第三章 电梯工作原理与运动分析
3.1 曳引式提升原理
3.1.1 曳引式提升原理
曳引式驱动形式在电梯产品中应用的最为广泛，在曳引式提升机构中，钢丝绳悬挂在曳引轮绳槽中，一端与轿厢连接，另一端与对重连接。曳引轮在曳引电机驱动下旋转时，利用钢丝绳和曳引轮绳槽之间产生的摩擦力形成曳引驱动力，带动电梯钢丝绳继而驱动轿厢、对重升降。
曳引式提升机构得到广泛应用在于其如下的优势：
1、安全可靠：当轿厢或对重由于某种原因冲击底坑中的缓冲器时，曳引钢丝绳作用在曳引轮绳槽中的压力消失，曳引力随即消失，此时即使曳引机继续运转，也不致使轿厢或对重继续向上运行，减少人员伤亡事故和财产损失的发生。
2、提升高度大：采用曳引式提升机构则曳引钢丝绳的长度几乎不受限制，因此可以适用于高层建筑的电梯。
3、结构紧凑：采用曳引式驱动形式，避免了在卷筒方式中因曳引钢丝绳在卷筒上缠绕导致卷筒直径过大、因卷筒直径变化导致曳引绳速度变化等问题（尤其在提升高度很大时），而且采用多根钢丝绳保证高的安全系数得以实现，作到了曳引轮直径的减少和整个提升机构更加紧凑。
4、可以使用高转速电动机：当电梯额定速度一定的情况下，曳引轮直径越小，则曳引轮转速越高，采用曳引式提升机构便于选用结构紧凑、价格便宜的高转速电动机。
3.2 电梯运行的舒适性要求
3.2.1 电梯运行的基本要求
1、安全舒适、工作灵敏可靠，便于维修，控制线路简单。
2、运行时噪声低，振动小，元件选择及结构合理，能频繁的起动、减速、停止，换向平稳。
3、操作使用方便，自动化程度高，平层准确。
由此可见，电梯在满足了安全的要求后，其次就要求满足舒适性指标。
3.5.2 电梯运行速度曲线与人的生理感受适应状态
如果将电梯运行的速度变化情况用一条曲线来表示（也称为速度曲线），我们就能比较方便地分析其特点。电梯在作上、下一次运行中，其速度变化曲线如图3-11所示，其中各时间段用t1～t6表示。
电梯的运行速度曲线与乘客的舒适感有很大的关系，特别是乘坐电梯在加速和减速及速度有变化时会有不舒适感。一般来说，乘坐舒适感同运行时间有关，要乘坐舒适，就要延长加、减速段的时间，整个电梯运行时间就会变长，电梯运行效率受到影响。因此，为了使得乘坐舒适，运行时间短，就要使加、减速的变化平稳，使乘客感觉在任何情况下均无太强烈的不适感。
图3-11 电梯运行速度变化曲线
乘梯感觉主要有失重感（电梯上行减速和下行加速阶段）、超重感（电梯上行加速和下行减速阶段）、浮游感、不平稳感等。所有的这些感觉都统称为不舒适感，其中对人影响最强烈的是失重感和超重感。电梯运行对人造成的不适感觉，究其根源是由于电梯运行速度是一个变量，所有不适均出现在速度发生变化的过程中，所有要解决此问题就必须对电梯运行速度变化进行研究。通过有关的测试仪器及方法，我们采集到了电梯运行速度曲线，分析后发现，较为理想的速度曲线如图3-12所示。
图3-12 电梯运行理想速度曲线
通过研究得出，电梯的不舒适感是与其加速度的大小有关，又与加速度的变化率即加加速度有关。
加速度即电梯速度变化的快慢程度，单位为m/s2，加速度小，舒适感就好。但加速度小，就会延长加速时间，因此为了得到好的舒适感，就必须严格限制加速度的大小。
加速度的变化率（加加速度）反映电梯加速度的变化程度，单位为m/s3。据资料介绍，直流电梯加速时该值为0.8～1.3m/s3，而交流梯启动时的加速度变化率常为3～7m/s3。一般当加速度变化率超过5 m/s3时，就会使人感到振动，如果将加速度变化率限制在1.3 m/s3 以下，即使最大加速度达到2～2.5m/s2也不会使人感到过分的不舒适。由于电梯的加速度变化率具有这种意义，所以在电梯技术中又被称为生理系数。
另外电梯舒适感与其运行效率也有一定关系，如客梯，医院病梯都要求舒适，那就必须延长加、减速区段的时间，使运行时间增长，降低效率。若要使电梯效率提高，又要舒适感好，那么就要将加、减速度控制在一个合适的范围内，这对低速电梯关系不大，而对高速电梯来讲是十分重要的。
