CN108726332B - 确定电梯曳引系统的传动效率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种确定电梯曳引系统的传动效率的方法和装置，该方法包括：在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值；选取一种特定重量的负载，并且在所述电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值；以及根据所述第一能耗值和所述第二能耗值，确定所述电梯曳引系统的传动效率。本发明能够精确地得出电梯曳引系统的传动效率与负载之间的函数关系，从而给电梯系统的系统优化提供精确的数据支持。

Description

确定电梯曳引系统的传动效率的方法和装置
技术领域
本发明涉及电梯领域，具体涉及一种确定电梯曳引系统的传动效率的方法和装置。
背景技术
在电梯的安装和检测中，常常需要确定电梯系统的效率，从而分析该电梯系统在不同负载运行状态下的能耗值，以便给系统优化提供数据支持。
如何确定电梯系统的效率，国家标准中并没有规定而由各省市地方标准予以规定。例如，北京市地方标准DB11/T 1161-2015第5.3.3节中规定如下，其中描述的电梯运行能效评价指标δ就是指本发明中的电梯系统的效率。
5.3.3电梯运行能效评价指标的测试程序
5.3.3.1应采用空载法进行测试，测试时空载轿厢置于下端站平层位置，门处于开启状态，启动电能测试仪(或电梯能效测试仪)开始记录的同时，启动电梯从下端站向上端站上行，中间不停站到上端站，自动开、关门后下行，中间不停站到下端站平层并完全开门后停止测试记录。
5.3.3.2按照5.3.3.1的要求进行3次检测，空载测试时轿厢的有效载荷按100％额定载荷计算，根据式(1)计算出各次测试的能源效率评价指标(δi)，取三次的平均值
式中：
δi——电梯在规定的第i次工作周期内的电梯能效评价指标；
Eci——电梯在规定的第i次工作周期内，从电网输入的电能(测试值)，单位为千瓦时(kW·h)；
Wzi——电梯在规定的第i次工作周期内，轿厢完成运送载荷的运输量，即每次运送的载荷与被移动的垂直距离乘积之和，单位为吨千米(t·km)。
其中Wzi，按式(2)计算：
Wzi＝Qi×Si......................................(2)
式中：
Qi——第i次轿厢内的有效载荷，单位为吨(t)；
Si——第i次轿厢运送有效载荷的垂直运行距离，单位为千米(km)。
能源效率评价指标(δ)按式(3)计算：
式中：
δ——电梯能效评价指标；
——空载法测得的平均电梯能效评价指标；
μ1——换算系数(μ1＝2.17)；
μ2——平衡系数修正系数。
注：μ2＝0.45/k，k为该台电梯实际平衡系数。
但是，上述规定中的确定电梯系统的效率的方法存在以下问题。
第一，上述规定使用固有的经验系数μ1和μ2确定电梯系统的效率，而这些系数对于不同电梯工况本应不同，因此造成所确定的电梯系统的效率不够精确。
第二，上述规定所确定的是电梯系统整梯的效率，包括有上下行(包括电梯加速、匀速和减速阶段)以及开关门等流程。电梯曳引系统是电梯最关键的动力设备，用于输送与传递动力使电梯运行。它由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。因此，电梯系统整梯的效率不同于电梯曳引系统的传动效率，难以满足针对电梯曳引系统的系统优化要求。
第三，上述规定所确定的是电梯系统空载的效率，而电梯系统的效率本会随着负载多少变化而变化，因此难以满足针对电梯曳引系统的系统优化要求。
发明内容
本发明旨在提供一种确定电梯曳引系统的传动效率的方法和装置，能够解决相关技术中问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种确定电梯曳引系统的传动效率的方法，包括：在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值；选取一种特定重量的负载，并且在所述电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值；以及根据所述第一能耗值和所述第二能耗值，确定所述电梯曳引系统的传动效率。
根据本发明的一个实施例，在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值W1包括：在所述电梯空载匀速行状态下，测量所述电梯上行特定距离S所需的第一时间t1及该上行期间电动机输入的第一有功功率P1；在所述电梯空载匀速下行状态下，测量所述电梯下行所述特定距离S的第二时间t2及该下行期间电动机输入的第二有功功率P2；以及通过公式确定所述第一能耗值W1。
根据本发明的一个实施例，在所述电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值W2包括：在所述电梯负载匀速下行状态下，测量所述电梯下行所述特定距离S的第三时间t3及该下行期间电动机输入的第三有功功率P3；以及通过公式W2＝P2·t2-P3·t3确定所述第二能耗值W2。
根据本发明的一个实施例，根据所述第一能耗值W1和所述第二能耗值W2，确定所述电梯系统的传动效率η包括：通过公式确定所述传动效率η，其中G是所述负载所受的重力。
根据本发明的一个实施例，在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值W1包括：在所述电梯空载匀速上行状态下，测量所述电梯上行特定距离m·S所需的第一时间t1及该上行期间电动机输入的第一有功功率P1；在所述电梯空载匀速下行状态下，测量所述电梯下行特定距离n·S的第二时间t2及该下行期间电动机输入的第二有功功率P2；以及通过公式确定所述电梯运行特定距离S的过程中的第一能耗值W1。
根据本发明的一个实施例，在所述电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值W2包括：在所述电梯负载匀速下行状态下，测量所述电梯下行特定距离k·S的第三时间t3及该下行期间电动机输入的第三有功功率P3；以及通过公式定所述电梯运行特定距离S的过程中的第二能耗值W2。
根据本发明的一个实施例，根据所述第一能耗值W1和所述第二能耗值W2，确定所述电梯系统的传动效率η包括：通过公式确定所述传动效率η，其中G是所述负载所受的重力。
根据本发明的另一个方面，提供了一种确定电梯曳引系统的传动效率的装置，包括：第一确定模块，用于在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值；第二确定模块，用于选取一种特定重量的负载，并且在所述电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值；以及第三确定模块，用于根据所述第一能耗值和所述第二能耗值，确定所述电梯曳引系统的传动效率。
根据本发明的一个实施例，所述第一确定模块包括：第一测量单元，用于在所述电梯空载匀速行状态下，测量所述电梯上行特定距离S所需的第一时间t1及该上行期间电动机输入的第一有功功率P1；第二测量单元，用于在所述电梯空载匀速下行状态下，测量所述电梯下行所述特定距离S的第二时间t2及该下行期间电动机输入的第二有功功率P2；以及第一确定单元，用于通过公式确定所述第一能耗值W1。
根据本发明的一个实施例，所述第二确定模块包括：第三测量单元，用于在所述电梯负载匀速下行状态下，测量所述电梯下行所述特定距离S的第三时间t3及该下行期间电动机输入的第三有功功率P3；以及第二确定单元，用于通过公式W2＝P2·t2-P3·t3确定所述第二能耗值W2。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的电梯系统的示意图；
图2是根据本发明实施例的确定电梯曳引系统的传动效率的方法的示意图；以及
图3是根据本发明实施例的确定电梯曳引系统的传动效率的装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是根据本发明实施例的电梯系统的示意图。如图1所示，该电梯系统包括电动机1、制动器2、减速器3、曳引绳4、导向轮5、绳头组合6、轿厢7、对重8、导向装置和补偿装置。
其中，曳引绳4用于将轿厢7和对重8相互连接。曳引绳4在减速器3(例如蜗轮蜗杆结构)和导向轮5之中穿过。电动机1带动减速器3中的蜗杆旋转，然后带动减速器3中的涡轮旋转，拖动曳引绳4上下运动，以便带动轿厢7(和对重8)在各楼层之间上下移动。
曳引绳4在轿厢7顶端具有绳头组合6，用于将曳引绳4分作三根分别连接到轿厢7，以便维持轿厢7上下移动过程中的稳定。需要说明，将曳引绳4分作三根仅仅是一种示例。实际应用中，根据实际需要，还可以将曳引绳4分作其他数量。
导向装置如图1所示为四个，紧贴井道布置，用于避免轿厢7上下移动过程中与井道的碰撞并且同时维持轿厢7的稳定。
在图1中，补偿装置从轿厢7和对重8的下方连接到轿厢7和对重8。由于在轿厢7上下移动过程中，曳引绳4会相应的或在轿厢7侧或对重8侧，从而造成轿厢7侧或对重8侧的重量不平衡，因此引入补偿装置能够补偿这种不平衡。
本发明实施例提供了一种确定电梯曳引系统的传动效率的方法，该方法可以应用于图1所示的电梯系统。图2是根据本发明实施例的确定电梯曳引系统的传动效率的方法的示意图，如图2所示，包括如下的步骤S202至步骤S206。
步骤S202，在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值。
步骤S204，选取一种特定重量的负载，并且在电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值。
步骤S206，根据该第一能耗值和该第二能耗值，确定电梯曳引系统的传动效率。
相关规定中所确定的是电梯系统整梯、空载的效率，该效率不够精确，难以满足针对电梯曳引系统的系统优化要求。本发明结合电梯结构特点，先将电梯能耗值划分为与负载变化无关的第一能耗值和与负载变化相关的第二能耗值，然后利用理论分析，精确地得出电梯曳引系统的传动效率与负载之间的函数关系，从而给电梯系统的系统优化提供精确的数据支持。
根据本发明的一个实施例，在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值W1包括：在该电梯空载匀速上行状态下，测量该电梯上行特定距离S所需的第一时间t1及该上行期间电动机输入的第一有功功率P1；在该电梯空载匀速下行状态下，测量该电梯下行该特定距离S的第二时间t2及该下行期间电动机输入的第二有功功率P2；以及通过如下公式(4)确定该第一能耗值W1。需要说明，本发明中的电动机输入的有功功率均可以通过功率测量仪测得。
在这个实施例中，与负载变化无关的能耗值主要来自于轿厢7在井道中受到的风阻力以及轿厢7和井道之间的摩擦力。具体来说，P1·t1代表电梯空载匀速上行特定距离S过程中电动机所做的功，它至少包括①由于对重8和轿厢7的重力差(对重8重于轿厢7)而对电动机所做的功，以及包括②轿厢7为克服风阻力和摩擦力所做的功，即等于①-②。类似地，P2·t2代表电梯空载匀速下行特定距离S过程中电动机所做的功，它至少包括③电动机为克服轿厢7和对重8的重力差而对轿厢7所做的功，以及包括④电动机为克服轿厢7的风阻力和摩擦力而对轿厢7所做的功，即等于③+④。
无论在电梯上行过程中还是在电梯下行过程中，由于对重8和轿厢7的重力差不变、运行距离相同，因此与重力差有关的功①和③是大小相等的。同时，无论在电梯上行过程中还是在电梯下行过程中，风阻力和摩擦力中的每个力都是大小相等、与电梯运行方向相反，因此与这两个力有关的功②和④也是大小相等的。
由此可知，通过计算的值，就可以计算出在电梯上行过程中或者在电梯下行过程中，轿厢7为克服风阻力和摩擦力所做的功，也就是计算出与负载变化无关的能耗值W1。
在这个实施例的基础上，本领域技术人员还可以采取电梯上行距离与下行距离不同的实施方式。例如，在电梯上行距离是m·S并且下行距离是n·S的情况下，轿厢7上行对电动机所做的功与电动机对轿厢7下行所做的功也具有相同比例，因此电梯运行特定距离S的过程中的第一能耗值需要说明，这一实施方式以及电梯上行距离与下行距离不同的其它实施方式均应当纳入本发明的保护范围。
根据本发明的一个实施例，在该电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值W2包括：在该电梯负载匀速下行状态下，测量该电梯下行该特定距离S的第三时间t3及该下行期间电动机输入的第三有功功率P3；以及通过公式W2＝P3·t3-P2·t2确定该第二能耗值W2。
在这个实施例中，P3·t3代表电梯负载匀速下行特定距离S过程中电动机所做的功，它至少包括⑤电动机为克服轿厢7和对重8的重力差而对轿厢7所做的功，还包括⑥由于负载的重力而对电动机所做的功，以及包括⑦电动机为克服轿厢7的风阻力和摩擦力而对轿厢7所做的功，即等于⑤-⑥+⑦。
无论在电梯空载下行过程中还是在电梯负载下行过程中，由于轿厢7和对重8的重力差不变、运行距离相同，因此与重力差有关的功③和⑤是大小相等的。同时，无论在电梯空载下行过程中还是在电梯负载下行过程中，风阻力和摩擦力中的每个力都是大小相等、与电梯运行方向相反，因此与这两个力有关的功④和⑦也是大小相等的。
由此可知，通过计算P2·t2-P3·t3的值，就可以计算出在电梯负载下行过程中，由于负载的重力而对电动机所做的功，也就是计算出与负载变化相关的能耗值W2。
在这个实施例的基础上，本领域技术人员还可以采取电梯空载下行距离与负载下行距离不同的实施方式。例如，在电梯空载下行距离是n·S并且负载下行距离是k·S的情况下，电梯运行特定距离S的过程中的第二能耗值需要说明，这一实施方式以及电梯空载下行距离与负载下行距离不同的其它实施方式均应当纳入本发明的保护范围。
根据本发明的一个实施例，根据该第一能耗值W1和该第二能耗值W2，确定该电梯系统的传动效率η包括：通过公式确定该传动效率η，其中G是该负载所受的重力。
在这个实施例中，G·S代表电梯负载下行特定距离S过程中由于负载的重力而对电动机所做的功。
本发明还提供了一种确定电梯曳引系统的传动效率的装置。图3是根据本发明实施例的确定电梯曳引系统的传动效率的装置的示意图，如图3所示，包括：第一确定模块32，用于在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值；第二确定模块34，用于选取一种特定重量的负载，并且在该电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值；以及第三确定模块36，用于根据第一确定模块32确定的第一能耗值和第二确定模块34确定的第二能耗值，确定电梯曳引系统的传动效率。
根据本发明的一个实施例，该第一确定模块包括：第一测量单元，用于在电梯空载匀速行状态下，测量电梯上行特定距离S所需的第一时间t1及该上行期间电动机输入的第一有功功率P1；第二测量单元，用于在电梯空载匀速下行状态下，测量电梯下行该特定距离S的第二时间t2及该下行期间电动机输入的第二有功功率P2；以及第一确定单元，用于通过公式确定第一能耗值W1。
根据本发明的一个实施例，该第二确定模块包括：第三测量单元，用于在电梯负载匀速下行状态下，测量电梯下行该特定距离S的第三时间t3及该下行期间电动机输入的第三有功功率P3；以及第二确定单元，用于通过公式W2＝P2·t2-P3·t3确定第二能耗值W2。
综上所述，本发明提供了一种确定电梯曳引系统的传动效率的方法和装置。该方法包括：在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值；选取一种特定重量的负载，并且在电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值；以及根据该第一能耗值和该第二能耗值，确定电梯曳引系统的传动效率。本发明能够精确地得出电梯曳引系统的传动效率与负载之间的函数关系，从而给电梯系统的系统优化提供精确的数据支持。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种确定电梯曳引系统的传动效率的方法，包括：
在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值，
其中，在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值W1包括：
在所述电梯空载匀速行状态下，测量所述电梯上行特定距离S所需的第一时间t1及该上行期间电动机输入的第一有功功率P1；
在所述电梯空载匀速下行状态下，测量所述电梯下行所述特定距离S的第二时间t2及该下行期间电动机输入的第二有功功率P2；以及
通过公式确定所述第一能耗值W1；
选取一种特定重量的负载，并且在所述电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值；以及
根据所述第一能耗值和所述第二能耗值，确定所述电梯曳引系统的传动效率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值W2包括：
在所述电梯负载匀速下行状态下，测量所述电梯下行所述特定距离S的第三时间t3及该下行期间电动机输入的第三有功功率P3；以及
通过公式W2＝P2·t2-P3·t3确定所述第二能耗值W2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一能耗值W1和所述第二能耗值W2，确定所述电梯系统的传动效率η包括：通过公式确定所述传动效率η，其中G是所述负载所受的重力。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值W1包括：
在所述电梯空载匀速上行状态下，测量所述电梯上行特定距离m·S所需的第一时间t1及该上行期间电动机输入的第一有功功率P1；
在所述电梯空载匀速下行状态下，测量所述电梯下行特定距离n·S的第二时间t2及该下行期间电动机输入的第二有功功率P2；以及
通过公式确定所述电梯运行特定距离S的过程中的第一能耗值W1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值W2包括：
在所述电梯负载匀速下行状态下，测量所述电梯下行特定距离k·S的第三时间t3及该下行期间电动机输入的第三有功功率P3；以及
通过公式定所述电梯运行特定距离S的过程中的第二能耗值W2。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一能耗值W1和所述第二能耗值W2，确定所述电梯系统的传动效率η包括：通过公式确定所述传动效率η，其中G是所述负载所受的重力。
7.一种确定电梯曳引系统的传动效率的装置，包括：
第一确定模块，用于在电梯空载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化无关的第一能耗值，
其中，所述第一确定模块包括：
第一测量单元，用于在所述电梯空载匀速行状态下，测量所述电梯上行特定距离S所需的第一时间t1及该上行期间电动机输入的第一有功功率P1；
第二测量单元，用于在所述电梯空载匀速下行状态下，测量所述电梯下行所述特定距离S的第二时间t2及该下行期间电动机输入的第二有功功率P2；以及
第一确定单元，用于通过公式确定所述第一能耗值W1；
第二确定模块，用于选取一种特定重量的负载，并且在所述电梯负载运行状态下，确定电梯能耗值中的与负载变化相关的第二能耗值；以及
第三确定模块，用于根据所述第一能耗值和所述第二能耗值，确定所述电梯曳引系统的传动效率。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：
第三测量单元，用于在所述电梯负载匀速下行状态下，测量所述电梯下行所述特定距离S的第三时间t3及该下行期间电动机输入的第三有功功率P3；以及
第二确定单元，用于通过公式W2＝P2·t2-P3·t3确定所述第二能耗值W2。
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