基于MATLAB的电梯平衡系数的绘制

基于 MATLAB的电梯平衡系数的绘制

彭宏波 ，李继春 ，何雪锋

重庆市特种设备检测研究院

摘要: 电梯平衡系数是保证电梯安全运行和节能的重要特征参数。而目前在进行监督检验时，检验员都是通过手绘来判断电梯的平衡系数是否满足TSG7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则－曳引与强制驱动电梯》中规定的0.4-0.5之间，这会存在一定的差异。本文通过MATLAB编程，进行平衡系数的绘制，能比较准确的判断平衡系数是否位于0.4-0.5之间。

关键词：平衡系数；特征参数；监督检验

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0 引言

平衡系数时保证电梯安全运行和节能的重要特征参数，它的大小关系到电梯的运行性能，还影响电梯的使用寿命及对重的质量和电梯的不平衡载荷^[1]。

TSG7001-2009中8.5项平衡系数实验规定:曳引电梯的平衡系数在0.4-0.5之间，只有在这个范围内的平衡系数，才能让对重与电梯轿厢侧的重量平衡。根据国标《GBT10059-2009》中规定电梯平衡系数的测量方法：轿厢分别承载0%、25%、40%、50%、75%、110%的额定载重载荷，分别上下全程运行，检测平衡位置时的电流^[2]。而现在检验员在现场检验完毕后，都是通过曲线板将上行曲线连接，下行曲线连接，找出交点，判断交点横坐标是否位于0.4-0.5之间。这种方法的缺点是：①绘制时间长；②每个人的绘制方法都存在一定的差异和统一的标准，使绘制后的曲线图存在差异，因此影响测量结果的准确性。同时当平衡系数在0.49-0.5之间时，由于现场检验时50%额定载荷时测得的上行电流与下行电流会很接近，会造成误判，判断对重过重，因此影响了测量结果的准确性。为了能减少检验员的工作量以及消除认为因素的影响，增加平衡系数判断的准确性。通过MATLAB的强大数据处理能力绘制平衡系数。在绘制完成的图中，通过可移动坐标，寻找上行电流和下行电流的交点，不需要将两条曲线拟合，在一定程度上增加了两条曲线的离散性。

1 现场检验测得数据

轿厢分别装载0%、25%、40%、50%、75%、110%的额定载重载荷，进行沿全程运行试验，分别记录轿厢上下行至对重同一水平面时电流值，做电流-载荷曲线。

表1给出对应载荷测得电流。

2 MATLAB程序编写

通过MATLAB进行程序的编写，其程序如下：

x=[0,25,40,50,75,110];

y1=[0.51,1.24,2.56,4.23,5.85,7.65];

y2=[8.45,6.80,5.56,4.15,3.26,1.33];

plot(x,y1);

hold on;

plot(x,y2);

grid;

[x,y]=ginput(2)；

str=sprintf("(%f,%f)",x,y);

text(x,y,str);

3 MATLAB绘图

通过运行上述程序，可以得到如图所示的平衡系数绘制图，MATLAB的绘图功能保证原始数据的离散性，能保证数据的准确性。

图1 MATLAB绘制平衡系数图

在平衡系数绘制图上会出现可移动坐标线，通过可移动坐标线，找到相交点，计算得出平衡系数的准确值y=49.7899。

从测量的原始数据可以看出，当上行电流为4.23、下行电流为4.15时，两者的电流及其接近，如果采用手绘，会出现判断不准确的情况。通过MATLAB的绘图功能，不但图形准确，可以计算出平衡系数的准确值，处在0.49-0.5之间，满足标准。

4 通过EXCEL进行平衡系数的绘制

在现场检验中，检验员也会选择EXCEL进行平衡系数的绘制，通过运用上述原始数据，使用EXCEL再进行平衡系数的绘制，在准确性上与MATLAB进行对比。

将数据输入EXCEL，通过选择散点图，得到如图所示的平衡系数绘制图。

图2 EXCEL绘制平衡系数图

从图中可以看出，通过EXCEL进行平衡系数的绘制，只能看出所测得平衡系数是否在0.4-0.5之间，并不能得出平衡系数的准确值，这在一定程度上存在一定的误差，当平衡系数的值极其接近0.4或者0.5时。

5 结论

通过MATLAB和EXCEL对平衡系数的绘制，可以对比发现两种方法在一定程度上都优于手绘，可以提高效率。而通过MATLAB绘制平衡系数图优于使用EXCEL绘制平衡系数图，MATLAB绘制平衡系数的过程中可以保持原始数据的离散性，并且能计算出准确的平衡系数值，能清晰和准备的判断电梯的平衡系数，准确的判断电梯的对重是否与轿厢测的重量对应，不会出现对对重过重，对重过轻的错误判断的情况。

参考文献

[1] 詹沛枝, 彭成淡. 浅析曳引式电梯平衡系数的意义及其检验[J]. 中国电梯, 2013, 13: 32~35.

[2] TSG7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则－曳引与强制驱动电梯》

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