应被评估为不符合符合性声明。该标准不仅要求进行载荷控制，还要求进行速度控制。

“5.9.2.4 速度

当电源处于额定频率且电机电压等于设备的额定电压（6）时，汽车的速度（不包括所有加速和减速阶段）在半载运行、向上和向下运动以及稳定行驶期间不得超过额定速度的 5%。

以下速度公差也适用：a) 调平（第 5.12.1.4 c) 节）；b) 自动（重复）调平（第 5.12.1.4 d) 节）；c) 检查作业（第 5.12.1.5.2.1 e) 节和第 5.12.1.5.2.1 f) 节）；d) 紧急电气干预（第 5.12.1.6.1 f) 节）。

如果电梯驱动电机的额定负载和额定转速与电梯的额定负载和转速相符，则此条件已满足。附件1或标准要求的电机检验中均未规定在检验期间对电机施加125%的负载。在电梯检验中，有三种情况需要在电梯投入使用前进行的检验和测试中施加125%的负载（TS EN 81-20 第6.3节）。

6.3 电梯投入使用前进行的检查和测试

6.3.1 制动系统（第 5.9.2.2 条）

测试必须验证以下内容：

a) 机电安全装置必须能够使载重比额定载荷多 25% 的驾驶室在以额定速度向下移动时停止。

在这种情况下，汽车的减速度不得超过使安全装置启动或汽车撞到缓冲器而停止的减速度。

6.3.3 驱动能力检查（第 5.5.3 条）

驱动能力检查必须通过多次急停（即完全停止，作者注）进行，具体次数应根据电梯安装情况而定。每次测试中，轿厢必须完全停止。该测试必须按以下步骤进行：

a) 在空车向上行驶的最高点，

b) 在车辆向下行驶的最低高度，车辆装载量为额定载荷的 125%。

6.3.4 车辆安全装置（第 5.6.2 条）……

b) 逐步启用安全装置：在绳索驱动电梯中，轿厢必须装载额定载荷的 125%，并且必须以额定速度或更低的速度进行运行。

上述三种情况下的125%负载均与机器的驱动功率无关。在6.3.1节所述的安全装置系统测试中，测试的是5.9.2.2.2节所述的机电安全装置的保持能力。在驱动能力控制（6.3.3节）中，测试的是5.5.3节（绳索驱动）所述的滑轮和钢丝绳的摩擦驱动能力。6.3.4节涉及轿厢安全装置测试。所有这些检查均与机器或电机的驱动功率无关。只要机器或电机的容量足以提升电梯的额定负载即可。如上所述，驱动机器还必须能够在预期过载的情况下承受额外的10%负载。它无需承受额外的125%容量；这种情况并不存在。驱动装置永远不会在这种负载下运行。

表 18 列出了必须对电机或机器进行的测试。这在 5.9.2 节中有定义；虽然相关章节涵盖了与驱动系统相关的所有内容，但完全没有提及 125% 的提升能力。

Q2. 安全装置启动后，驱动装置是否应该能够将电梯向上提升？

电机驱动功率定义为电梯额定负载的10%。实际上，所有电机都具备在极短时间内承受此额外负载的提升能力。电机的扭矩值取决于多种因素，包括电流；显然，如果正确计算导线横截面积和电流密度，电机可以在短时间内承受更高的电流。正如异步电机的绕组可以在短时间内承受比额定电流高五到六倍的启动电流一样，它们在运行过程中也能在短时间内承受过大的负载和电流。过电流控制已是电梯的一项监控功能。如果电流达到电机无法承受的水平，则会采取必要的安全措施，以防止电机继续吸收过大的电流。

然而，根据所用安全装置的类型，由于制动作用对轨道产生的压缩力，机器试图提升的负载可能远远超过额定值。即使是最温和的逐步安全装置，自由落体过程中产生的动能和静能所造成的压缩力也会超过驱动装置所能承受的力。但在例行检查期间进行的安全装置测试中，由于不存在自由落体，速度为电梯的额定速度，并且测试使用的是负载 (P+QG=Q/2) 而不是经过配重平衡的 (P+Q) 负载，因此压缩力可​​能要小得多。这种压缩力取决于轨道类型、安全装置压缩机构的类型、材料硬度值和形状。虽然与自由落体相比相对较小的压缩力可能在机器的提升能力范围内，也可能超出，但这并非标准规定的要求。根据制动后产生的力的状态，驱动装置可能无法将卡住的轿厢向上提升。驱动机械应能以额定载荷的110%将空载驾驶室向上提升。即使假设在最佳条件下(k1)系数高达2，且忽略弯曲力，实际上也是将(P+Q)载荷乘以2。驱动装置制动后无法将驾驶室向上提升，不应仅因此记录为不合格项。有时会发生此类卡滞，以至于必须将制动系统从底盘上拆下才能移动驾驶室。此外，交通部发布的检查表中的标准明确且具有约束力，并非仅仅是建议。检查表中未列出的标准不应被列为缺陷。

基于个人意愿和“知识匮乏但想法众多”的干预正在损害整个行业。定制生产不可能基于每个人的知识和偏好。请不要仅凭第一反应就试图“修复”行业；验证您的知识才是更简单的方法。如果您的想法正确，我们携手共进；但如果您采用错误的做法，将会对我们整个行业造成重大损害。要求125%的提升能力意味着每部电梯都需要安装两组上部机组。在国际竞争如此激烈的时代，任何不必要的额外经济负担都会削弱我们行业的竞争力。如果规则对所有人都一样，就不会出现不公平竞争。

对有关问题 2 答案的异议的回应

以额定载重为 800 公斤的电梯为例。由于采用了配重平衡，驱动电机实际需要提升的负载为 400 公斤 (P+QG=Q/2)。无论轿厢满载上升还是空载下降，情况都是如此。

如果将一台额定载重 800 公斤的电梯额外装载 1000 公斤（过载 125%），并期望电梯能够拉动，那么在设计载重为 800 公斤的电梯中，驱动电机将承受的负载将是 1000 - 400 = 600 公斤。这意味着电梯的负载并非 125%，而是 150%，电机电流值将显著超过限值。变频器或热敏设置不太可能允许这种情况发生；如果设置不当，电机烧毁也就不足为奇了。显然，坚持这种做法毫无意义。只要对电机原理有基本的了解，就能看出这种应用是错误的。此外，这种做法还会导致危险情况。标准要求在电梯静止且负载达到 125% 时，钢丝绳必须保持在滑轮上而不滑脱，但标准假设电梯静止时的摩擦系数为 0.1；电梯开始运行后，该值会随着速度的增加而降低。当电梯静止且负载达到125%时，这可能导致钢丝绳打滑。这种负载情况可能发生在电梯静止时，但如果发生这种情况，过载保护装置会阻止电梯运行。因此，要求满足这种条件是不正确的。

即使安全装置启动后，机械组也可能无法提升车辆。根据钢轨类型、夹紧装置的表面宽度以及所用弹簧的弹力，钢轨上可能会产生不同的夹紧力。标准要求制动加速度在 0.2 至 1 gn 之间。如果安全装置能够确保这一点，则符合要求。标准并未规定钢轨压缩力的具体数值。如果这是必要要求，标准肯定会明确规定，但实际上无法确定该数值。曾对不同钢轨进行过制动试验的同行已经观察到，试验结果因钢轨而异，滑动距离也会有所不同，因此每次试验中的压缩力也会有所不同。

例如，在电梯以 1 m/s 的速度减速的制动测试中，平均减速度为 0.6 gn（相当于 0.085 m），平均摩擦系数为 0.2，此时电机在制动后拉动轿厢向上运动的力非常接近额定载荷的一半 (Q/2)。这与电梯的额定载荷相符。然而，如果测试在略微不利的条件下进行——例如轨道润滑不良、夹紧机构表面状况不佳或弹簧上积聚少量灰尘——则减速度值可能接近 0.8 gn，摩擦系数可能接近 0.3（相当于速度为 1 m/s 时约 0.06 m）。此外，由于制动弹簧力（旨在克服自由落体过程中 (P+Q) 载荷产生的力）超过了额定速度下 (Q/2) 载荷产生的力，因此可以预期会产生较高的制动加速度和较短的制动距离。因此，轨道上的力可能超出预期。在这种情况下，机器制动后必须提升的负载超过 Q/2 值，这意味着机器电机承受的力是其拉力的两到三倍。（参见 Fatih C. BABALIK 和 Kadir ÇAVDAR 合著的《电梯滑动安全装置及设计问题》）如果安全机构启动后，即使轿厢已卸载，机器电机也无法将其拉出，则通过调整电流控制值来强制电机运转或使其过载是没有意义的；操作方式不正确。这将导致电机烧毁或轿厢框架损坏。必须避免不必要和不正确的操作。这是一个数学问题：如果拉力小于保持力，则会导致中间部件损坏。这里需要测量的是减速度。只关注拉力而不测量减速度是不正确的。

新问题

Q3. 标准要求抬起驾驶室以释放安全装置。发动机在制动后是否应该能够抬起驾驶室？

关于释放制动器的规定在标准的第 5.6.2.1.4.1 条中有明确规定。

“5.6.2.1.4.1 只有通过抬升驾驶室、配重或平衡重，才能释放和自动复位配重或平衡重上的安全装置。”

本条款旨在明确，无需任何额外的机械装置即可释放机械安全装置；相反，机械安全装置必须能够根据驾驶室的移动自动释放并直接复位。驾驶室的升起方式在子条款中另有规定。

“5.6.2.1.4.2 在所有负载条件下（不超过额定负载），安全装置必须通过以下方式释放：a) 通过紧急操作规定的方式（5.9.2.3 或 5.9.3.9）或 b) 通过应用现场可用的程序（7.2.2）。”

a) 本段提及的条款涉及摩擦驱动式和液压式电梯的紧急操作程序。紧急操作是指为使载有额定载荷的轿厢运行而设定的状态。如果发生故障，例如轿厢撞击缓冲器或安全制动器断开电路，则根据第5.9.2.3.3条的规定，应按照第5.12.1.6条的规定进行紧急电气干预救援。

“5.9.2.3 应急操作

5.9.2.3.3 如果将装载额定载荷的驾驶室向上移动所需的力超过 400 N，或者如果未提供 5.9.2.3.1(a) 中规定的机械装置，则必须提供符合 5.12.1.6 规定的紧急电气干预装置。”

本条款中，“负载”指车辆装载的额定负载。如果负载超过额定负载，紧急电动干预装置可能无法正常工作。因此，在关于安全装置释放的第5.6.1.4.2条中增加了b)款，并提及了第7.2.2条。

“7.2.2 正常使用

操作说明必须包含 EN 13015:2001+A1:2008 中规定的关于电梯正常使用和救援操作的必要信息，尤其包括以下几点：i) 救援操作：具体而言，必须提供关于安全装置释放、防止上升轿厢速度过快的装置、防止轿厢意外移动的装置、管道破裂阀和安全装置（包括任何特殊工具的识别）的详细说明。

如第 i) 段所述，需要提供有关安全装置释放的详细信息，以及（如适用）专用工具的识别信息。安全装置的释放并非电机的直接功能。在这种情况下，如果由于轨道表面形状、弹簧刚度计算、较大的制动角度或使用不合适的钢轨（这种情况不应该发生但却正在发生）等原因，导致制动过程中使用的安全装置陷入钢轨中；

1. 安全装置必须安装在驾驶室车架的上部，以便于救援作业，甚至可以方便地将机械安全装置从车架上拆卸下来，但必须对所有螺柱和螺栓进行拉伸和剪切计算。
2. 如第 7.2.2(i) 节所述，必须准备一个能够将驾驶室向上提升的特殊机构（例如，连接到上部控制台以抬升驾驶室的升降机构）。

驾驶室安全装置测试程序和救援操作规定在第 6.3.4 节中。

“6.3.4 客舱安全装置（5.6.2）

电梯投入使用前进行的测试目的是验证整套装置——包括轿厢、轿厢内部结构、安全装置、导轨及其与结构的牢固连接——是否安装正确、调整到位且结构稳固……为了便于安全装置脱离，建议测试时应使轿厢内的乘客从轿门对面离开。

如条款中明确规定，本次测试旨在模拟安全装置的运行。实际上，我们假设安全装置会因驱动滑轮失去驱动能力而启动，导致钢丝绳从滑轮上滑脱；滑轮与轴的连接断裂导致滑轮松动；或钢丝绳连接点处出现磨损、断裂或钢丝绳失效，从而导致事故以接近自由落体加速度的加速度发生。显然，发生此类事故后，驱动装置与轿厢的连接将不复存在，因此无法将轿厢向上提升。

该条款的子段落要求卸下车内物品以方便救援行动。对于认为“卸下”的定义不够清晰的人，也可以提供英文标准的相关引文。

为了便于解开安全装置，建议在车门对面进行测试，以便卸下车内物品。装载 = 名词；装载，动词；装载 卸载 = 名词；卸载，清空，动词；卸载，移除物品

文章明确指出，测试结束后必须卸载车辆以便移动。正如我之前的计算中所解释的，试图用发动机动力抬起一个已制动、卡在轨道上且负载高达125%的驾驶室显然是不正确的做法。仅仅说“失败了”并贴上红色标签的做法，并不符合标准或控制准则。

我想重申，这些控制标准是所有行业利益相关者经过广泛研究后制定的，并已与相关标准进行比对。这些是具有约束力的决定，而非仅仅是建议。任何额外的规则或要求都不应在此基础上制定。如果您认为存在任何漏洞，请向相关部门报告，以便进行全行业讨论；但是，除非正式纳入检验标准，否则擅自制定额外的个人条件——尤其是在我们这个行业——将会损害所有人的利益。仅仅基于个人判断来设计电梯，除了使我们自身行业陷入困境并削弱我们的竞争力之外，没有任何意义。我们必须在这些问题上更加谨慎，避免基于个人喜好而制定额外的条件。