电梯动态转矩与总飞轮矩的关系及设计原则

由基本运动方程式（3⁃3）可知，在曳引电动机轴上的动态转矩ΔT_e＝T_e－T_L为一定数值时，转速的变化率的大小与电动机轴上总的飞轮矩GD²有关。因此，首先应该明确GD²由哪些因素决定。事实上，电动机轴总飞轮矩GD²为电动机同一轴上的飞轮矩GD²_M、蜗轮同一轴上的飞轮矩和电梯垂直平移运动部分分别按存储动能相同的原则折算到电动机轴上的飞轮矩GD²_R及GD²_L之和，即GD²＝GD²_M＋GD²_R＋GD²_L。

由力学知识可知，旋转体的动能为

假设蜗轮同一轴上的飞轮矩为GD²_g，转速为n_g，折算到电动机轴上的飞轮矩为GD²_R，电动机转速为n，则按照能量守恒原则得

由此得

由式（3⁃13）可见，飞轮矩按速度二次方的反比来折算，且与传动效率无关。

假设轿厢和对重总的重量为G_L，运动速度为v_L，则其动能为该平移部分折算到电动机轴上的飞轮矩为GD_L，则根据能量守恒原则，按式（3⁃12）可求出

根据式（3⁃13）和式（3⁃14）可求得电动机轴上总飞轮矩为

由于轿厢的实际载重量G₂是随机变化的，所以平移部分的总重量G_L也随之改变，其他各量在产品设计和安装时均已被确定下来。因此，由式（3⁃15）可知，电梯轿厢实际载重量的变化影响系统总飞轮矩GD²的大小。

当动态转矩时，电梯必然做加速或减速运行。根据国家标准的规定，轿厢运行的最大加速度应不大于1.5m／s²；考虑电梯的运行效率，平均加速度a_av不应小于规定值。设轿厢运行速度为v_m，起动过程加速时间为t_a，则平均加速度a_av为

显然，恰当地确定系统的飞轮矩GD²是非常重要的。因此，需要研究加速度与动态转矩和飞轮矩的关系。

令曳引轮直径为D_g，转速为n_g，电动机转速为n，则轿厢运行速度v可表示为(www.xing528.com)

则可求得

代入式（3⁃3）得

由此可求得加速度a为

由式（3⁃16）可知，对一定载重量的电梯在运行时，除了电动机的电磁转矩T_e以外，其他各量均为常数。因此，控制电动机的转矩T_e就可控制加速度a的大小。

另外，当根据电梯运行状态按国家标准对加速度的最大值a_max和最小值a_min做了规定之后，则轿厢在起动加速满载上行或空载下行时，根据式（3⁃16）可知，系统总飞轮矩GD²应满足

在式（3⁃17）中，加速度a_min是在一定距离内由零速开始加速时所规定的最小加速度。当起动加速满载下行或空载上行时，电梯的加速作用转矩不能大于由最大加速度a_max与GD²所确定的动态转矩，此时GD²应满足

在制动减速满载上行或空载下行时，电梯的制动作用转矩T_B不能大于由a_max与GD²所确定的动态转矩，此时GD²应满足

在制动减速满载下行或空载上行时，GD²应满足

加速度a_min是在一定距离内由高速减到低速时所规定的最小加速度。式（3⁃17）～式（3⁃20）具体描述了系统总飞轮矩、加速度和动态转矩之间的关系。

当电梯运行加速度已被规定，动态转矩也已明确时，可根据以上四个关系式对总飞轮矩GD²作合理设计。