（日立电梯（中国）有限公司广州515000）
摘要：高楼大厦的建立，带动了其他建筑设施在其中的运用。电梯系统已经由原来的水平模式转变成了如今的垂直模式。同时电梯已经在各栋大厦中运用的非常普遍。电梯利用其力学原理运用于生活中，因此，给人们在上高层建筑中提供了极大地便利。但是，在电梯的使用过程中，同样会出现一定的问题。电梯的垂直振动是电梯运行过程中常见的问题。本文论述了电气方面的问题，对电梯垂直振动进行分析。
关键词：电梯系统；垂直振动；抑制
目前，各城市几乎所有的高层建筑都已经使用了电梯，而垂直电梯运用的更为广泛。垂直电梯运用于高层建筑，给人们的生活带来了极大地便利[1]。因此，垂直电梯运用如此之广泛，可见其在提供便利的同时，安全性也获得了相应的保证。但是，不可否认的一点是，每项技术的运用，在其中难免会出现一点点瑕疵。就如电梯在高层建筑使用过程中的一样。电梯在运行的时候，有时会由于某些原因而发生垂直振动的现象，以此会影响到电梯运行过程中的舒适性。
一、电气方面的问题
1、电动机。电机转子和定子不同轴，由于转子偏心导致的电机内部电磁力不均，电机输出的转矩是脉动的，转矩脉动超过标准就会使得轿厢有垂直振动出现；如果电机三相绕组阻抗不相等，反向旋转的磁路会产生振动，主要原因是电机绕组下线时没有按照工艺指引进行作业，电机各相匝数不一致。电梯在某一固定频率振动特别厉害，这个频率与电机额定频率十分相近时。这是因为电机额定频率和电梯系统固有频率相近发生了共振，此时电机设计人员设计电机时就需要通过调整电机极槽配合，改变电机额定频率而规避共振的出现。电梯在其他频率段振动特别厉害，这个频率与电梯系统固有频率也不相近不重合。此时应该用振动测试分析仪测定是否发生在电机的6f,f是电机频率，6f是永磁同步电机的力矩波动基波，如果过大电梯振动特别明显。此时电机设计人员需要通过技术手段进行抑制，常见的有将定子铁芯的槽倾斜特定的角度，或者将磁钢倾斜特定角度，二者是等效的。如果振动出现在上述频率之外的其他频率段，再分析是否齿槽转矩过大，齿槽转矩过大原因有，定子制造精度、转子制造精度,f是电机频率，S是电机槽数P是电机极数。如果是定子转子精度不够造成的振动，就需要提高加工工艺精度了。
2、电气回路、控制系统。拖动、电气控制系统三相电源电压，不平衡大于7%。控制系统程序中控制器的比例放大系数P太大，积分系数太小；控制器滤波时间给定不当；负反馈控制系统中速度给定信号有干扰不稳定。电梯速度控制系统中，通常利用光电编码器采集速度、位置信号，若编码器采集回来反馈给控制器的不是实际速度、位置，就必然导致系统振动。由于编码器在电动机主轴上没有装配好，反馈的脉冲信号异常，会引起电梯抖动；编码器是精密的光电产品，如果灰尘进入壳内遮挡光栅，最终反馈到变频器里的脉冲信号不能真实反映电机的转速和轿厢位置；编码器对精度要求较高，要特别注意码盘的干净整洁，不能有灰尘进入编码器内部挡住光栅，也不能有外力使码盘变形损坏，否则得不到正确的信号，进而影响整体的运行稳定。此外，编码器在机房的走线要合理，地线和屏蔽线接线应可靠，不能有其他信号干扰。
二、电梯垂直振动分析
1、钢丝绳张力的影响。当电梯的钢丝绳有1根，或是多根不均匀时，轿厢在垂直方向运行时，可产生较大振动，在上下端站启动、制动时最突出。这在现实中比较常见，如果过于严重时，乘客在乘坐时甚至还可听到钢丝绳振动所引起的声音。解决办法是一方面调整钢丝绳的张力，使之趋于平衡，钢丝绳张力及平均值间，偏差<5%。此外，在钢丝绳绳头处要加坚固的装置，如木板等，这样让振动稍微减弱。条件允许的情况下尽量把曳引比设计成2：1，也能有效地减弱振动。钢丝绳张力的测量方法是检验人员站在轿厢顶部，以检修速度向上运行至几根钢丝绳排列比较整齐的地方，用测力计在水平方向上拉钢丝绳，在相同的拉力下读出所拉的距离或者拉伸相同的距离读出所用的拉力并记录，计算所测几个数据的平均值，用每个数据与平均值的差除以这个平均值所得到的值应该小于5%，根据计算结果找出存在问题的钢丝绳。
2、曳引轮的影响。正常情况下，曳引轮上的每个节圆要保持一定的圆度。但因为加工工艺的差异，有时这个值并无法固定，因此会使轿厢规则振动。并且受材质、热处理工艺影响，曳引轮槽表面硬度不均并受钢丝绳摩擦力影响，绳槽表面凸凹不平严重，从而引起垂直振动。曳引轮压力轴承损坏对于曳引轮的径向跳动也有影响，让电梯会有垂直振动。不过简单方法却十分简单，只要仔细观察，用工具测量曳引轮径向跳动，对原因具体分析。
3、减速箱的影响。当电梯采用有齿轮曳引形式将有可能出现这类问题，这是因为涡轮、蜗杆组成减速箱，电动机动力传递至涡轮是由蜗杆轴实现的，如果蜗杆和涡轮齿有间隙，伴随电梯使用时间的增加，涡轮副的间隙也会不断增加，产生的冲击将越来越大，由此引起电梯轿厢的振动也越来越大，同时还会有噪声产生，在严重时，有可能会导致涡轮副损坏。此外，蜗杆由轴承在减速箱体内进行，因此可以在蜗轮上出现轴向运动，尤其是在高速旋转轴上的蜗杆上。当径向窜动被传递到涡轮上时，产生轿厢的振动。这种现象常见于使用周期长及频率高的电梯。解决办法主要是观察、比较、判断，更换相应的零件即可。
4、电气系统的影响。目前电梯控制系统采用闭环控制系统，速度反馈数据和电梯控制系统给出的固定的值是不同的，电梯的转矩控制系统将增加和减少的电力输出，所以容易引起振动，如果这差距超定值时，会有故障警报并停止运作。最常见的是在电机主轴上，旋转编码器，当速度和检测系统的速度差异，会因为编码器的同心度偏差、编码器损坏等原因，由系统调整引起从而引起很大的振动。该解决方案是检测旋转编码器，并进行了闭环控制系统的处理。
5、曳引机安装的影响。通常，曳引机安装在承重梁上，加以橡胶垫来减少振动，但如果橡胶老化、损坏，曳引机缓冲振动增加，导致轿厢增加振动。解决方法简单，只要更换老化、陈旧的橡胶垫即可达到处理的目的。
6、补偿链的影响。通常，电梯补偿链是用铁链+麻绳串接而成，在电梯运行时补偿链是可自由转动的，这样在运行中，尤其是调整运动时，就有可能会产生扭曲，所产生的冲击力会传达到轿厢处。解决方法是维护补偿链，让其消除扭曲状态，对两端重新固定。
7、平衡系数与称重系统的影响。当平衡系数过小、过大时都会出现问题，主要表现在电梯在停止、启动的瞬间可明显感觉到抖动。当然，抱闸调整不当时也会引起这样的问题。解决办法是重新测量平衡系数，并把平衡系数调整到合理范围之内。
科学技术的不断发展，推动了各城市的不断进步，城市的进步不断生产出更多的高层建筑。高层建筑内的电梯里面各项设施能够安全操作的保证，同时还是人们生活安全的保证。因此，电梯在使用的过程中，应当对其安全性有足够的保障。电梯内的垂直振动有多方的原因，但对其振动产生的主要原因，应是改善电梯垂直振动的效果之所在。
参考文献
[1]朱昌明.电梯系统动态固有频率计算方法及减振策略[J].系统仿真学报,2012(16).
[2]廖小波.基于ADAMS的电梯横向振动频域分析及参数优化[J].系统仿真学报,2015(06).
[3]叶庆泰.高速电梯水平振动建模及动态响应分析[J].机械设计与研究,2013(06).
[4]刘希花,任勇生.电梯系统垂直振动动态特性研究[J].山东科技大学机械电子工程学院,2013,12(29):20-21.