传统起重机起升机构通常采用异步电机加减速机驱动,该结构存在着传动链条长、故障率高、异步电机带载性能差、减速箱传动效率低、漏油污染环境等诸多问题,已经不再适合当代社会节能减碳的观点,而采用高效、节能永磁电机驱动的起升机构系统,才是起重机发展的新趋势。针对起重机起升机构驱动系统频繁起停、周期循环、短时工作制的特点,围绕将永磁电机应用到起重机上时,起升机构驱动形式的选择、永磁电机的冷却和调速这三个技术问题,本文做了如下研究:首先,研究起重机起升机构异步电机加减速机驱动、永磁外置卷筒驱动、永磁内置卷筒驱动等驱动形式,对比它们的优缺点,确定采用外转子永磁电机内置卷筒驱动形式;计算不同卷筒尺寸、不同极槽配比下的永磁电机方案,对比不同方案下永磁电机的齿槽转矩、效率和整体成本等,选择合适的卷筒尺寸和极槽配比;对起重机直驱起升机构永磁电机的外转子也就是卷筒进行应力场仿真,根据得到的卷筒最大形变和最大应力,为卷筒壁厚的选择和永磁电机气隙长度的选取提供依据;对起升机构直驱、半直驱驱动系统进行价格和永磁电机空载反电势波形、齿槽转矩、气隙谐波含量等性能参数的对比,得到起升半直驱驱动系统的整体价格更低,更具有市场竞争力,为永磁电机在起重机领域的应用提供了更加明确的方向。其次,起重机起升机构驱动系统要求驱动电机提供爆发大扭矩,在去除减速机和异步电机带来的种种问题后,永磁电机的温升是驱动系统能否安全运行的关键。本文采用强制风冷散热,通过对卷筒散热结构的设计,温度场的仿真,实验的验证,保证电机温升在合理范围内,解决电机温升对驱动系统安全运行的影响。最后,对永磁电动卷筒电机调速方法进行研究。起重机不仅要求驱动电机在提升重物时提供爆发力,还要求在空载或轻载下的稳定快速性能。传统弱磁扩速范围有限且不适合起重机的运行工况,通过利用定子绕组串并联切换调速技术,给出电机绕组接线方法,制订绕组串并联切换的控制流程,实现对电动卷筒的调速;对绕组串并联切换调速永磁电机进行效率MAP图的仿真分析,同时对传统弱磁调速与绕组串并联切换调速的扩速性能进行对比分析,得到绕组串并联切换调速的扩速范围是弱磁扩速的两倍多,该方法更加契合起重机永磁电动滚筒电机的调速要求。