分析永磁同步曳引机在电梯检验中的一些问题

郑呈寿

（福建省特种设备检验研究院宁德分院，福建 宁德 352100）

特种设备在人们日常生活与生产中的应用，已相当普遍。根据公开数据显示，截至2019年年底，全国特种设备总量达到1525.47万台，其中电梯为709.75万台。基于高层建筑建造与老旧小区改造等的背景，未来越来越多的电梯将会走入人们的生活，深度分析此课题，整理电梯关键部件运行常见的问题，提出预防与应对的策略，有着重要的意义。

1 课题研究的背景

近年来，我国不断强化安全生产管理，对各行业领域提出安全生产的要求。随着安全管理工作的高质量落实，使得安全形势控制获得显著效果，但特种设备安全事故依旧频繁发生。若发生特种设备事故，可能会造成重大损失加强对电梯的安全管理，防范安全事故的发生，有着现实意义。

2 电梯检验中常见的永磁同步曳引机问题

2．1 永磁同步曳引机的概述

目前，电梯中配置的曳引机，多为永磁同步曳引机。从设备的构造分析，包括座机、制动器、转子、转子体等。整体分析，永磁体固定在转子体的内壁上，转子体通过键安装于轴上，轴安装在后机座的双侧密封深沟球轴承和安装在前机座的调心滚子轴承上，轴通过键固定曳引轮或转子体，并用压盖及螺栓锁紧曳引轮或转子体，轴后端安装编码器。不同应用场景中，根据空间大小，综合考虑结构的尺寸大小，来选择适宜的永磁同步曳引机装置，满足实际需求。

2．2 永磁同步曳引机常见的运行问题总结

根据电梯检验总结，主要问题如下：

（1）曳引力不足。单个或多个曳引轮绳槽磨损严重，曳引钢丝绳接触绳槽底部，导致曳引轮与绳槽之间产生的摩擦力变小。曳引轮绳槽内有油的现象，由于主机漏油等原因，导致曳引轮绳槽内有油，油在曳引轮绳槽表面形成油膜使摩擦系数变小，也使曳引力变小，曳引力不足容易造成溜梯现象。

（2）永磁同步曳引机内部异响。根据永磁同步曳引机的整体结构（如图(1)），曳引机运行时异响产生的主要原因有：1各部件间的连接螺栓松动或断裂；2轴承损坏；3固定轴承的卡环损坏或脱落；4硅粘片存在脱胶；5其他原因，如由于螺栓松动导致的零部件间的摩擦、碰撞、断轴等。当曳引机运行异响时，带故障运行容易可能造成制动器与曳引轮间连接失效，致使曳引机制动器失效，也可能使曳引机的进一步损坏无法进行修理最终使曳引机报废。

图1

（3）失磁问题。永磁材料具有热稳定性与时间稳定性等性能，随着性能的下降或者其他因素影响，极易造成失磁。永磁电机中的永磁体失磁后，电机的性能下降，出力不足，如果失磁严重，电机将不能驱动负载甚至烧毁。造成曳引机失磁的原因很多，包括温度过高、剧烈震动以及环境因素等。曳引机运行，电机处于长期工作状态，若温度较高且电机风扇不运行，那么，电机温度会快速增加，如果没有及时处理，则会造成急性退磁的情况。如果电梯超载，那么，增加的额外能量被全部转移到曳引机上，使得永磁电机出现过载运行的情况，电流突然间变大，受到冲击电流的影响，永磁体产生电枢反应，最终出现永磁体失磁的情况。电梯运行的环境复杂，曳引机处于高温高湿的环境下，如果没有做好防腐处理，极易使得永磁材料失去磁性，是否存在失磁可以通过磁通表、特斯拉计、直流磁特性测试仪进行检测。

（4）冗余制动器制动力矩及失效问题。一般来说，齿轮减速机不会配置在永磁同步曳引机内，如果电动机出现电力消失的情况，并且动力矩尚未形成，那么在对重和曳引机轿厢之间，将产生力矩不平衡的情况，使得加速度产生。因为涡轮蜗杆自锁行为能够使得传统的曳引机，消耗相应的能量，但使用的永磁同步曳引机无法实现，必须在曳引轮或曳引轮轴上加上制动力矩，产生很大的制动力矩。考虑制动器单边失效，以及特殊满足125%额定载荷制停情况下的冗余制动，那么单边的制动力矩需高达125%额定载重量。然而，采用250%额定载荷、额定速度紧急制停时（a=g）的制动力，来制动轻载（一个人）下行时，其制动减速度将超过1g，远远高于医学界提供的人体能够承受的减速度最大值0.21g对乘客产生极大的伤害。因此，不可能按照双边250%的额定载重量（单边125%）额定速度下行来调整制动器，如果按此调整，轻载下行制动时就会对乘客和电梯运行带来极大的伤害。但是，如果不按此调整，又不能满足单边制动125%额定载荷的冗余要求。因而永磁同步主机制动器要提供冗余的制动力，就必须做到以下两点：其一，这种制动器的两组制动力必须实时监控，确保每组制动力分别大于100%额定载荷；其二，这种制动器的制动力比没有冗余的制动器几乎增加100%，对相关零部件强度进行重新计算。设计上冗余制动器达不到冗余制动力矩的要求，那么出现单边制动器失效时就极可能发生溜梯、蹲底等事故。此外，制动瓦严重磨损、制动轮有油、制动弹簧预紧力不足或（因老化）失去弹力也会使制动器制动不可靠或失效。

（5）冗余制动器响应问题。无齿轮永磁同步曳引机的制动器为冗余设计，不配置夹绳器，冗余制动器需要满足正常上下运行制动，上行超速保护制动，轿厢意外移动保护制动的功能：①制动器接触器黏连，电梯仍正常运行，由于接触器及控制系统故障导致制动器无法正常响应。根据检规电梯正常运行时，切断制动器电流至少应当用两个独立的电气装置来实现，当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应当防止电梯再运行；②速度监控（编码器）失效，如编码器未固定牢固跑位，编码器异响失效等，触发元件（限速器）失效，如限速器棘爪卡滞无法动作，限速器夹持力不足限速器钢丝绳打滑，使超速运行时限速器上行电气开关无法触发。而轿厢上行超速保护装置由速度监控、触发元件和减速元件两部件组成，速度监控、触发元件失效会致使制动器无法响应，电梯上行超速保护失效。③常见的UCMP组合由检测子系统、制停子系统、自检测子系统组成，当检测子系统中的位置开、限速器、绝对位置传感器失效会使制动应有的响应失效，当驱动主机制动器无法响应时，自监测子系统中的动作监测、制动器监测、动作和抽动力监测应该有效，如果自检测测子系统也存在失效时，轿厢发生意外移动将得不到保护而产生事故。

3 电梯检验中永磁同步曳引机问题的预防与应对策略

3．1 建立永磁同步曳引机档案

日常工作中，要构建永磁同步曳引机档案，围绕生产环节、安装环节和检验环节等，搜集和整理数据信息，为运行检验工作的开展提供依据和支持，保障检验工作高效开展。挖掘档案信息的价值，根据不同类型的永磁同步曳引机设备特点，总结与分析常见的安全隐患和问题，为后期的检验提供有价值的资料。作为电梯检验人员，必须要具有数据思维，善于利用大数据理念分析永磁同步曳引机运行状态和常见事故，为安全隐患排查助力。

3．2 做好电梯检验人员的培训

面向电梯发展现状与未来，随着电梯使用数量的不断增加，检验需求被带动，现有的人力资源难以满足需求，除了加大电梯检验队伍的建设外，还必须要注重检验人员的培训，提高电梯检验工作质量与水平，为电梯检验工作把关。永磁同步曳引机是电梯检验中的重点检查对象，也是问题多发户，作为检验工作者必须要积极学习，掌握相关的知识与技能，对电梯进行安全排查，保障电梯处于安全状态运行。

4 结语

综上所述，永磁同步曳引机的安全运行，对保证电梯稳定运行，起到了积极的作用。电梯检验实践中，要根据曳引机的特点和运行环境，做好常见问题的防范与排查，通过建立永磁同步曳引机档案、制定且实施检验制度等措施，消除潜在的安全隐患，保障设备处于安全稳定状态。