電梯平衡系數核算的數學表達式為：

K平＝(W1-W)/Q

其間：

Q：電梯載重(kg)；

W：轎廂自身重量(kg)；

W1：對重的總質量(kg)；

K平：電梯平衡參數；

平衡參數對電梯專業人員來說是一個既了解又陌生的參數。了解是因為都知道曳引電梯，對重裝備都有一個“平衡系數”，國家標準中有規定“平衡系數應在40% ~50%的以內”，說它陌生是因為究竟平衡系數在電梯上起什么效果？其取值巨細將影響什么？應怎么取值最為適宜？以及究竟怎么測定才是精確的？許多電梯設備、查驗人員并不清楚。

     各地特種設備查驗檢測組織在對電梯進行查驗查驗時，最費時，也最費人力、物力的，就是檢測電梯的平衡系數。按查驗規則：做125%滿載測試，測定電梯運轉的載荷—電流曲線，取其上、下行曲線的交匯點的載荷系數，就是該梯的平衡系數，交匯點在40% ~50%以內為合格。為了測定這一參數，除了兩名查驗人員，還需要多名來回搬運法碼的工人。因為影響實驗的要素太多，其成果是否可信姑且不說，即便測驗成果在40%~50%的以內，必定合格嗎？若是超出此規模，為什么就不合格呢？“平衡系數”的含義是什么？對電梯有什么影響？不知其所以然，測定“平衡系數”就失去了含義。

1、“平衡系數”的本質

     要討論平衡系數的本質，有必要從曳引式電梯的原理講起。筆直電梯是使重物作筆直上下運動的升降設備。從力學的視點，要使一重物在空中堅持停止狀況，有必要有一拉力T與物體的重力Q相平衡，即T = Q , 這時物體處于停止或勻速運動狀況，稱為力的平衡。此體系稱為平衡體系。若要使物體向上運動，速度發作改動，則這一拉力T除了戰勝物體的重力Q，還要供給一個發作加速度的力F，即     T = Q + F = Q + m a    ( m -- 為物體的質量；a—為加速度)。

     假如物體的重力Q被別的一個平衡力W所平衡，W = Q , 即構成一個平衡體系，這時拉力T就不用去戰勝重力Q了，而只需供給使物體發作加速度所需的力, 即   T = F= m a   這樣就大大減小了拉力T。這就是電梯上選用的“平衡原理”。這個平衡力就是由對重來供給。因而咱們要求對重的重力W，要與轎廂及載荷的重力 (P+Q)持平。

     但要真實做到這一點，在電梯的實踐應用中十分困難，或且說現在還沒有想出一個辦法來完成這一點。因為轎廂的載荷Q 是隨機改動的，可能是0 （ 空載 ）或許 100%QH   ( 滿載 ) 規模內的恣意值，因而咱們只能挑選一個恰當的對重分量。

即取    W = P + K QH   (a)

     這個系數K，就是“平衡系數”。因而，平衡系數的本質就是規劃裝備對重的質量巨細。它將影響對重的質量和電梯的不平衡載荷。當轎廂與載荷為 P + Q   ，（其間 P—是轎廂的自重；Q---是轎廂的實踐載荷；QH ---轎廂的額外載荷），轎廂側與對重側的不平衡載荷為：

△T   = (P+Q) –( P+KQH ) = Q – KQH    (b)

2、平衡系數K的取值

    從上式（b）能夠看出，只有當 Q = KQH 時體系才處于平衡，因而，不管K取何值，平衡僅僅相對的，而不平衡是肯定的。咱們只能希望體系盡可能地挨近平衡。一種簡略的辦法就是取轎廂載荷改動的平均值。因為轎廂載荷的改動為：0 ~ 100%，因而取   K=50% 左右都是合理的，很難說取多少更好些。電梯在出廠時并不徹底了解實踐運轉運用時載荷的狀況，要想真實到達比較抱負的平衡，應該在電梯實踐運轉運用中，實踐測定日常運轉載荷的改動。比方，現在大量的住所電梯其實踐的載荷改動根本在 0 ~ 60% ，很少呈現滿載的狀況，因而取 K = 30% ~ 40% 應該更為適宜。現在一般的乘客電梯在載荷超越80%時就進入直駛狀況，因而真實滿載的時分也較少，因而取平衡系數K =40% ~ 50% 為適宜。相反，一些載貨電梯，因為轎廂超面積，其載荷改動會在 0 ~ 105%，因而平衡系數取 K≥50% 應該更為適宜。有必要指出，這兒說K的取值是指電梯規劃時對平衡系數K的取值，稱為規劃值，絕不是電梯設備時或運用后隨意裝備的K值。

3、平衡系數K的取值對電梯的影響

    上面現已闡明，不管平衡系數K怎么取值，要以不變的K值應萬變的載荷Q是不可能的，因而在轎廂與對重體系上不平衡狀況是肯定的，從規劃的視點，K的取值首要影響效果于曳引輪兩邊的不平衡力矩的巨細，若最大載荷為超載載荷110%QH ，K的取值按40%~50%，則空載時不平衡載荷為：（0.4~0.5）QH ，超載時不平衡載荷為：（1.1-K）QH  = ( 0.6~0.7) QH ,若按電梯查驗查驗時的最嚴峻載荷125% QH ，則不平衡載荷為1.25-K =（0.75~0.85）QH , 這是電梯可能的最大不平衡載荷（指靜載荷），也就是電梯有必要供給的最小靜態曳引力。

     這首要影響選用的主機電動機的功率P。主電動機的功率P由下式決議：   P∝(1-K) QH VH 。假如電梯配套運用的電動機功率足夠大，則K的挑選將影響電梯運轉時耗能的巨細，假如選用電動機的功率余量較小，則平衡系數取值不適宜可能會形成電梯發動后呈現倒拉，發作溜車或許沖頂的事端。

     平衡系數的取值影響不平衡載荷的巨細，一起也影響曳引輪兩邊鋼絲繩的張力，這個張力的巨細將對曳引鋼絲繩在繩槽內的比壓發作影響，張力越大則比壓也越大，則曳引鋼絲繩供給的曳引才能就越強。因而平衡系數的取值既決議不平衡載荷，也將影響電梯的曳引才能。當最大不平衡載荷大于電梯的最大曳引力時，曳引鋼絲繩在繩槽中將呈現打滑，發作溜車事端。在電梯規劃時，對平衡系數K的挑選既要考慮到主機電動機的功率，又要考慮到對曳引才能的影響。

     平衡系數K的取值還影響轎廂、對重體系的總質量：

M=P+Q+W+Y = ( P+Q)+(P+K QH)+Y   （Y—曳引鋼絲繩等設備質量），這一點很簡略被疏忽。轎廂、對重體系的總質量將影響電梯的安全系數，影響對曳引鋼絲繩、曳引輪繩槽等部件參數的挑選。一起總質量的巨細還影響到電梯運轉中起、制動的加、減速度。影響到電梯運用的安全鉗、緩沖器等安全部件的挑選。在電梯設備時，為了應對查驗查驗，減小查驗時的不平衡載荷，設備人員往往把平衡系數K取得較大，裝備到挨近50%，添加平衡系數就是添加對重的質量，會帶來電梯啟、制動加速度的減小，以致制動困難。因而，平衡系數K值表面上看僅僅一個比值，實踐上它與轎廂、對重的質量有密切聯系。它是電梯全體規劃時的重要參數之一，放下額外載重、轎廂自重等參數，純粹的平衡系數是沒有含義的。

     所以平衡系數K的確定有必要在電梯規劃時，結合曳引輪、繩槽形狀、曳引鋼絲繩、轎廂自重以及配套的曳引機電機、制動器、安全鉗、緩沖器等綜合考慮。其相互聯系曾在本人的另一篇論文《電梯參數及其相互聯系》中述及，這兒不再細述。這就是為什么電梯設備時，平衡系數應按40%~50%規模的規劃值裝備的原因。值得一提的是，近來一些在用電梯重新裝飾轎廂，使轎廂的自重添加，這時為了堅持平衡系數K值不變，采納添加對重塊的辦法，使體系的全體質量大大添加，這是極端過錯的，這時的平衡系數已失去了原有的含義。電梯的安全系數降低，起、制動減速度減小，會給電梯形成嚴峻的安全隱患。

    所以說平衡系數K的取值，并非只需設備時或許查驗查驗時測得在40% ~ 50%規模內，均認定為契合要求。假如取值偏離了規劃值就是不契合要求，或許盡管取值契合規劃值，但其轎廂自重P或額外載重QH 發作改動，同樣是不契合要求。在GB7588—2003附錄D的曳引查看中這樣闡明：“應查看平衡系數是否如設備者所說”，這兒的“設備者所說”實指規劃值，并非設備人員為所欲為的成果。這就要求電梯制造廠商務必將電梯規劃的平衡系數值，奉告設備施工人員，設備施工人員務必遵循規劃值裝備對重設備，并不得隨意更改轎廂自重。檢測組織進行查驗查驗時有必要測定其實踐值與規劃值是否共同，并查看其是否私自更動轎廂自重等參數。這一點應該引起業內人士的留意。

4、平衡系數K值的測定

(1)直接稱量P與W

    平衡系數K也并非什么奧秘的參數。說究竟它就是裝備對重的質量巨細，因而測定平衡系數K，最直接、最簡略的辦法就是直接稱量對重的全體質量W和轎廂的全體質量P，則平衡系數 K = （W—P）/ QH 。筆者就從前將轎廂和對重在井道外進行組裝，并逐一稱量所有組裝的另部件，然后按平衡系數規劃值來裝備對重塊。這種辦法操作煩瑣，并且稱量的另部件很難做到毫無遺失，一般不適用。

（2）依據已知K值，調整對重

     從平衡系數K的本質知道，當在轎廂內裝入相當于KQH的載荷時，曳引輪兩邊的靜力矩應平衡。假如已知平衡系數的規劃值，只需如數按KQH裝入載荷，然后驗證是否平衡即可。最簡略的驗證辦法就是在主機上，松開制動器抱閘，用人力在手盤輪上感覺曳引輪兩邊的力矩平衡與否，然后恰當添加或減少對重塊。這種辦法看起來比較“土”，但具有許多長處：1）電梯處于停止狀況，防止因轎廂運動而形成的阻力矩差錯。2）能夠確保轎廂與對重處于同一水平方位上。3）測驗簡便、方便，調整敏捷，節省人力、物力。4）人對力的感覺差錯一般在幾公斤，其可信度高。5）更重要的是，以既定的平衡系數規劃值為載荷，直接驗證或調整對重到達要求，防止盲目性，確保K值契合規劃要求。

在電梯設備施工中也經常選用這辦法來裝備對重塊。我想也徹底能夠在曳引輪上安放一個專門的稱量設備來替代人力的感覺，使檢測更精確。

（3）依據已有對重，求K值

     國家標準上引薦選用丈量曳引電動機電流的辦法就歸于這一類。其根本原理是：當電梯作勻速運轉時，曳引電動機軸上輸出的轉矩T2為：       T2 = T0 ±△T ---------（3）

T0 ----折算到電機軸上，電梯機械傳動反抗性阻力轉矩（簡稱阻力矩）

△T ---折算到電機軸上，不平衡載荷轉矩。±代表隨載荷的改動不平衡載荷轉矩的方向將改動。（簡稱不平衡載荷）

     當轎廂與載荷的重力（P+Q）與對重的重力（P+KQH）持平時（即處于平衡狀況），則   △T = （P+Q）— ( P+KQH ) = 0

            則    Q = KQH    平衡系數： K = Q / QH

     電流法的關鍵是運用丈量電流來判別是否平衡，平衡狀況下：

△T = 0，假定轎廂上行與下行時的阻力轉矩T0 是相同的，則上、下行時電動機的輸出轉矩T2就相同 ,T2 = T0 ,這時測得電機的電流也應持平。以上、下行電流持平來斷定平衡，（留意：不是電流最小），這就是電流法的原理。

     以丈量電流來斷定轉矩，這是一種直接的丈量辦法。電流與轉矩之間的聯系是從電動機上的功率平衡聯系直接取得。

     電動機輸出的機械功率 P2 = T2 Ω （Ω---電機角速度），它與電機的電磁功率 PM 之間有：PM = PCU + P2     （ PCU-----電機轉子銅損耗），

如疏忽轉子銅損， 則有：   PM = P2

  關于溝通異步電動機，電磁功率 PM =( m p /2πf1)·( I22 r/s) ----（4）當電動機的轉速、頻率一守時，電磁功率 PM 與轉子電流 I22 成正比。溝通異步電動機的轉子電流是無法丈量的，只能丈量定子電流I1

    I1 = I0 +（-I2，） （I0----為電動機的勵磁電流），

如疏忽勵磁電流I0 ，則有   I1 =（-I2，）

關于直流電動機，電磁功率 PM = CT φIS  當氣隙磁通φ一守時，電磁功率 PM與電樞電流IS 成正比。氣隙磁通φ與電壓有關。

    因而，選用電流法丈量時，關于溝通電動機則要堅持轉速、頻率必定。關于直流電動機則要堅持電壓必定。

   從以上剖析看出，電流法經過丈量電動機定子電流I1 來斷定電動 機軸上的不平衡載荷 △T = 0，經過了一聯串的變換聯系：

I1 → I2 → PM → P2 → T2 → △T  

     每一步變換都有必要具有必定的條件，依次為：I0不變；f1 不變；電壓U1不變；PCU   不變；轉速n不變；上下行T0 持平，而影響這些量的要素很雜亂，比方電梯在上、下行時，轎廂的空氣阻力不同，上下行的阻力轉矩T0持平就難以建立，尤其在高速時更是如此。還有丈量進程人為要素的影響，如：怎么掌握在轎廂運轉到與對重同一水平方位測定電流；怎么確保這一方位時的上、下行速度是相同的；還有丈量電流運用的儀表；丈量電流的方位等，都將形成很大的差錯。還有曲線的制作，因為在載荷為40%~50%規模內沒有丈量點，因而曲線的制作包含了很大的人為要素。這些都影響了電流法測定平衡系數K值的精確性。