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摘 要：无齿轮永磁同步曳引机具有很多优点：比如寿命长、能耗低、维护方便等优点，现在已经被电梯行业越来越广泛的应用，本论文主要对曳引机优势、结构、安全可靠性及现场应用等方面进行了分析探讨。
關键词：永磁同步 曳引机
无齿轮永磁同步曳引机， 是电梯的动力装置，由主机带动绳轮，没有减速箱装置。安装在电梯井道内或者机房内，一般设置在建筑物的井道上方或者顶层机房里，永磁同步曳引机是将无轴承技术运用到永磁同步曳引机上的新型无轴承电动机，具有体积小、节省能源、低速大转矩、低速运行平稳、噪声低、维护方便等优点，引起电梯行业的越来越广泛的关注，近年来，许多电梯厂家纷纷开始开发研制无齿轮永磁同步曳引机。WYT系列无齿轮永磁同步曳引机于2001年7月率先通过了中国电梯质量监督检验中心的检验，目前已形成批量生产。伴随着电梯行业的技术竞争，必将促进无齿轮永磁同步曳引机技术及其发展。
无齿轮永磁同步曳引机与蜗轮、蜗杆传动式曳引机比较优势：
与蜗轮、蜗杆传动式曳引机相比较，无齿轮永磁同步无齿曳引机具有下面的优点：
（1）无齿轮永磁同步无齿曳引机没有蜗轮、蜗杆传动副，直接驱动，永磁同步电机不需要做异步电机所需的定子线圈，它的主要材料是高能量密度的高剩磁感应和高矫顽力的钕铁硼，其气隙磁密一般达到0.75T以上，所以可以重量很轻，体积也非常小巧。
（2）由于采用了电机直接驱动，永磁同步曳引机的传动效率可以提高很多。传统的异步电机在运行时尤其是高速运行时轴承和蜗轮、蜗杆传动副接触传动会产生噪音，而无齿轮永磁同步无齿曳引机不存在上述可能，所以整机噪声很小。可降低5～10db（A）。
（3）永磁同步电机是由永磁铁来实现其励磁的，不需要定子提供额外的励磁电流，所以电机的功率因数理论上可以达到1。并且永磁同步电机的转子没有电流通过，也就不存在转子的耗损问题 。所以一般比异步电机可以降低近一半的耗损。加上没有高能耗的蜗轮蜗杆传动副，可以进一步的降低能耗。因没有激磁损耗、激磁绕组，需要的散热小，因而无需风扇、无风摩耗，效率高；采用磁场定向矢量变换控制，具有和直流电动机一样优良的转矩控制特性，起、制动电流明显低于感应电动机，所需电动机功率和变频器容量都得到减小。
无齿轮永磁同步曳引机结构设计：
无齿轮永磁同步曳引机的结构形式可以分为径向磁场结构和轴向磁场结构。按定子和转子不同的相对位置径向磁场结构，又可分为内转子和外转子两种结构。而轴向磁场结构又可称为盘式结构，不同结构的曳引机应有的场合也不同，他们各自的磁场分布形式也不相同。内转子因为其结构承载能力强，所以适用于大型、高速电梯，较多的应用于高层住宅电梯和办公楼电梯上，外转子结构轴向尺寸相对较小，一般应用于小机房或无机房电梯，但同时载重量也受到限制，盘式结的曳引机轴向尺寸相对更小，最适合无机房电梯直接安装在电梯井道中。
无论采用何种结构形式永磁同步曳引机，都必须满足其强度和刚度的要求，必须保证其在实际使用中的安全性和可靠性。需要对其曳引力等进行计算和验证。满足条件后方可投入使用。
无齿轮永磁同步曳引机的安全可靠性：
永磁同步曳引机中采用的永磁材料为高性能钕铁硼，钕铁硼永磁材料只有在同时满足以下两个条件时才能发生不可逆退磁：①永磁材料在高温环境下，材料的退磁曲线就会由常温下的直线变为了曲线，就是我们说的退磁曲线变弯曲。②而此时，当外加磁势逐渐取消后，永磁体工作点就会向与退磁曲线平行的回复线方向移动，这时永磁体就会发生了不可逆退磁。
而当永磁体的退磁曲线为直线时，那么无论再加上多大的去磁磁势，永磁体都再也不会发生不可逆退磁，同样的道理，在永磁体退磁曲线弯曲的情况下，如果外加的退磁势不够大，永磁体的工作点在处在磁曲线拐点以上，也不可能发生不可逆退磁。
在实际运行中，为了保证永磁同步曳引机不会发生不可逆退磁，设计中考虑绕组匝数和永磁体尺寸的选择时，必须要保证即使是在最恶劣的工况下永磁体工作点也有远大于拐点的数值。选择永磁材料时要考虑必须具有抗高温特性，保证在正常的条件下，退磁曲线一直为直线；另一方面当温度达到100℃时，永磁同步曳引机绕组中予埋的热敏电阻可通过热敏电阻监控器保证曳引机暂停工作。以上措施可以确保永磁体在最恶劣的情况下也不会发生失磁。
无齿轮永磁同步曳引机在现场应用情况：
目前无齿轮永磁同步曳引机的电梯已经全面在市场中运行，主要参数是：电梯速度一般在0.5-4.0m/s，载重量也可以覆盖为450-2000kg.。有机房电梯和无机房电梯均有采用。而其主要的优点有：噪声有明显的下降。因为永磁同步曳引机的电机转速低，又没有齿轮咬合带来的噪声，所以噪声会比传统的曳引机噪声小很多。此外，没有了齿轮转动产生振动，电梯比以前乘坐时多了更多平稳的舒适感。永磁电机的高效率加上没有了齿轮转动的损耗，永磁无齿轮曳引机也可以很好的节能40%或者更多。
结论：
在电梯的运行中，曳引机的耗电量可以达到80%或者更多，所以节能环保显得尤为重要。随着环保事业的推进以及社会对环保越来越多的要求。永磁同步曳引机会越来越多的投入到市场中。其也会凭着其优势全面的替代传统的蜗轮、蜗杆传动副曳引机。
参考文献：
[1] 《电梯曳引机设计·安装·维修》，机械工业出版社，杨兰春
關键词：永磁同步 曳引机
无齿轮永磁同步曳引机， 是电梯的动力装置，由主机带动绳轮，没有减速箱装置。安装在电梯井道内或者机房内，一般设置在建筑物的井道上方或者顶层机房里，永磁同步曳引机是将无轴承技术运用到永磁同步曳引机上的新型无轴承电动机，具有体积小、节省能源、低速大转矩、低速运行平稳、噪声低、维护方便等优点，引起电梯行业的越来越广泛的关注，近年来，许多电梯厂家纷纷开始开发研制无齿轮永磁同步曳引机。WYT系列无齿轮永磁同步曳引机于2001年7月率先通过了中国电梯质量监督检验中心的检验，目前已形成批量生产。伴随着电梯行业的技术竞争，必将促进无齿轮永磁同步曳引机技术及其发展。
无齿轮永磁同步曳引机与蜗轮、蜗杆传动式曳引机比较优势：
与蜗轮、蜗杆传动式曳引机相比较，无齿轮永磁同步无齿曳引机具有下面的优点：
（1）无齿轮永磁同步无齿曳引机没有蜗轮、蜗杆传动副，直接驱动，永磁同步电机不需要做异步电机所需的定子线圈，它的主要材料是高能量密度的高剩磁感应和高矫顽力的钕铁硼，其气隙磁密一般达到0.75T以上，所以可以重量很轻，体积也非常小巧。
（2）由于采用了电机直接驱动，永磁同步曳引机的传动效率可以提高很多。传统的异步电机在运行时尤其是高速运行时轴承和蜗轮、蜗杆传动副接触传动会产生噪音，而无齿轮永磁同步无齿曳引机不存在上述可能，所以整机噪声很小。可降低5～10db（A）。
（3）永磁同步电机是由永磁铁来实现其励磁的，不需要定子提供额外的励磁电流，所以电机的功率因数理论上可以达到1。并且永磁同步电机的转子没有电流通过，也就不存在转子的耗损问题 。所以一般比异步电机可以降低近一半的耗损。加上没有高能耗的蜗轮蜗杆传动副，可以进一步的降低能耗。因没有激磁损耗、激磁绕组，需要的散热小，因而无需风扇、无风摩耗，效率高；采用磁场定向矢量变换控制，具有和直流电动机一样优良的转矩控制特性，起、制动电流明显低于感应电动机，所需电动机功率和变频器容量都得到减小。
无齿轮永磁同步曳引机结构设计：
无齿轮永磁同步曳引机的结构形式可以分为径向磁场结构和轴向磁场结构。按定子和转子不同的相对位置径向磁场结构，又可分为内转子和外转子两种结构。而轴向磁场结构又可称为盘式结构，不同结构的曳引机应有的场合也不同，他们各自的磁场分布形式也不相同。内转子因为其结构承载能力强，所以适用于大型、高速电梯，较多的应用于高层住宅电梯和办公楼电梯上，外转子结构轴向尺寸相对较小，一般应用于小机房或无机房电梯，但同时载重量也受到限制，盘式结的曳引机轴向尺寸相对更小，最适合无机房电梯直接安装在电梯井道中。
无论采用何种结构形式永磁同步曳引机，都必须满足其强度和刚度的要求，必须保证其在实际使用中的安全性和可靠性。需要对其曳引力等进行计算和验证。满足条件后方可投入使用。
无齿轮永磁同步曳引机的安全可靠性：
永磁同步曳引机中采用的永磁材料为高性能钕铁硼，钕铁硼永磁材料只有在同时满足以下两个条件时才能发生不可逆退磁：①永磁材料在高温环境下，材料的退磁曲线就会由常温下的直线变为了曲线，就是我们说的退磁曲线变弯曲。②而此时，当外加磁势逐渐取消后，永磁体工作点就会向与退磁曲线平行的回复线方向移动，这时永磁体就会发生了不可逆退磁。
而当永磁体的退磁曲线为直线时，那么无论再加上多大的去磁磁势，永磁体都再也不会发生不可逆退磁，同样的道理，在永磁体退磁曲线弯曲的情况下，如果外加的退磁势不够大，永磁体的工作点在处在磁曲线拐点以上，也不可能发生不可逆退磁。
在实际运行中，为了保证永磁同步曳引机不会发生不可逆退磁，设计中考虑绕组匝数和永磁体尺寸的选择时，必须要保证即使是在最恶劣的工况下永磁体工作点也有远大于拐点的数值。选择永磁材料时要考虑必须具有抗高温特性，保证在正常的条件下，退磁曲线一直为直线；另一方面当温度达到100℃时，永磁同步曳引机绕组中予埋的热敏电阻可通过热敏电阻监控器保证曳引机暂停工作。以上措施可以确保永磁体在最恶劣的情况下也不会发生失磁。
无齿轮永磁同步曳引机在现场应用情况：
目前无齿轮永磁同步曳引机的电梯已经全面在市场中运行，主要参数是：电梯速度一般在0.5-4.0m/s，载重量也可以覆盖为450-2000kg.。有机房电梯和无机房电梯均有采用。而其主要的优点有：噪声有明显的下降。因为永磁同步曳引机的电机转速低，又没有齿轮咬合带来的噪声，所以噪声会比传统的曳引机噪声小很多。此外，没有了齿轮转动产生振动，电梯比以前乘坐时多了更多平稳的舒适感。永磁电机的高效率加上没有了齿轮转动的损耗，永磁无齿轮曳引机也可以很好的节能40%或者更多。
结论：
在电梯的运行中，曳引机的耗电量可以达到80%或者更多，所以节能环保显得尤为重要。随着环保事业的推进以及社会对环保越来越多的要求。永磁同步曳引机会越来越多的投入到市场中。其也会凭着其优势全面的替代传统的蜗轮、蜗杆传动副曳引机。
参考文献：
[1] 《电梯曳引机设计·安装·维修》，机械工业出版社，杨兰春