電梯動(dòng)態(tài)特性問題研究

1、電梯動(dòng)態(tài)特性問題研究論文導(dǎo)讀：電梯(elevator，lift)是服務(wù)于固定樓層的固定升降設(shè)備。電梯動(dòng)態(tài)特性指電梯垂直振動(dòng)和水平振動(dòng)。 關(guān)鍵詞：電梯，動(dòng)態(tài)特性，現(xiàn)狀一、概述 電梯(elevator，lift)是服務(wù)于固定樓層的固定升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的傾斜角小于150的剛性導(dǎo)軌之間。它適用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi)，是輸送人員或貨物的垂直提升設(shè)備的交通工具。電梯是隨著高層建筑的興建而發(fā)展起來的一種運(yùn)輸工具，其地位相當(dāng)于“垂直運(yùn)動(dòng)的汽車”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)每天乘電梯的人次多于乘載其它交通工具的人數(shù)。免費(fèi)論文網(wǎng)。當(dāng)今世界，電梯的使用量已成為衡量現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。 二、電梯分類

2、 電梯的分類方法有多種，常見的有按電梯用途分類、按拖動(dòng)方式分類、按驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類、按曳引機(jī)有無減速箱分類、按電梯額定速度分類等。按用途分類，電梯可分為客梯、貨梯、觀光、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道、無機(jī)房電梯、醫(yī)用電梯、液壓電梯、汽車電梯、雜物梯等;若按運(yùn)行速度又可分為低速電梯、快速電梯、高速電梯、超高速電梯;按拖動(dòng)方式分有直流電梯、交流電梯、液壓電梯和直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯?，F(xiàn)以兩種典型的分類進(jìn)行說明。 （一）有齒輪電梯與無齒輪電梯 電梯按曳引系統(tǒng)有無減速箱，可以分為有齒輪電梯和無齒輪電梯兩類。有齒輪電梯曳引輪的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不相等(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曳引輪轉(zhuǎn)速)，中間有蝸輪蝸桿減速箱或齒輪減速箱(行星齒輪、斜

3、齒輪)。一般是用在電梯額定速度v2m/s的場(chǎng)合。無齒輪電梯曳引輪轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相等，中間無蝸輪蝸桿減速箱或齒輪減速箱。對(duì)于這類電梯，要求電動(dòng)機(jī)具有低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩特性等。免費(fèi)論文網(wǎng)。一般是用在電梯額定速度v2m/s。近年來，隨著永磁材料和永磁電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步以及電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)和生產(chǎn)永磁同步無齒曳引電梯越來越受到國(guó)內(nèi)外電梯行業(yè)的普遍重視。永磁同步無齒輪曳引電梯同傳統(tǒng)的有齒輪曳引電梯相比，具有以下特點(diǎn):(l)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊;(2)節(jié)省能量、效率高;(3)噪聲低;(4)性能價(jià)格比高;(5)安全可靠性高。因此有理由相信，永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)無齒輪電梯將成為電梯發(fā)展的主流。本文研究對(duì)象正是針對(duì)永

4、磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無齒輪曳引電梯。 (二)中低速電梯與(超)高速電梯 電梯按速度分類可以分為低速電梯、快速電梯(中速電梯)、高速電梯、超高速電梯四類:(1)低速電梯:電梯的運(yùn)行速度vlm/s，貨梯的運(yùn)行速度多在這個(gè)速度區(qū)間內(nèi)。 (2)快速電梯:電梯運(yùn)行速度lm/sv2m/s，多層(15層以內(nèi))客梯及住宅電梯運(yùn)行度多在此速度區(qū)間內(nèi)。 (3)高速電梯:電梯運(yùn)行速度2m/sv4m/s，一般高層寫字樓中，又分單、雙層或高、低區(qū)的電梯運(yùn)行速度大多在此區(qū)域內(nèi)。 (4)超高速電梯:電梯運(yùn)行速度v4m/s，如果電梯提升高度大于50m以上，對(duì)大廈內(nèi)的電梯又進(jìn)行了分區(qū)控制，如從首層直達(dá)巧層甚至20層以上者，只有這樣

5、，才可以充分發(fā)揮超高速電梯的作用。 電梯的運(yùn)行速度選擇與電梯在大樓內(nèi)的提升高度密切相關(guān)，電梯速度與樓層高度參考數(shù)據(jù)如表1所示。本論文研究的電梯速度為1.75m/s、2m/s。 表1 電梯速度與樓層高度的選擇關(guān)系 樓層高度(m)電梯速度(m/s) 751.75 902.5 1103.0 1304.0 1304.0 三、世界三大主流電梯技術(shù) 電梯經(jīng)過一百多年的發(fā)展，逐漸形成了二大系列電梯技術(shù):美國(guó)技術(shù)、歐洲技術(shù)和亞洲技術(shù)。 美國(guó)電梯技術(shù)是以O(shè)TIS為主的電梯技術(shù)，其中包括加拿大。美國(guó)技術(shù)始終保留先進(jìn)技術(shù)，卻從來沒有將最先進(jìn)的電梯技術(shù)在世界各國(guó)應(yīng)用。 歐洲電梯技術(shù)是國(guó)際上應(yīng)用最廣的電梯技術(shù)。在全球，

6、歐洲電梯技術(shù)以電梯耐用而著稱，一般電梯壽命為25年。加上歐洲人比美國(guó)人市場(chǎng)先導(dǎo)性好，所以在全球進(jìn)行合資合作，使歐洲電梯技術(shù)成為國(guó)際通用技術(shù)之先鋒，同時(shí)歐洲電梯標(biāo)準(zhǔn)也為國(guó)際電梯標(biāo)準(zhǔn)。 亞洲電梯技術(shù)是以日本為主導(dǎo)的電梯技術(shù)。而日本由于對(duì)用戶心理掌握好，電梯以舒適性好而聞名。但是日本為了自身長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮，電梯壽命只有歐洲電梯的60%，使用壽命只有巧年。 四、國(guó)內(nèi)外電梯動(dòng)態(tài)特性研究現(xiàn)狀 電梯動(dòng)態(tài)特性指電梯垂直振動(dòng)和水平振動(dòng)。研究?jī)?nèi)容土要包括電梯系統(tǒng)研究、激勵(lì)源研究、鋼絲繩剛度和波動(dòng)、振動(dòng)主動(dòng)控制、控制算法研究、主動(dòng)導(dǎo)靴(如電磁導(dǎo)靴)等。國(guó)外學(xué)者對(duì)電梯振動(dòng)控制研究比較多;國(guó)內(nèi)主要是電梯系統(tǒng)研究和工程減振

7、方面的，比較零散且少，目前還沒有電梯主動(dòng)控制方面的應(yīng)用。 （一）電梯振動(dòng)研究 1、垂直振動(dòng)研究 湖南大學(xué)的陳炳炎、于德介等人利用拉格朗日方程建立了1:1電梯系統(tǒng)7自由度振動(dòng)模型，針對(duì)電梯動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)為時(shí)變參數(shù)的特點(diǎn)，提出了一種基于實(shí)測(cè)系統(tǒng)固有頻率的電梯動(dòng)力學(xué)模型修正方法，對(duì)湖南益陽電梯總廠生產(chǎn)的TKJt1000/1.6-JXPC型電梯進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模與修正，取得了令人滿意地結(jié)果。 2、水平振動(dòng)研究 目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電梯垂直振動(dòng)的研究較多，機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立也較多，為電梯機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改造提供了有效的理論依據(jù);而對(duì)于電梯轎廂水平振動(dòng)模型的研究則相對(duì)較少。對(duì)于高速、高揚(yáng)程電梯還應(yīng)該考慮由于

8、曳引繩波動(dòng)而引起的電梯橫向振動(dòng)，使系統(tǒng)的波動(dòng)頻率避開曳引輪的擾動(dòng)頻率。 （二）電梯振動(dòng)控制 電梯的加減速特性和振動(dòng)是影響乘客舒適性的主要因素，如何通過經(jīng)濟(jì)的技術(shù)手段降低電梯的振動(dòng)水平，提高電梯品質(zhì)，己成為當(dāng)今各大電梯公司競(jìng)相追逐的目標(biāo)。電梯的振動(dòng)控制必須重點(diǎn)關(guān)注電梯在人體敏感頻率段內(nèi)的振動(dòng)，以提高舒適性為目的;電梯的振動(dòng)控制必須建立在深入研究其激勵(lì)源，定量分析各因素、各參數(shù)對(duì)電梯振動(dòng)的影響方式及敏感度的基礎(chǔ)上，從振動(dòng)的振源、傳遞路徑、被控對(duì)象三個(gè)角度加以考慮。電梯振動(dòng)控制可分為被動(dòng)控制和主動(dòng)控制。目前國(guó)內(nèi)的振動(dòng)控制絕大部分采用被動(dòng)控制，而主動(dòng)控制尚處于理論研究階段。 國(guó)內(nèi)電梯振動(dòng)控制主要是下面幾種方法:使電梯的固有頻率遠(yuǎn)離曳引系統(tǒng)的激勵(lì)頻率;加裝動(dòng)力吸振器;隔振材料。通過合理地抑制振源、被動(dòng)隔振，可以有效降低轎廂內(nèi)的振動(dòng)水平，對(duì)于一般的中低速(2m/s)電梯可以達(dá)到相應(yīng)的舒適性要求。但對(duì)于高速電梯、超高速電梯，還必須采用主動(dòng)隔振技術(shù)才能達(dá)到舒適性的要求。主動(dòng)隔振的思想是根據(jù)被控對(duì)象的振動(dòng)規(guī)律，實(shí)時(shí)地施加作動(dòng)力來抵消系統(tǒng)激振力對(duì)被控對(duì)象的影響，減小甚至消除被控對(duì)象的振動(dòng)。主動(dòng)隔振系統(tǒng)包括三個(gè)關(guān)鍵部分:振動(dòng)信號(hào)測(cè)量、實(shí)時(shí)控制器、作動(dòng)器(致動(dòng)器)。主動(dòng)隔振的效果比較好，但