淺談永磁同步電動機在電梯中的應用

胡曉旭

摘 要：高性能稀土永磁材料是制作永磁同步電動機的主要材料，能夠大幅度的提升永磁同步電動機的磁性，而且，在磁密度不斷增大的同時，磁體結構的體積也在不斷的縮小，通過較少的材料就能達到磁通的目的，也為永磁同步電動機的發展開辟了新的領域。

關鍵詞：永磁同步電動機；電梯；轉子結構

前言

永磁同步電動機主要是利用稀土永磁材料制成，以往永磁電動機由于磁性偏低、體積過大的緣故，很少將其應用到電梯的升降運行中，而在近些年的發展中，永磁同步電動機的發展蒸蒸日上，將其應用到電梯的運行中，不僅能夠滿足電梯的運行要求，同時還彌補了傳統電梯運行中升降速度調控低的缺陷，是未來電梯發展中的主要應用結構。文章主要從永磁同步電動機在電梯中的應用進行分析。

1 永磁同步電動機概述

永磁同步電動機是一種驅動電機，應用范圍極為廣泛，主要由永久磁鋼轉子、定子、位置傳感器等幾方面結構組成，具有體積小、結構簡單、重量輕等優勢。將永磁同步電動機應用到電梯中，對電動機的相應速度也提出了更高的要求，同時，為了滿足運行要求，還針對調速范圍的寬度提出了一定的要求。

永磁同步電動機在運行的過程中主要分為直流發電機供電、交流勵磁機供電、無勵磁機供電等幾種勵磁方式[1-2]。直流發電機供電的勵磁方式，要求永磁同步電動機必須具備專用的直流發電機，在這種方式下運行，電動機的勵磁電流相對獨立，而且，在實際的工作中發現，這種運行方式的可靠性極高，具有較少用電消耗的優勢，再加上成熟的運行經驗，為電梯的運行效率提供一定的幫助；交流勵磁機供電的勵磁方式又將其稱為靜止整流裝置，也就是一種靜止勵磁的狀態，由于該種勵磁機供電過程中，沒有滑環、電刷等一些轉動部件，使得交流勵磁機供電運行的過程中，具有結構簡單、工作可靠、制造方便等優勢。但是，交流勵磁機供電過程中會存在噪音較大、交流電勢諧波分量大等缺點，這都是值得我們注意的。

2 永磁同步電動機在電梯中的應用

2.1 永磁同步電動機轉子結構分析

眾所周知，永磁同步電動機在運行的過程中，其轉子的磁性起到關鍵的作用，如果磁性較小的話，在磁通的過程中就會產生一定的障礙，因此，轉子結構也是永磁同步電動機運行的關鍵部件[3]。現階段，永磁同步電動機的轉子主要都是應用稀土永磁材料制作而成，確保轉子具有較高的磁能積，而且，由于永磁材料的效果，制作轉子只需要很小體積的材料就能產生較大的磁性，更有利于產生磁通，對保障永磁同步電動機的運行效率有著極大的作用，同時也是保障電梯運行效率以及運行安全的關鍵性因素。當今應用到電梯中的電磁同步電動機主要采用貼片式的磁極結構，例如，圖1為永磁同步電動機內轉子和外轉子的結構圖（如圖1所示）。

圖1 左為內轉子，右為外轉子

2.2 永磁同步電動機的應用

“電梯”對于大多數人都不陌生，電梯的升降運動可以為人們提供更加便利的條件，尤其是在搬運貨物的過程中，通過電梯搬運貨物，可以節省更多的人力，而電梯在升降運動的過程中，對速度控制的要求極高，必須實行全范圍的控制，這樣才能確保電梯升降運動給人們帶來舒適性和安全性[4]。以往電梯升降運動的過程中，由于永磁同步電動機的發展對速度的調控有著一定的難度，沒能將其有效的應用到電梯中。

而在近些年的發展中，永磁同步電動機的發展也邁向了一個新的領域，對電動機運行的速度控制也有著一定的成效，這都是電梯運行急需的因素。通過將永磁同步電動機應用到電梯中，可以借助永磁同步電動機對速度全范圍調控的優勢，實現對電梯升降速度的有效調控，有效提高電梯的運行效率，給使用者帶來一定的舒適性和安全性。另外，永磁同步電動機在應用到電梯運行中，不需要勵磁繞組的支持，不僅節省了電梯的運行材料投入成本，同時也節約了勵磁功率，再加上電動機的體積要較傳統電梯運行電動機體積小很多，節省了一定的空間，從而有效的提升了電梯的運行效率。此外，永磁同步電動機的應用，更方便制成外轉子結構和軸向磁場，這樣就會大大降低曳引機的重量和體積，是未來電梯發展中的首選，對電梯運行的安全性、舒適性有著深遠的意義。

3 永磁同步電動機在電梯中應用需要注意的問題

永磁同步電動機在運行的過程中，磁體的磁性強度直接影響著電梯的運行效率，因此，電梯在運行的過程中，需要我們注意一些可能引起退磁的問題[5]。如，在受到不正確拆裝過程中造成的退磁現象；運行環境溫度過高，永磁材料的溫度系數增大，材料溫度上升造成磁密度的降低現象；使用時間較長且沒有經過有效的維護，造成磁體剩余磁的自然損耗降低現象；另外，電梯在運行的過程中，可能會發生故障現象，而產生的故障電流則是導致磁體退磁的關鍵性因素等。

退磁這一問題相關部門必須重視起來，為了避免或降低退磁對永磁同步電動機運行效率以及電梯過載能力的影響，主要從以下幾方面進行控制。首先，在對電梯進行安裝的過程中，必須嚴格按照規范要求進行，避免電梯安裝中出現敲擊、摔打電動機的現象，以免對電動機造成退磁的現象。其次，要選用額定功率適宜的永磁同步電動機，一般情況下，選用的永磁同步電動機的額定功率要比其他電梯使用的勵磁型電動機額定功率大5%左右，這樣更有利于永磁同步電動機的長期可靠運行，避免了長期影響導致電動機退磁的現象。再次，在對永磁同步電動機進行拆機維護的過程中，必須嚴格按照拆裝的規范要求進行，避免不正當的宅裝造成退磁的現象。第四，在永磁同步電動機發生故障時，必須由專業人員按照規范要求對其進行檢修，同時，在檢修工作完成之后，還要對電動機進行轉矩測試，確保轉矩正常再投入使用，避免檢修不得當而影響到電動機的使用壽命。第五，為了保證永磁同步電動機以及電梯的可靠運行，需要對電動機的轉矩、電流等因素進行在線監測，通過對監測系數的分析，實現對電動機故障預診斷的目的，避免或降低永磁同步電動機故障帶來的損失，確保電梯使用的安全性。

4 結束語

綜上所述，永磁同步電動機對電梯運行的安全性、舒適性有著極大的作用，有效的彌補了傳統電梯運行升降速度調控能力低的缺陷，是為了電梯發展中必備的設備。通過文章對永磁同步電動機在電梯中的應用分析，作者結合自身多年的工作經驗，以及自身對永磁同步電動機的了解，主要從永磁同步電動機概述、永磁同步電動機在電梯中的應用、永磁同步電動機在電梯中應用需要注意的問題等幾方面進行分析，希望通過文章的分析，對提高永磁同步電動機的發展，以及電梯的運行效率給予一定的幫助。

參考文獻

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[3]敬東，張明.輕稀土取代釤對2：17型永磁材料磁性能的影響[J].金屬功能材料，2003（1）.

[4]劉素芳，劉素平.電梯用永磁同步電動機控制系統的仿真[J].西南民族大學學報（自然科學版），2007（1）.

[5]周云翔，麥崇裔.永磁同步電動機驅動系統在無齒輪傳動中、低速電梯的研究與實現[J].廣東自動化與信息工程，2004（3）.