——谢小鹏 牛高产 浦汉军等电梯制动器性能检测方法的研究—
·２６６７·
电梯制动器性能检测方法的研究
谢小鹏１ 牛高产１ 浦汉军１ 张怀继２ 曾梓峰２
华南理工大学，广州，１．５１０６４０深圳市特种设备安全检验研究院，深圳，２．５１８０２９
摘要：研究了电梯行业的安全标准和电梯制动器型式试验细则，总结出了电梯制动器的试验工况，并建立了试验工况下制动器的动力学模型。针对在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在的缺陷，基于对试验工况下制动器动力学模型的分析，提出了实施电梯制动器性能检测的新方法，并设计了性能检测试验样机。建立了试验样机中电机转矩加载的数学模型，基于能量补偿的方法建立了电机的加载算法，从而保证了电梯制动器在试验样机上和在电梯整机系统上的制动规律相一致。
关键词：电梯制动器；性能检测；动力学模型；试验样机
）中图分类号：ＴＰ２７６ 文章编号：１００４—１３２Ｘ（２０１１２２—２６６７—０５
ＳｔｕｄｏｎＥｌｅｖａｔｏｒＢｒａｋｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＴｅｓｔｉｎＭｅｔｈｏｄｓ ｙｇ
１１１２２
ＸｉｅＸｉａｏｅｎｉｕＧａｏｃｈａｎｕＨａｎｕｎｈａｎＨｕａｉｉｅｎＺｉｆｅｎ Ｐ Ｚ Ｚｐｇ Ｎｊｇｊｇｇ
，，１．ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＧｕａｎｚｈｏｕ５１０６４０ ｙｇｙｇ
，，２．ＳｈｅｎｚｈｅｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｃｉａｌＥｕｉｍｅｎｔＳａｆｅｔＴｅｓｔｉｎＳｈｅｎｚｈｅｎ５１８０２９ ｐｑｐｙｇ
：，ＡｂｓｔｒａｃｔＢｓｔｕｄｉｎｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｉｎｄｕｓｔｒｓａｆｅｔｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｒｕｌｅｓｆｏｒｔｅｔｅｓｔｏｆｌｉｆｔｔｈｅａｕ ｙｙｇｙｙｙｐ －
ｔｈｏｒｓａｃｕｉｒｅｄｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｅｔｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｄｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｂｒａｋｅ．Ａｎｅｗ ｑｙｍｅｔｈｏｄｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｕｔｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｏｉｍｌｅｍｅｎｔｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｅｔｅｓｔｉｎｗａｓｆｏｒｗａｒｄ．Ａｔｅｓｔｉｎ ｐｐｐｐｇｇ ｗａｓｄｅｓｉｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ．Ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄａｌｏｒｉｔｈｍｏｆｌｏａｄｔｏｒｕｅｒｏｔｏｔｅ ｇｇｑｐｙｐ
，ｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｓｔｈａｔｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｉｎｌａｗｉｎｔｈｅｔｅｓｔｉｎｍａｃｈｉｎｅａｎｄｌｉｆｔｉｓｃｏｎｓｉｓｔ ｇｇ －ｅｎｔ．
：；；；ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｏｔｏｔＫｅｗｏｒｄｓｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｅｔｅｓｔｉｎｄｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｔｅｓｔｉｎｅ ｐｐｙｐｇｙｇｙ
０ 引言
电梯制动器是电梯曳引机的重要组成部分，制动器的功能是在电梯停站时保持电梯轿厢的静止状态，当电梯发生故障时使轿厢能够紧急减速停车并保持其静止状态。电梯事故统计分析表明，在用电梯发生冲顶或蹲底的严重安全事故多
１－２］
。Ｇ数来自于电梯制动器失效［Ｂ７５８８－２００３
本文通过研究电梯行业的安全标准和与电梯制动器相关的型式试验细则，总结出了电梯制动器的试验工况，并建立了试验工况下制动器的动力学模型。通过对试验工况下制动器动力学模型提出了实施电梯制动器性能检测的新进行分析，
方法，并设计了性能检测试验样机。建立了试验样机中加载电机的数学模型，并基于能量补偿方法建立了电机的加载算法。
《电梯制造与安装规范》和欧洲标准ＥＮ８１－１：
《电梯制造与安装安全规范》构成了电梯行业１９９８的安全技术标准，但它们只是规范了电梯整机的并没有电梯制动器的技术条件、性能安全性标准，
国内检验检要求和试验规范等技术标准。目前，
测技术机构均在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验，此种试验方法的检测设备结构庞大，致使检测人员操作不便，检测参数较少，无法对电梯制动器进行全面客观的试验和评估。
收稿日期：２０１０—１２—１５
）基金项目：国家质检总局科技计划项目（２００７ＱＫ２６４
１ 制动器试验工况的建立
通过研究与电梯制动器相关的安全和技术标准以及型式试验细则，得出电梯制动器需要进行如下试验：平衡系①静载荷试验。即电梯整机中，轿厢加上１制数ψ为０．４～０．５，５０％额定载荷下，动器的可靠性能试验。②１２５％动载荷试验。即当轿厢载１并以额定速度ｖ向下运２５％额定载荷，
行时，制动器的制动性能试验。③上行超速保护试验。即当空载轿厢以一定速度ｖ０向上运行时，
·２６６８·
３－６］
。每种试验制动器的上行超速保护型式试验［
中国机械工程第２２卷第２２期２０１１年１１月下半月
工况下，都要进行制动距离、制动减速度、制动力摩擦片温升和主轴转速５个参数的测量。矩、
易知 假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动，
制动器所承受力矩为
Ｔａ＝
［（ＤＱ１．５－ψ）＋Ｈ］２
（）＋Ｈ］
ｉ２
２ 制动器试验工况的动力学模型
２．１ 曳引电梯系统的模型简化
按照制动器与曳引轮轴之间的连接方式，制
７］
。不论动器可分为外抱式制动器和盘式制动器［
当考虑曳引比时，得到制动器承受的力矩为
Ｔ１＝
（）１
式中，Ｄ为曳引轮直径；Ｑ为额定载荷；ｉ为ψ为平衡系数；曳引比；Ｈ为钢丝绳引起的差重；Ｑ０为电梯轿箱的重量
。
其在工作的过程中，都受到摩擦力哪种制动器，
，，ｆｓ和重力ｆｓ是产生扭矩ｇ的作用其中摩擦力ｆ
重力ｆ使曳引轮停转的力，ｇ是由电梯系统引起的作用在制动器上的力，重力ｆｇ的作用会最终通过转化为摩擦力的形式体现。因此，对制动器进行受力分析可知，制动器摩擦力产生的扭矩使曳引轮停转，并使电梯停止运行。以外抱式制动器为其受力示意图如图１所示
。例，
图３ １５０％额定静载下系统的简化模型
２．３ 动载荷试验时制动器的动力学模型
当轿厢承受１并以额定速度ｖ２５％额定载荷，向下运行时，系统的简化模型如图４所示。假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动
。
图１ 外抱式制动器受力图
根据上述分析，不论哪种曳引式电梯系统，最终都可简化为如图２所示的模型，电梯制动器依靠摩擦力使电梯系统停转，基于能量转化原理对制动器制动进行动力学分析可得：电梯制动器工作时，一方面要克服由系统（包括轿厢、对重、载荷和钢丝绳等）在速度ｖ下引起的惯性载荷；另一方包括轿厢、对重、载荷和钢丝绳面要消耗由系统（
等）负载引起的偏载载荷
。
图４ １２５％额定动载下系统的简化模型
在这种情况下，制动器承受的载荷由两部分构成：偏载载荷和惯量动载荷。偏载是由轿厢、对重和钢丝绳系统的重力引起的。
偏载引起的制动器制动力矩与１５０％静载下的情况分析相似，因此易知，制动器制动偏载力矩为
ｔ０（）（）］Ｔｓ＝ｄｔｎＲ１－Ｒ２＋２ｖ＋ρｇ２ｉ０
∫
（）２
式中，ｎ为钢丝绳的根数；Ｒ１为初始ρ为钢丝绳的线密度；
图２ 曳引电梯系统简化模型
状态下，轿厢与曳引轮间钢丝绳长度；Ｒ２为初始状态下，对重物到曳引轮间钢丝绳长度；ｇ为重力加速度。
２．２ 静载荷试验时制动器的动力学模型
根据曳引电梯系统的简化模型，电梯整机中，平衡系数ψ为０．轿厢加上１４～０．５，５０％额定静载荷时，系统简化模型如图３所示。
惯性载荷是由轿厢、对重和钢丝绳系统的惯
８］
性引起的，由刚体力学计算公式［及牛顿力学公
式得
——谢小鹏 牛高产 浦汉军等电梯制动器性能检测方法的研究—
（２２Ｉｖω＝ｓ－Ｉｚ）
２２２Ｑ０Ｑ（１．２５）Ｆ＝＋
ｉＲ１－Ｒ２＋２ｖｄｔｎ（ ｇρ０
·２６６９·
惯性力矩为
Ｔｖ１＝Ｉｓ１０β
式中，０为电梯制动器制动时的角减速度。β
（）３
（）８
∫
ｔ０
制动器的制动总力矩为
Ｔ３＝Ｔｓ１＋Ｔｖ１
ｍ＝ｖ＝
ｇ
３ 制动器性能检测方法与试验样机
３．１ 制动器的性能检测方法
针对在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在检测参数少、结构庞大、操作不便和检测范本文通过模拟电梯制动器试验工况围小等缺点，
下的动力学特性，开发出用于制动器检测的模拟试验机，该试验机能够模拟加载制动器制动操作时的能量状况。图６为模拟试验机的原理框图，
２
４ｉｇ
２ｉ
式中，轿箱、对重和钢丝绳）的合力；Ｆ为电梯系统（ｍ为与
Ｆ相对应的质量；Ｉω为曳引轮的角速度；ｓ为电梯系统的等效转动惯量；Ｉｚ为曳引机系统等旋转部件的等效转动惯量。
）可得电梯系统的等效转动惯量为由式（３
Ｉｓ＝
［）］ｇｎ（２Ｑ０＋Ｑ（１．２５＋ψ）Ｒ１－Ｒ２＋２ｖｄｔＤ２＋ｉρ
０
ｔ０
试验机加载系统是一种水平放置的旋转加载装
＋Ｉｚ（）４
置，它能模拟加载制动器试验工况下的能量状况，使制动器满足试验工况下的动力学特性，制动器系统通过制动操作消耗掉加载系统加载的能量。与此同时，装在试验机上的各种传感器进行信号采集，经过信号调理后，采集到的信号经数据线传送到计算机建立测控系统。本文采用一种水平模拟试验机对制动器进行型式试验，该试验样机具有操作方便、结构尺寸小、检测范围大等优点，克服了在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在的缺点
。
故进行１电梯制动器制２５％动载荷试验时，动的惯性力矩为
Ｔｖ＝Ｉｓβ
式中，β为电梯制动器制动时的角减速度。
（）５
所以，此种情况下制动器的制动总扭矩为
Ｔ２＝Ｔｓ＋Ｔｖ
２．４ 上行超速保护试验时制动器的动力学模型
当空载轿厢以一定速度ｖ制动器０向上运行，系统的简化模型如做上行超速保护型式试验时，
图５所示。假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动
。
图６ 模拟试验机的原理框图
图５ 上行超速下系统的简化模型
３．２ 性能检测试验样机
制动器的性能检测试验样机如图７所示，它由被测曳引机、制动器系统、加载电机、制动器测控系统、惯性飞轮组、应变式扭矩传感器、光电编码盘和试验台体等组成。
该试验样机采用电机和惯性飞轮组模拟加载的方式，即电梯系统的偏载由加载电机加载，惯性载荷采用飞轮组和电惯量混合加载的方式加
９１０］? 。加载电机既要对系统的偏载进行模拟加载［
在这种情况下，制动器承受的载荷也由两部分构成：偏载载荷和惯量载荷。同２．３节中的分可得此种情况下电梯制动器制动的偏载力析，矩为
Ｔｓ１＝
０）］（）＋ρｎ（Ｒ２－Ｒ１＋２ｖｔ６０ｄｇ
２ｉ０
∫
ｔ０
０
ｔ
电梯系统的等效转动惯量为
Ｉｓ１＝
［）］ｇｎ（２Ｑ０＋ＱＲ２－Ｒ１＋２ｖｄｔＤ２ψ＋ｉρ
２
４ｉｇ
＋Ｉｚ
（）７
又要对电梯系统的等效转动惯量和惯性飞轮载，
组的惯量级差进行电惯量加载，加载电机的加载效果直接决定着试验样机开发的成败。
故进行上行超速保护试验时，制动器制动的
）计算出偏载力矩，器的制动力矩，由式（并使电９机加载的惯性等效力矩跟随制动力矩，就可以实系统的等效转动惯量和惯性飞轮组现对惯量差（
的惯量之差）的电惯量加载。
）和式（）可得三种试验工况下，由式（加９１２载电机的加载力矩的数学模型为
图７ 性能检测试验样机组成图
Ｔｄ１５０％静载）１＝ＴＰ１ （
３．２．１ 加载电机的加载数学模型
小于系统总重量的０钢丝绳重量（．５％）相对于轿厢、对重和载荷的重量可以忽略不计。故由）、）和式（）可得三种试验工况下，式（式（加载１２５电机模拟系统偏载的加载力矩为
ＴＰ１
（）
＝
ｉ２（）
ｉ２２ｉ
（１５０％静载）（）１２５％动载）（９（上行超速保护（）ＴｄＴｓ－ＴＰ１２５％动载）（１３＋ＴＰ２＝Ｋ（２）２
上行超速保护ＴｄＴｓ＋ＴＰ３＝Ｋ１（１－ＴＰ３）３（三种试验工况下，电机加载的力矩可用一个
Ｔｄ＝Ｋ０（Ｔｓ＋ＴＰ０－ＴＰ）
（）１４
通用模型来表示：
式中，三种Ｔｄ为电机加载的力矩；Ｋ０为电惯量补偿系数（；试验工况分别取０、Ｋ、Ｋ１）ＴｓＴＰ０为制动器的制动力矩；为电机模拟系统偏载的加载力矩。
ＴＰ２＝ＴＰ３＝
）可知，由式（当确定试验制动器型号后，加９
载电机模拟系统偏载的加载力矩可计算出，是一个恒定变量。
电梯系统的等效转动惯量与飞轮组的转动惯量之差是由加载电机进行电惯量模拟的，当忽略钢丝绳重量，假设试验样机的基础转动惯量和电梯系统中曳引机等旋转部件的转动惯量Ｉｚ相等）和时，设飞轮组的转动惯量为Ｉ４ｆ。此时由式（）可得三种试验工况下，加载电机加载的电式（６惯量为
Ｉ１５０％静载） （ｅ＝０Ｉｅ＝Ｉｓ－Ｉｆ＝
［］０（）１２５％动载－Ｉｆ （２
４ｉｇ２
３．２．２ 基于能量补偿的电机加载算法
电梯制动器制动时，设电梯系统的总能量为惯性飞轮组的动能为Ｅ那么电机的加载能Ｅｓ，ｆ，量为
Ｅｅ＝Ｅｓ－Ｅｆ＝
２２
ｈ－ω＋ｍωｓ０ｆｇ２２
（）１５
式中，三种工况下分别取Ｉｓ０为电梯系统的等效转动惯量（；０、ＩＩｍ为电梯系统的等效质ω为曳引轮的角速度；ｓ、ｓ１）量；ｈ为制动器制动过程中电梯系统的下降距离。
）～式（）可得综合式（１０１５
Ｅｅ＝
２０Ｉｈω＋ｍｓ０ｇ２
（）１６
）可计算电机加载的过程中，由式（电机应１６
施加的能量。电机实际的施加能量为
Ｅ′ｅ＝
∫
０
ｔ
Ｔｄωｄｔ＝
ｔ
０
ＫＴ
∫（
０
０
ｓ０
ｔ
ｓ０
ｄｔ＝＋ＴＰ）ω
（）１７
Ｉｅ１＝Ｉｓ－Ｉｆ＝
［２］（上行超速保护）－Ｉ ｆ ２
４ｉｇ
ｔ＋ｍｈｇ
∫ＫＴωｄ
０
式中，ｔ为计算时间；Ｔｓ０和ω取传感器实时测取值。
）（１０（）１１
比较Ｅｅ和Ｅ得到误差为′ｅ，
２
Ｅ＝Ｅｅ－Ｅ′Ｋ０ＩΔω－ｅ＝ｓ０
２
Ｔｅ＝Ｉｅβｅ
角减速度；Ｔｅ为电惯量加载的等效力矩。
∫ＫＴ
０
０
ｔ
ｓ０
）ｄｔ（１８ω
式中，即电梯制动器制动时的ｅ为电机主轴的角减速度，β
根据以上分析，将电梯制动器的整个制动过程分为Ｎ０个时间段，每个时间段为ΔＴ，从ｔ０时。间隔Δ刻开始制动，Ｔ后为时刻ｔｔｔＴ）１（１＝０＋Δ下面就每个时间段，对电机的加载补偿过程进行分析。
电机的能量补偿以Ｋ０为杠杆，通过对加载电在机的输出力矩进行调节来实现，ｔｔ０～１时间段，
）得电机的电惯量补偿系数为Ｋ０，由式（１４
ＴｄＴｓ＋ＴＰ０＝Ｋ０（０－ＴＰ）
加载力矩。
（）１９
式中，Ｔｄｔｔｔ０为０时刻计算出的应用于０～１时间段的电机
）、）、）和式（）可得，综合式（式（式（三５８１０１１种试验工况下电机进行电惯量加载的等效力矩为
Ｔｅ＝０ （１５０％静载）Ｔｅ＝
ｅ
（Ｔｓ－ＴｐＴｓ－Ｔｐ１２５％动载）＝Ｋ（２）２）（Ｉｓ
ｅ１
（ＴｅＴｓＴｓ＝Ｋ１（１＝１－Ｔ３）１－Ｔ３）ｐｐＩｓ１
（上行超速保护（）１２
可见，电惯量加载的等效力矩正比于制动器的制动力矩与偏载力矩之差。只要由传感器测出制动
）计算出电机的加载能到ｔ由式（１６１时刻，
量为
Ｅｅ１＝
２
Ｋ０Ｉωｓ００－２
（）２０
（）针对在电梯整机上进行电梯制动器的型３
式试验存在操作不便、检测参数少和范围小等缺提出了实施电梯制动器性能检测的新方法。陷，
）（设计了电梯制动器性能检测试验样机，基４
于试验工况下电梯制动器制动的动力学模型和电建立了试验样机进行电机转矩加惯量加载原理，载的数学模型。
（）基于电机转矩加载的数学模型和能量补５
建立了电机进行转矩加载的算法，保证偿的方法，
了电梯制动器在试验机上的制动规律和在电梯整机系统上的制动规律相一致。
参考文献：
［］电梯与自动扶梯［上海：上海交通大学１Ｍ］． 朱昌明．
出版社，１９９５．
［］电梯结构原理及安装维修［北京：机械２Ｍ］． 陈家盛．
工业出版社，２００６．
［］３ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．
（）２３
北ＧＢ７５８８－２００３电梯制造与安装安全规范［Ｓ］．中国标准出版社，京：２００３．
［］４ｒｉｔｉｓｈＳｔａｎｄａｒｄＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎＰｒｏｖｉｄｅｄｂＩＨＳＵｎｄｅｒ Ｂ ｙ
ＬｉｃｅｎｓｅｗｉｔｈＢＳＩ．ＥＮ８１－１：１９９８ＳａｆｅｔＲｕｌｅｓｆｏｒ ｙ
）（２４
［］，ｔｈｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｏｆＬｉｆｔｓＳ１９９８． ［］５ＴＳＧ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．
Ｔ７０１３－２００５电梯轿厢上行超速保护装置型式试验］细则［北京：中国标准出版社，Ｓ．２００５．
［］６ＴＳＧ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．
北京：Ｓ］．Ｔ７０１７－２００５电梯曳引机型式试验细则［中国标准出版社，２００５．
［］７ａｎｏｖｓｋＬ．ＥｌｅｖａｔｏｒＭｅｃｈａｎｉｃａｌＤｅｓｉｎ［Ｍ］．Ｎｅｗ Ｊ ｙｇ
：，ＥｌｌｉｓＨｏｒｗｏｏｄ１９９３．Ｙｏｒｋ
［］周志红．理论力学［北京：清华大学出版８Ｍ］． 郭应征，
社，２００５．
（）２６
［］谢昭丽．基于电惯量的汽车惯性式制动试９ 盛朝阳，
］，验系统的设计［重庆大学学报（自然科学版）Ｊ．（）：２００５，２８１９０－９２．
（）２７
［］制动器试验台电惯量系统控制方法研究１０ 周洪旋．
［长春：吉林大学，Ｄ］．２００５．
（编辑 陈 勇）
２
０Ｉｈωｓ０１－ｈ０）ｇ（１＋ｍ２
为ｔｔ０、１时刻电梯系统下降的距离。
式中，ｔｔｈｈωω０、１分别为０、１时刻曳引轮的角速度；１、２分别
）计算出在该段时间内电机实再根据式（１７际加载的能量：
Ｅ′ｅ１＝
∫ＫＴ
ｔ０
０
ｔ１
ｓ０
ｄｔ＋ｍｈω１－ｈ０）ｇ（（）２１
）计算出误差Δ然后，根据式（为了保１８Ｅ１，
证电梯制动器制动的规律和实际工况一致，有必使得要在电机加载的下个时段进行能量补偿，
Ｅｅ′Ｅ１ｅ２＋Δ２＝Ｅ
算值时在第二阶段施加的能量。
（）２２
式中，ＥｅＥ′ｅ２为以Ｋ２为第二阶段电机施加的能量；０为计
）可得：由式（２２
２２
Ｋ１Ｉｈ＋ｍ＝ωｓ０（２－ｈ１）１－ω２）ｇ（２
２２
Ｋ０ＩｈＥ１＋ｍ＋Δωｓ０（１－ω２）２－ｈ１）ｇ（２
整理得
２２
０ＩＥ１＋Δω１－ω２）ｓ０（Ｋ１＝
（２２ｓ０ω１－ω２）２
式中，它近似表示为ωω２为ｔ２时刻曳引轮的角速度，２＝
ω１－
（）
Ｔ；ＴｓＴＰΔ０为传感器测得的制动器力矩；
Ｉｓ０
）计算得到。可由式（９
故可得加载电机在ｔ１～ｔ２时间段的加载力矩为
ＴｄＴｓ＋ＴＰ１＝Ｋ１（０－ＴＰ）
（）２５
依此类推，可得ｔｎ时刻的模拟系数为
２２
Ｋｎ－１ＩＥ＋Δωｓ０（ｎ）ｎｎ１－ω－Ｋｎ＝
（２２ｓ０ωｎ１－ωｎ）－２
则ｔｎ时刻的电机的加载力矩为
ＴｄＴｓ＋ＴＰｎ＝Ｋｎ（０－ＴＰ）
输出转速ω直到ω计算结束。０；ｎ，ｎ＝
本算法从能量角度出发，保证了制动器在试验机上的制动规律和在电梯整机系统上的制动规律相一致。
作者简介：谢小鹏，男，１９６１年生。华南理工大学机械与汽车工程学院教授、博士研究生导师。主要研究方向为机电产品开发、现代设计方法和汽车摩擦学等。发表论文８男，０余篇。牛高产，１９８２年生。华南理工大学机械与汽车工程学院硕士研究生。浦汉军，男，１９８２年生。华南理工大学机械与汽车工程学院博士研究生。张怀继，男，１９６９年生。深圳市特种设备安全检验研究院电梯部件试验室主任工程师。曾梓峰，男，１９５７年生。深圳市特种设备安全检验研究院总工程师。
４ 结论
（）通过研究电梯行业的安全标准和电梯制１
动器型式试验细则，得出了电梯制动器的试验工况。
（）建立了试验工况下电梯制动器制动时的２
动力学模型。
——谢小鹏 牛高产 浦汉军等电梯制动器性能检测方法的研究—
·２６６７·
电梯制动器性能检测方法的研究
谢小鹏１ 牛高产１ 浦汉军１ 张怀继２ 曾梓峰２
华南理工大学，广州，１．５１０６４０深圳市特种设备安全检验研究院，深圳，２．５１８０２９
摘要：研究了电梯行业的安全标准和电梯制动器型式试验细则，总结出了电梯制动器的试验工况，并建立了试验工况下制动器的动力学模型。针对在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在的缺陷，基于对试验工况下制动器动力学模型的分析，提出了实施电梯制动器性能检测的新方法，并设计了性能检测试验样机。建立了试验样机中电机转矩加载的数学模型，基于能量补偿的方法建立了电机的加载算法，从而保证了电梯制动器在试验样机上和在电梯整机系统上的制动规律相一致。
关键词：电梯制动器；性能检测；动力学模型；试验样机
）中图分类号：ＴＰ２７６ 文章编号：１００４—１３２Ｘ（２０１１２２—２６６７—０５
ＳｔｕｄｏｎＥｌｅｖａｔｏｒＢｒａｋｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＴｅｓｔｉｎＭｅｔｈｏｄｓ ｙｇ
１１１２２
ＸｉｅＸｉａｏｅｎｉｕＧａｏｃｈａｎｕＨａｎｕｎｈａｎＨｕａｉｉｅｎＺｉｆｅｎ Ｐ Ｚ Ｚｐｇ Ｎｊｇｊｇｇ
，，１．ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＧｕａｎｚｈｏｕ５１０６４０ ｙｇｙｇ
，，２．ＳｈｅｎｚｈｅｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｃｉａｌＥｕｉｍｅｎｔＳａｆｅｔＴｅｓｔｉｎＳｈｅｎｚｈｅｎ５１８０２９ ｐｑｐｙｇ
：，ＡｂｓｔｒａｃｔＢｓｔｕｄｉｎｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｉｎｄｕｓｔｒｓａｆｅｔｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｒｕｌｅｓｆｏｒｔｅｔｅｓｔｏｆｌｉｆｔｔｈｅａｕ ｙｙｇｙｙｙｐ －
ｔｈｏｒｓａｃｕｉｒｅｄｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｅｔｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｄｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｂｒａｋｅ．Ａｎｅｗ ｑｙｍｅｔｈｏｄｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｕｔｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｏｉｍｌｅｍｅｎｔｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｅｔｅｓｔｉｎｗａｓｆｏｒｗａｒｄ．Ａｔｅｓｔｉｎ ｐｐｐｐｇｇ ｗａｓｄｅｓｉｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ．Ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄａｌｏｒｉｔｈｍｏｆｌｏａｄｔｏｒｕｅｒｏｔｏｔｅ ｇｇｑｐｙｐ
，ｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｓｔｈａｔｔｈｅｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｉｎｌａｗｉｎｔｈｅｔｅｓｔｉｎｍａｃｈｉｎｅａｎｄｌｉｆｔｉｓｃｏｎｓｉｓｔ ｇｇ －ｅｎｔ．
：；；；ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｏｔｏｔＫｅｗｏｒｄｓｅｌｅｖａｔｏｒｂｒａｋｅｔｅｓｔｉｎｄｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｔｅｓｔｉｎｅ ｐｐｙｐｇｙｇｙ
０ 引言
电梯制动器是电梯曳引机的重要组成部分，制动器的功能是在电梯停站时保持电梯轿厢的静止状态，当电梯发生故障时使轿厢能够紧急减速停车并保持其静止状态。电梯事故统计分析表明，在用电梯发生冲顶或蹲底的严重安全事故多
１－２］
。Ｇ数来自于电梯制动器失效［Ｂ７５８８－２００３
本文通过研究电梯行业的安全标准和与电梯制动器相关的型式试验细则，总结出了电梯制动器的试验工况，并建立了试验工况下制动器的动力学模型。通过对试验工况下制动器动力学模型提出了实施电梯制动器性能检测的新进行分析，
方法，并设计了性能检测试验样机。建立了试验样机中加载电机的数学模型，并基于能量补偿方法建立了电机的加载算法。
《电梯制造与安装规范》和欧洲标准ＥＮ８１－１：
《电梯制造与安装安全规范》构成了电梯行业１９９８的安全技术标准，但它们只是规范了电梯整机的并没有电梯制动器的技术条件、性能安全性标准，
国内检验检要求和试验规范等技术标准。目前，
测技术机构均在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验，此种试验方法的检测设备结构庞大，致使检测人员操作不便，检测参数较少，无法对电梯制动器进行全面客观的试验和评估。
收稿日期：２０１０—１２—１５
）基金项目：国家质检总局科技计划项目（２００７ＱＫ２６４
１ 制动器试验工况的建立
通过研究与电梯制动器相关的安全和技术标准以及型式试验细则，得出电梯制动器需要进行如下试验：平衡系①静载荷试验。即电梯整机中，轿厢加上１制数ψ为０．４～０．５，５０％额定载荷下，动器的可靠性能试验。②１２５％动载荷试验。即当轿厢载１并以额定速度ｖ向下运２５％额定载荷，
行时，制动器的制动性能试验。③上行超速保护试验。即当空载轿厢以一定速度ｖ０向上运行时，
·２６６８·
３－６］
。每种试验制动器的上行超速保护型式试验［
中国机械工程第２２卷第２２期２０１１年１１月下半月
工况下，都要进行制动距离、制动减速度、制动力摩擦片温升和主轴转速５个参数的测量。矩、
易知 假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动，
制动器所承受力矩为
Ｔａ＝
［（ＤＱ１．５－ψ）＋Ｈ］２
（）＋Ｈ］
ｉ２
２ 制动器试验工况的动力学模型
２．１ 曳引电梯系统的模型简化
按照制动器与曳引轮轴之间的连接方式，制
７］
。不论动器可分为外抱式制动器和盘式制动器［
当考虑曳引比时，得到制动器承受的力矩为
Ｔ１＝
（）１
式中，Ｄ为曳引轮直径；Ｑ为额定载荷；ｉ为ψ为平衡系数；曳引比；Ｈ为钢丝绳引起的差重；Ｑ０为电梯轿箱的重量
。
其在工作的过程中，都受到摩擦力哪种制动器，
，，ｆｓ和重力ｆｓ是产生扭矩ｇ的作用其中摩擦力ｆ
重力ｆ使曳引轮停转的力，ｇ是由电梯系统引起的作用在制动器上的力，重力ｆｇ的作用会最终通过转化为摩擦力的形式体现。因此，对制动器进行受力分析可知，制动器摩擦力产生的扭矩使曳引轮停转，并使电梯停止运行。以外抱式制动器为其受力示意图如图１所示
。例，
图３ １５０％额定静载下系统的简化模型
２．３ 动载荷试验时制动器的动力学模型
当轿厢承受１并以额定速度ｖ２５％额定载荷，向下运行时，系统的简化模型如图４所示。假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动
。
图１ 外抱式制动器受力图
根据上述分析，不论哪种曳引式电梯系统，最终都可简化为如图２所示的模型，电梯制动器依靠摩擦力使电梯系统停转，基于能量转化原理对制动器制动进行动力学分析可得：电梯制动器工作时，一方面要克服由系统（包括轿厢、对重、载荷和钢丝绳等）在速度ｖ下引起的惯性载荷；另一方包括轿厢、对重、载荷和钢丝绳面要消耗由系统（
等）负载引起的偏载载荷
。
图４ １２５％额定动载下系统的简化模型
在这种情况下，制动器承受的载荷由两部分构成：偏载载荷和惯量动载荷。偏载是由轿厢、对重和钢丝绳系统的重力引起的。
偏载引起的制动器制动力矩与１５０％静载下的情况分析相似，因此易知，制动器制动偏载力矩为
ｔ０（）（）］Ｔｓ＝ｄｔｎＲ１－Ｒ２＋２ｖ＋ρｇ２ｉ０
∫
（）２
式中，ｎ为钢丝绳的根数；Ｒ１为初始ρ为钢丝绳的线密度；
图２ 曳引电梯系统简化模型
状态下，轿厢与曳引轮间钢丝绳长度；Ｒ２为初始状态下，对重物到曳引轮间钢丝绳长度；ｇ为重力加速度。
２．２ 静载荷试验时制动器的动力学模型
根据曳引电梯系统的简化模型，电梯整机中，平衡系数ψ为０．轿厢加上１４～０．５，５０％额定静载荷时，系统简化模型如图３所示。
惯性载荷是由轿厢、对重和钢丝绳系统的惯
８］
性引起的，由刚体力学计算公式［及牛顿力学公
式得
——谢小鹏 牛高产 浦汉军等电梯制动器性能检测方法的研究—
（２２Ｉｖω＝ｓ－Ｉｚ）
２２２Ｑ０Ｑ（１．２５）Ｆ＝＋
ｉＲ１－Ｒ２＋２ｖｄｔｎ（ ｇρ０
·２６６９·
惯性力矩为
Ｔｖ１＝Ｉｓ１０β
式中，０为电梯制动器制动时的角减速度。β
（）３
（）８
∫
ｔ０
制动器的制动总力矩为
Ｔ３＝Ｔｓ１＋Ｔｖ１
ｍ＝ｖ＝
ｇ
３ 制动器性能检测方法与试验样机
３．１ 制动器的性能检测方法
针对在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在检测参数少、结构庞大、操作不便和检测范本文通过模拟电梯制动器试验工况围小等缺点，
下的动力学特性，开发出用于制动器检测的模拟试验机，该试验机能够模拟加载制动器制动操作时的能量状况。图６为模拟试验机的原理框图，
２
４ｉｇ
２ｉ
式中，轿箱、对重和钢丝绳）的合力；Ｆ为电梯系统（ｍ为与
Ｆ相对应的质量；Ｉω为曳引轮的角速度；ｓ为电梯系统的等效转动惯量；Ｉｚ为曳引机系统等旋转部件的等效转动惯量。
）可得电梯系统的等效转动惯量为由式（３
Ｉｓ＝
［）］ｇｎ（２Ｑ０＋Ｑ（１．２５＋ψ）Ｒ１－Ｒ２＋２ｖｄｔＤ２＋ｉρ
０
ｔ０
试验机加载系统是一种水平放置的旋转加载装
＋Ｉｚ（）４
置，它能模拟加载制动器试验工况下的能量状况，使制动器满足试验工况下的动力学特性，制动器系统通过制动操作消耗掉加载系统加载的能量。与此同时，装在试验机上的各种传感器进行信号采集，经过信号调理后，采集到的信号经数据线传送到计算机建立测控系统。本文采用一种水平模拟试验机对制动器进行型式试验，该试验样机具有操作方便、结构尺寸小、检测范围大等优点，克服了在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在的缺点
。
故进行１电梯制动器制２５％动载荷试验时，动的惯性力矩为
Ｔｖ＝Ｉｓβ
式中，β为电梯制动器制动时的角减速度。
（）５
所以，此种情况下制动器的制动总扭矩为
Ｔ２＝Ｔｓ＋Ｔｖ
２．４ 上行超速保护试验时制动器的动力学模型
当空载轿厢以一定速度ｖ制动器０向上运行，系统的简化模型如做上行超速保护型式试验时，
图５所示。假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动
。
图６ 模拟试验机的原理框图
图５ 上行超速下系统的简化模型
３．２ 性能检测试验样机
制动器的性能检测试验样机如图７所示，它由被测曳引机、制动器系统、加载电机、制动器测控系统、惯性飞轮组、应变式扭矩传感器、光电编码盘和试验台体等组成。
该试验样机采用电机和惯性飞轮组模拟加载的方式，即电梯系统的偏载由加载电机加载，惯性载荷采用飞轮组和电惯量混合加载的方式加
９１０］? 。加载电机既要对系统的偏载进行模拟加载［
在这种情况下，制动器承受的载荷也由两部分构成：偏载载荷和惯量载荷。同２．３节中的分可得此种情况下电梯制动器制动的偏载力析，矩为
Ｔｓ１＝
０）］（）＋ρｎ（Ｒ２－Ｒ１＋２ｖｔ６０ｄｇ
２ｉ０
∫
ｔ０
０
ｔ
电梯系统的等效转动惯量为
Ｉｓ１＝
［）］ｇｎ（２Ｑ０＋ＱＲ２－Ｒ１＋２ｖｄｔＤ２ψ＋ｉρ
２
４ｉｇ
＋Ｉｚ
（）７
又要对电梯系统的等效转动惯量和惯性飞轮载，
组的惯量级差进行电惯量加载，加载电机的加载效果直接决定着试验样机开发的成败。
故进行上行超速保护试验时，制动器制动的
）计算出偏载力矩，器的制动力矩，由式（并使电９机加载的惯性等效力矩跟随制动力矩，就可以实系统的等效转动惯量和惯性飞轮组现对惯量差（
的惯量之差）的电惯量加载。
）和式（）可得三种试验工况下，由式（加９１２载电机的加载力矩的数学模型为
图７ 性能检测试验样机组成图
Ｔｄ１５０％静载）１＝ＴＰ１ （
３．２．１ 加载电机的加载数学模型
小于系统总重量的０钢丝绳重量（．５％）相对于轿厢、对重和载荷的重量可以忽略不计。故由）、）和式（）可得三种试验工况下，式（式（加载１２５电机模拟系统偏载的加载力矩为
ＴＰ１
（）
＝
ｉ２（）
ｉ２２ｉ
（１５０％静载）（）１２５％动载）（９（上行超速保护（）ＴｄＴｓ－ＴＰ１２５％动载）（１３＋ＴＰ２＝Ｋ（２）２
上行超速保护ＴｄＴｓ＋ＴＰ３＝Ｋ１（１－ＴＰ３）３（三种试验工况下，电机加载的力矩可用一个
Ｔｄ＝Ｋ０（Ｔｓ＋ＴＰ０－ＴＰ）
（）１４
通用模型来表示：
式中，三种Ｔｄ为电机加载的力矩；Ｋ０为电惯量补偿系数（；试验工况分别取０、Ｋ、Ｋ１）ＴｓＴＰ０为制动器的制动力矩；为电机模拟系统偏载的加载力矩。
ＴＰ２＝ＴＰ３＝
）可知，由式（当确定试验制动器型号后，加９
载电机模拟系统偏载的加载力矩可计算出，是一个恒定变量。
电梯系统的等效转动惯量与飞轮组的转动惯量之差是由加载电机进行电惯量模拟的，当忽略钢丝绳重量，假设试验样机的基础转动惯量和电梯系统中曳引机等旋转部件的转动惯量Ｉｚ相等）和时，设飞轮组的转动惯量为Ｉ４ｆ。此时由式（）可得三种试验工况下，加载电机加载的电式（６惯量为
Ｉ１５０％静载） （ｅ＝０Ｉｅ＝Ｉｓ－Ｉｆ＝
［］０（）１２５％动载－Ｉｆ （２
４ｉｇ２
３．２．２ 基于能量补偿的电机加载算法
电梯制动器制动时，设电梯系统的总能量为惯性飞轮组的动能为Ｅ那么电机的加载能Ｅｓ，ｆ，量为
Ｅｅ＝Ｅｓ－Ｅｆ＝
２２
ｈ－ω＋ｍωｓ０ｆｇ２２
（）１５
式中，三种工况下分别取Ｉｓ０为电梯系统的等效转动惯量（；０、ＩＩｍ为电梯系统的等效质ω为曳引轮的角速度；ｓ、ｓ１）量；ｈ为制动器制动过程中电梯系统的下降距离。
）～式（）可得综合式（１０１５
Ｅｅ＝
２０Ｉｈω＋ｍｓ０ｇ２
（）１６
）可计算电机加载的过程中，由式（电机应１６
施加的能量。电机实际的施加能量为
Ｅ′ｅ＝
∫
０
ｔ
Ｔｄωｄｔ＝
ｔ
０
ＫＴ
∫（
０
０
ｓ０
ｔ
ｓ０
ｄｔ＝＋ＴＰ）ω
（）１７
Ｉｅ１＝Ｉｓ－Ｉｆ＝
［２］（上行超速保护）－Ｉ ｆ ２
４ｉｇ
ｔ＋ｍｈｇ
∫ＫＴωｄ
０
式中，ｔ为计算时间；Ｔｓ０和ω取传感器实时测取值。
）（１０（）１１
比较Ｅｅ和Ｅ得到误差为′ｅ，
２
Ｅ＝Ｅｅ－Ｅ′Ｋ０ＩΔω－ｅ＝ｓ０
２
Ｔｅ＝Ｉｅβｅ
角减速度；Ｔｅ为电惯量加载的等效力矩。
∫ＫＴ
０
０
ｔ
ｓ０
）ｄｔ（１８ω
式中，即电梯制动器制动时的ｅ为电机主轴的角减速度，β
根据以上分析，将电梯制动器的整个制动过程分为Ｎ０个时间段，每个时间段为ΔＴ，从ｔ０时。间隔Δ刻开始制动，Ｔ后为时刻ｔｔｔＴ）１（１＝０＋Δ下面就每个时间段，对电机的加载补偿过程进行分析。
电机的能量补偿以Ｋ０为杠杆，通过对加载电在机的输出力矩进行调节来实现，ｔｔ０～１时间段，
）得电机的电惯量补偿系数为Ｋ０，由式（１４
ＴｄＴｓ＋ＴＰ０＝Ｋ０（０－ＴＰ）
加载力矩。
（）１９
式中，Ｔｄｔｔｔ０为０时刻计算出的应用于０～１时间段的电机
）、）、）和式（）可得，综合式（式（式（三５８１０１１种试验工况下电机进行电惯量加载的等效力矩为
Ｔｅ＝０ （１５０％静载）Ｔｅ＝
ｅ
（Ｔｓ－ＴｐＴｓ－Ｔｐ１２５％动载）＝Ｋ（２）２）（Ｉｓ
ｅ１
（ＴｅＴｓＴｓ＝Ｋ１（１＝１－Ｔ３）１－Ｔ３）ｐｐＩｓ１
（上行超速保护（）１２
可见，电惯量加载的等效力矩正比于制动器的制动力矩与偏载力矩之差。只要由传感器测出制动
）计算出电机的加载能到ｔ由式（１６１时刻，
量为
Ｅｅ１＝
２
Ｋ０Ｉωｓ００－２
（）２０
（）针对在电梯整机上进行电梯制动器的型３
式试验存在操作不便、检测参数少和范围小等缺提出了实施电梯制动器性能检测的新方法。陷，
）（设计了电梯制动器性能检测试验样机，基４
于试验工况下电梯制动器制动的动力学模型和电建立了试验样机进行电机转矩加惯量加载原理，载的数学模型。
（）基于电机转矩加载的数学模型和能量补５
建立了电机进行转矩加载的算法，保证偿的方法，
了电梯制动器在试验机上的制动规律和在电梯整机系统上的制动规律相一致。
参考文献：
［］电梯与自动扶梯［上海：上海交通大学１Ｍ］． 朱昌明．
出版社，１９９５．
［］电梯结构原理及安装维修［北京：机械２Ｍ］． 陈家盛．
工业出版社，２００６．
［］３ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．
（）２３
北ＧＢ７５８８－２００３电梯制造与安装安全规范［Ｓ］．中国标准出版社，京：２００３．
［］４ｒｉｔｉｓｈＳｔａｎｄａｒｄＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎＰｒｏｖｉｄｅｄｂＩＨＳＵｎｄｅｒ Ｂ ｙ
ＬｉｃｅｎｓｅｗｉｔｈＢＳＩ．ＥＮ８１－１：１９９８ＳａｆｅｔＲｕｌｅｓｆｏｒ ｙ
）（２４
［］，ｔｈｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｏｆＬｉｆｔｓＳ１９９８． ［］５ＴＳＧ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．
Ｔ７０１３－２００５电梯轿厢上行超速保护装置型式试验］细则［北京：中国标准出版社，Ｓ．２００５．
［］６ＴＳＧ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．
北京：Ｓ］．Ｔ７０１７－２００５电梯曳引机型式试验细则［中国标准出版社，２００５．
［］７ａｎｏｖｓｋＬ．ＥｌｅｖａｔｏｒＭｅｃｈａｎｉｃａｌＤｅｓｉｎ［Ｍ］．Ｎｅｗ Ｊ ｙｇ
：，ＥｌｌｉｓＨｏｒｗｏｏｄ１９９３．Ｙｏｒｋ
［］周志红．理论力学［北京：清华大学出版８Ｍ］． 郭应征，
社，２００５．
（）２６
［］谢昭丽．基于电惯量的汽车惯性式制动试９ 盛朝阳，
］，验系统的设计［重庆大学学报（自然科学版）Ｊ．（）：２００５，２８１９０－９２．
（）２７
［］制动器试验台电惯量系统控制方法研究１０ 周洪旋．
［长春：吉林大学，Ｄ］．２００５．
（编辑 陈 勇）
２
０Ｉｈωｓ０１－ｈ０）ｇ（１＋ｍ２
为ｔｔ０、１时刻电梯系统下降的距离。
式中，ｔｔｈｈωω０、１分别为０、１时刻曳引轮的角速度；１、２分别
）计算出在该段时间内电机实再根据式（１７际加载的能量：
Ｅ′ｅ１＝
∫ＫＴ
ｔ０
０
ｔ１
ｓ０
ｄｔ＋ｍｈω１－ｈ０）ｇ（（）２１
）计算出误差Δ然后，根据式（为了保１８Ｅ１，
证电梯制动器制动的规律和实际工况一致，有必使得要在电机加载的下个时段进行能量补偿，
Ｅｅ′Ｅ１ｅ２＋Δ２＝Ｅ
算值时在第二阶段施加的能量。
（）２２
式中，ＥｅＥ′ｅ２为以Ｋ２为第二阶段电机施加的能量；０为计
）可得：由式（２２
２２
Ｋ１Ｉｈ＋ｍ＝ωｓ０（２－ｈ１）１－ω２）ｇ（２
２２
Ｋ０ＩｈＥ１＋ｍ＋Δωｓ０（１－ω２）２－ｈ１）ｇ（２
整理得
２２
０ＩＥ１＋Δω１－ω２）ｓ０（Ｋ１＝
（２２ｓ０ω１－ω２）２
式中，它近似表示为ωω２为ｔ２时刻曳引轮的角速度，２＝
ω１－
（）
Ｔ；ＴｓＴＰΔ０为传感器测得的制动器力矩；
Ｉｓ０
）计算得到。可由式（９
故可得加载电机在ｔ１～ｔ２时间段的加载力矩为
ＴｄＴｓ＋ＴＰ１＝Ｋ１（０－ＴＰ）
（）２５
依此类推，可得ｔｎ时刻的模拟系数为
２２
Ｋｎ－１ＩＥ＋Δωｓ０（ｎ）ｎｎ１－ω－Ｋｎ＝
（２２ｓ０ωｎ１－ωｎ）－２
则ｔｎ时刻的电机的加载力矩为
ＴｄＴｓ＋ＴＰｎ＝Ｋｎ（０－ＴＰ）
输出转速ω直到ω计算结束。０；ｎ，ｎ＝
本算法从能量角度出发，保证了制动器在试验机上的制动规律和在电梯整机系统上的制动规律相一致。
作者简介：谢小鹏，男，１９６１年生。华南理工大学机械与汽车工程学院教授、博士研究生导师。主要研究方向为机电产品开发、现代设计方法和汽车摩擦学等。发表论文８男，０余篇。牛高产，１９８２年生。华南理工大学机械与汽车工程学院硕士研究生。浦汉军，男，１９８２年生。华南理工大学机械与汽车工程学院博士研究生。张怀继，男，１９６９年生。深圳市特种设备安全检验研究院电梯部件试验室主任工程师。曾梓峰，男，１９５７年生。深圳市特种设备安全检验研究院总工程师。
４ 结论
（）通过研究电梯行业的安全标准和电梯制１
动器型式试验细则，得出了电梯制动器的试验工况。
（）建立了试验工况下电梯制动器制动时的２
动力学模型。