永磁同步曳引机在电梯检验中所遇到的诸多问题

关恒英

摘 要：本文从机械特性和电器特性两个方面对无齿永磁同步曳引机在实际应用中存在的种种问题进行了分析，并对与此相关的检验内容提出了自己的看法。

关键词：永磁同步曳引机；曳引力；钢丝绳；制動器；上行超速保护

在无齿永磁同步曳引机的结构组成中，主要是以转子结构为基础的，并且其中包含了永磁同步电动机以及曳引轮及制动系统两个组成部分，上世纪90年代，无齿永磁同步曳引机最早出现在人们的视野中，将其应用在电梯上，能够产生十分理想的效果，不但能够有效的节省能源，还具有较小的体积，在运行的过程中保持平稳性，并且不需要加以维护，在当前的市场发展中具有十分广泛的发展空间，在电梯中的应用随着时间的推移，其使用比例呈现出不断增长的趋势，所以只有严格的对电梯进行检验，才能保证使用状态的安全性，这是当前应该注意的一个问题，下面笔者就对这一问题展开详细的论述。

1 永磁同步曳引机曳引力问题

影响曳引力的主要因素有以下几点。首先是轿厢以及对重重量之间的平衡系数关系；其次是曳引轮的绳槽形状以及曳引轮所使用材料的当量摩擦系数；第三是在曳引轮上的曳引绳包角。在电梯使用的过程中，主要采用的永磁同步曳引机在最开始的动力是为了将曳引机以及电动机的功率进一步降低，这样就能够实现无机房或者是小机房的电梯。永磁同步曳引机的应用减少了齿轮减速这一结构，电机轴能够直接对曳引轮进行驱动，并且电机产生的转矩与曳引机转矩是相互一致的，如果输出的扭矩变低，那么就只能应用直径较小的曳引轮。在这一设计中，表面上能够减少机房的使用，并且满足井道空间的要求，同时也能进一步降低成本，但是在实际应用的过程中，根据相关的规定，钢丝绳股数使用的数量与曳引轮、滑轮或卷筒的节圆直径还有悬挂绳公称直径二者之间的比例是不相关的，都不能低于40这一数值。所以如果曳引轮的直径减少了，那么就无法达到曳引力的规定，为了能够有效对这一问题进行预防，一般情况下，厂家采用的主要方式是几种方式相结合的办法，也就是将V型槽、复绕大包角、钢丝绳根数、平衡系数有效的结合，但是又因为生产厂家并不是直接与用户进行联系，一旦出现问题以后，在维修方面就会变得十分困难，随便调整包角大小以及钢丝绳根数，以为能够对特殊井道以及旧电梯的曳引机进行更换，但是就会造成实际曳引力出现不足的现象，甚至在极端的情况下，还会造成无法带动钢丝绳进行升降的现象，并且这一现象将会愈发突出。

在相关规定中，提出了在额定荷载的前提下，应该确保平层不出现打滑的现象，但是这并没有提出极端工况情况的出现，并且在部分规程中，只是要求了对大面积轿厢面积问题进行曳引静载的相关检查，却并未提出要检查符合载重量以及轿厢面积的电梯，因此笔者认为应该对这一问题加以进一步的完善，在相关规程中应该重点提出对与曳引力相关的现场检测标准以及实验方法。

2 永磁同步曳引机曳引钢丝绳寿命问题

正如前文中所叙述的一样，在对曳引轮的直径进行设计的过程中，一般情况下采用的都是V型槽，这样能够对摩擦系数进一步增大，很多生产厂家为了保证产品的质量，所采用的方式都是将表面硬度提高，选择质量更好的曳引轮材质，虽然具有一定的变化，但是这一变化并不是十分明显的，所以不足以满足曳引钢丝绳在质量方面的要求，因为对曳引钢丝绳的要求更高，针对这一情况，相关规程中又对曳引轮的直径提出了要求，不能低于8mm，在设计的过程中，V型槽会对钢丝绳表层的钢丝强度造成一定的影响，使强度出现降低的情况，进而造成钢丝绳受到严重的磨损，在现象进行安装的过程中，选用的绕绳比例为2：1，这一比例能够通过更多的轮子，但是却会产生很多其他方面的问题，例如因为装配的不合理造成出现较大的偏角或者是没有注意到放绳而造成钢丝绳的扭曲，进而出现了内应力，上述的这些情况最终影响到钢丝绳的使用寿命，所以需要经常对钢丝绳进行更换，造成不必要的麻烦，久而久之，对于相关检测单位以及房产业主来说都是一笔不小的开支，针对这一情况的出现，就需要进一步完善电梯曳引机的发展，并且将其体现在相关检验规程中，这样才能真正的起到降低故障，促进安全性进一步提升的目的。

3 永磁同步曳引机制动器的响应时间问题

因为在永磁同步曳引机应用的过程中，并没有齿轮减速机构，所以电动机失电以后，曳引机就会出现不平衡的现象，无法得到正常的使用。这就导致了对永磁同步曳引机曳引轮轴施加的制动力矩要远大于老式蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机对曳引轮轴施加的制动力矩。小部分厂家对此的解决方案是采用盘式制动器，这类制动器的响应时间较短，一旦失电就可以通过内部的多个摩擦面立即达到额定制动力矩，但绝大部分厂家却仍采用与老式蜗轮蜗杆曳引机相同的鼓式制动器，这类制动器失电后至达到额定制动力矩前，响应时间和制动过程要较前者漫长得多。而这一时间段内也恰好是轿厢与对重间存在不平衡力矩造成的加速度使电梯不受控速度成几何级增长之时。因此对永磁同步曳引机制动器的响应时间，理应存在国家标准的相关指标和电梯检验规程的相关检验项目。

4 永磁同步曳引机上行超速保护的有效性问题

目前市场上销售的永磁同步曳引机，除双制动器设计外，均未采用蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机附加的专用上行超速保护装置（双向限速器-安全钳或夹绳器）。对此永磁同步曳引机生产厂家的解释是：（1）抱闸直接作用于曳引轮。（2）制动器双路独立控制，符合存在“冗余度”的要求。（3）永磁同步曳引机设置专用封星接触器，在曳引机超速的时候切断变频器至曳引机间的回路，将永磁同步曳引机三相短接。利用永磁同步曳引机在超速时的发电原理，在永磁同步电机内部产生反向制动磁场。但笔者的看法是对于制动器是双路独立控制而言，只能降低因两组机械部件同时失效而造成事故的概率，一旦制动器同时失效，上行超速保护亦即失效，否则现在生产的蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机也同样采用制动器双路独立控制，又何必附加的专用上行超速保护装置画蛇添足。对于专用封星接触器而言，电梯空载上行时，如制动器失效，由于加速度骤增，速度会在瞬间达到很高，产生极大的发电电流。如果专用封星接触器容量不足以承受如此大的尖峰电流，触点会烧蚀断开，无法起到短接U、V、W三相电流的制动作用，导致上行超速保护失效。

结束语

当然，尽管笔者提出了涉及永磁同步曳引机标准及检验的有争议问题，但却绝非是否认其技术本身。事实上永磁同步曳引机代表着曳引机新的技术和发展潮流，随着国家节能环保力度的加大，相关标准的不断完善，生产工艺和技术水平的不断提高，永磁同步曳引机必将得到了更加广泛的应用。在中高速电梯市场逐步取代传统蜗轮蜗杆曳引机也必将成为不可逆转的大势所趋。

参考文献

[1]刘勇，张冠.电梯控制系统在检验时的常见问题及对策[J].科学中国人，2015（35）.

[2]祁守杰.永磁同步电梯的检验方法及电机性能研究[J].中国新技术新产品，2015（16）.

[3]杨凯杰.电梯控制系统在检验中的问题探究[J].科技与企业，2015（16）.