永磁同步无齿轮曳引机
安装使用及维修保养手册
（GETM3.0H型主机）
浙江西子富沃德电机有限公司
Zhejiang Xizi Forward Electrical Machinery co.,Ltd.
贮存条件：
1、曳引机应放在干燥通风的室内，露天存放时，应采取防雨措施，底部应垫以支承物，不得浸在水中
2、曳引机持续存放时间不得超过6个月，超过存放时间，应重新拆箱检查其完好情况
注、注意和警告
文件中，以下图标用来表示注、注意及警告事项，敬请注意。
注：“注”表示可以帮助您更好地使用主机的重要信息。
注意：“注意”表示对主机的潜在损坏或零部件的破坏，并且告诉您如何避免此类问题。
警告：“警告”表示可能导致财产损失、人身伤害或死亡的潜在危险。
本说明文件中的图示是代表性事例，与实际产品可能会有所不同。
本说明文件中的信息如有更改，恕不另行通知。
2010西子富沃德版权所有，翻印必究。
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目录
警告：安全说明 (4)
一．工作原理 (4)
二．适用范围 (4)
三．产品优点 (4)
四．工作条件及环境 (4)
五．产品型号 (5)
1）产品系列型号 (5)
2）产品主机型号 (5)
六．结构型式 (6)
七．规格及技术参数 (7)
八．吊运及安装 (8)
1.开箱及吊运 (8)
2.安装 (8)
3.电气接线 (8)
4.制动器电压测试 (10)
5.电机自学习 (10)
6.速度传感器 (10)
7.制动器调整 (14)
九．注意事项 (15)
十．常见故障处理 (15)
附件A：主机接线示意 (16)
附件B：制动器DZD1–500型调节说明 (18)
附件C：叠式制动器杠杆机构调整维护说明 (23)
附件D：手动松闸装置使用说明 (25)
附件E：手动远程松闸装置使用说明 (26)
警告：安全说明
1）安装、使用及维护保养前，请认真阅读本手册，以免发生设备损坏，引起人员受伤，甚至死亡。
2）安装、使用及维护保养过程中请严格按照规程操作，以确保设备正常及人身安全。
3）非专业人员严禁操作。
一. 工作原理
永磁同步无齿轮曳引机，包括内转子结构和外转子结构两大系列，主要由永磁同步电动机、制动
系统、曳引轮等组成。其原理是通过快速电流跟踪的变频装置和高精度的速度传感器（编码器）的检测、反馈和控制，以同步转速进行转动，由具备与直流电机相同的线性、恒定转距及可调节速度的电动机平稳地直接驱动曳引轮，通过曳引轮与钢丝绳的摩擦来实现电梯轿厢的上、下运动。该机结合了交流电机和直流电机的优点，以简便的交流变频装置来实现直流电机所特有的性能。 二. 适用范围
适用于用变频装置控制的垂直升降的各种客梯、医梯及客货梯等驱动曳引机。 三、产品优点：
●环保； ●低噪音； ●恒转距； ●高效； ●体积小； ●运行平稳； ●节能； ●免维护； ●安全可靠。
四. 工作条件与环境
1）海拔高度不超过1000米； 2）机房内空气温度应保持在5-40℃； 3）供电电压波动与额定值偏差不超过±7%； 4）环境空气不应含有腐蚀性和易燃性气体；
5）环境相对湿度最湿月月平均应不大于90%，同时该月月平均最低温度应不高于25℃； 6）曳引钢丝绳及曳引轮绳槽表面不得有影响曳引性能的润滑剂及其他杂物存在； 7）轿厢与对重装置和钢丝绳在曳引轮上的包角应满足GB7588中9.3(b)的规定。 五. 产品型号
曳引机产品型号包括：产品系列型号和产品主机型号
1） 产品系列型号：由产品类别代号GETM （取自“Gearless Elevator Traction Machine ”的第一个
大写英文字母）、曳引机最大轴负荷代号（单位：吨）及产品系列变型结构特征代号三部分组成。通式如下：
产品系列变型结构特征代号，用无字母或一位大写字母表示
（见表二）。
曳引机最大轴负荷代号，用两位阿拉伯数字表示（见表一） 产品类别代号，以 “GETM ”表示永磁同步无齿轮曳引机
标记示例：GETM3.0H
表示西子富沃德公司生产的最大轴负荷为3.0t ，安装DZD 型制动器的交流永磁同步无齿轮曳引机产品系列改进型主机型号。
表一 曳引机最大轴负荷代号
表二 产品系列变型结构特征代号
F 表示第一次改进型主机；H 表示第二次改进主机
2） 产品主机型号：由产品系列型号、主参数代号（含额定速度代号及额定载重量代号）、曳引比、绕
法代码、产品结构特征代号及制动器额定电压代号六部分组成，其通式如下：
；2—DC48V ；3—DC110V ；4—其他。 1—有盘车齿轮
S 和D ；S 为单绕，D 为复绕
1：1为1；2：1为2
kg ，不足四位前补零 。
主参数代号，用七位数字字母组合表示。
额定速度代号，取额定速度的100倍、以三位阿
拉伯数字表示（见表三）。
标记示例：GETM3.0-175/1000-2S11
表示西子富沃德公司生产的产品系列型号为GETM3.0（即最大轴负荷为3.0t、安装DZD制动器）、额定速度为1.75m/s、额定载重量为1000kg、有盘车齿轮、制动器额定电压为DC24V的曳引机产品主机型号。
表三额定速度代号
表四额定载重量代号
注：随产品设计扩展，可给予增加对应规格代号。
六. 结构型式
永磁同步无齿轮曳引机为机电一体式，结构紧凑，外形美观；曳引轮为悬臂式；盘车齿轮和转子磁轭设计在一起极大的减薄主机厚度，为有机房和无机房结构通用打下一个良好的基础。固定衔铁与活动衔铁等组成制动装置，有利于提高产品安全可靠性。
七. 规格及技术参数
八. 吊运与安装
1．开箱及吊运
在开箱过程中，应仔细核对装箱单中所列的部件，如有不符或缺少，或者部件有损坏等情况，请及时与供应商联系或直接告知本公司。曳引机需存放时，应存放在干燥通风的室内。在起吊时，用软绳的吊钩套进机壳上的起吊孔起吊，要保持平稳，不得有碰撞。
注意：起吊时吊钩必须钩住起吊孔，确保安全后起吊。
两吊钩套索之间的夹角α必须小于90°
2．安装
曳引机安装必须符合机房布置要求，在安装过程中不得随意拆卸曳引机上的部件，如有需要，则应由专业人员操作；另外应保持安装现场的清洁。
注意：由于该曳引机转子有永磁体，故曳引机旁不能有铁屑等小的铁质东西，以免被吸进电机。
应保持安装现场的清洁,不得有泥沙进入制动器内。
主机安装垂直度在2毫米以内。
钢丝绳之间的拉力差在5%以内,否则曳引轮会非正常磨损,导致使用舒适感下降。
3. 电气接线
电机在安装接线前，应先用兆欧表测量电机绕组、热敏开关、电机机壳之间的绝缘电阻，三者之间均应大于5 MΩ。
主机电气的主要组成部分有：电机、热敏开关、限位开关、速度传感器和叠式制动器、安全装置。其中电机、热敏开关和限位开关的接线都在接线盒内。
注意：两个制动器开关引线NC（常闭）端分别接入端子1、端子2。
两个制动器开关引线COM（公共）端同时接入端子3。
主机接地线要可靠
接线盒内端子见下图：（详见附件A：主机接线示意）
主机接线盒：
制动器接线盒：
注意：以上制动器的接线方式可单独控制一个制动器,同时控制时4端5端必须短接,如果电源线接入端子时正负接反，可能导致放电二极管烧坏或电源损坏，制动器无法正常工作（一般情况下，更换二极管制动器可恢复正常工作），
无齿轮主机热敏开关触点接线要求如下：
当电机过热时，MTC动作，即M1和M2之间断开；当电机不
过热时，MTC不动作，即M1和M2之间导通。
速度传感器连接线由专用插件连接，制动器接线在制动器接线盒内。
注意：主机的电源进线相序要正确，如错相，则电机不能正常启动。此时只需调换电机进线的任意两根线，但需重新进行编码器的相位调整。
注意：各开关电气容量见下表：
4. 制动器电压测试（叠式制动器DZD1）
制动器根据线圈电压分为DC24V和DC110V，使用前请测量控制柜的制动器供电电压，接线盒内电压不能低于80%. 以保证制动器能正常工作.
注意：接线盒内的制动器接线端子有极性要求。
5. 电机自学习：（以西威为例）
如果Drive data菜单的参数有任何变化，必须进行自学习；由于本电机转子是永磁的，不需要进
行磁场自学习，只需要进行电流自学习即可；在进行自学习时，先打开抱闸（如有输出接触器则使输出接触器吸合），再给定使能信号（enable），即将变频器上的12端子与19端子短接，电机即开始进行自学习，自学习最好进行2遍以上；在自学习完毕后，应先断开使能信号，再切断抱闸（接触器）；然后根据提示保存参数。
6. 速度传感器（编码器）
永磁同步无齿轮曳引机可安装德国HEIDENHAIN生产的ERN1321、ERN1387、和ECN1313编码器
ERN1387
脉冲数为2048，12芯线。
具体接线如下：
ERN1321
脉冲数为4096，8芯线。
具体接线如下
ECN1313
脉冲数为2048，12芯线。
具体接线如下
注意：由于曳引机无减速箱作传动，如编码器线产生断线或接线有误，可能会使曳引机产生飞车现象或在变频器上出现“spd fbk loss”的故障提示，此时应检查编码器线的连接是否正确，有无断线等现象。
1）编码器的安装与拆卸：HEIDENHAIN生产的编码器安装方式是轴孔连接。编码器的轴前端有一定的锥度，将编码器的锥轴装进转轴的锥孔中，附带的穿心螺栓将编码器与转轴连接，用内六角扳手按Md=5+0.5Nm的力矩将编码器固定在转轴上；转动编码器，此时编码器转动应灵活，再用内六角扳手按Md=1.25Nm的力矩将编码器的涨紧螺栓拧紧，使编码器外部不能用手转动，插上编码器线，并用M4螺钉和线夹固定，最后用螺丝刀将盖板的螺塞拧紧（注意：屏蔽线的铁环要装进盖板的凹槽处）。如下图一及图二所示。
图一
图二
在拆卸编码器时，拔下屏蔽线，用内六角扳手将涨紧螺栓(
注意：螺钉一定要拧紧，否则会引起编码器的误差，继而使电梯在运行过程中可能会出现故障；
铁环与盖板一定要可靠接触，否则将可能产生干扰；编码器线一定要用线夹固定，否则编码器线可能脱落甚至断裂。
注意：插拔编码器的接线端子时，对端子的握持方法必须按照上图，在拔端子过程中严禁直接拉
拔编码器线，否则可能会导致编码器线与接线端子脱离，造成编码器无法正常工作。
2) 编码器的相位调整：永磁同步曳引机在正式运行前，一个系统零位置需被变频器识别，然后作为一个参数被储存。如果系统零位调整的不准确，变频器将无法很好地控制电机，甚至使电梯处于失控
状态。因此对于以同步电机为曳引机的电梯，在电机自学习后应对编码器相位进行调整。
注意：在相位调整之前应使曳引机处于空载状态（即应取下钢丝绳）。
3）下面以SIEI变频器为例：
①.进入REGULATION PARAM/Test generator/Test gen mode菜单，将参数Modify Test Gen
Mode设为Magn curr ref。
②.进入REGULATION PARAM/Test generator/Test gen cfg菜单，设置参数
Gen hi ref 4000 cnt
Gen low ref 4000 cnt
这两个参数的设定值必须相同，同时使变频器在ENABLE后的输出电流接近或等于电机的额定电流（可通过MONITOR菜单进行监控）。如果低于额定电流则把数值增大，不同型号电机由于额定电流不同，这两个参数的数值也就不同，具体根据电流的额定电流。
③.进入TRAVEL/Speed profile中，查看Multi speed 0是否为0，如不是则设为0。
④.进入SERVICE/Check password/Brushless中，将L、H、Sin-Cos/Res off参数设为0。
⑤.E NABLE、FWD（即将19端子与12端子和13端子短接）变频器，电机将运行并停止在某一
个固定的位置。
⑥.反复DISABLE、ENABLE变频器几次，直到电机不再运动。
⑦.直接将菜单SERVICE/Brushless中变量Int calc offset的值填写到变量Sin-Cos/ Res off中。
⑧.D ISABLE变频器，将菜单REGULATION PARAM/Test generator/T est gen mode菜单，将参
数Modify Test Gen Mode重新设为off。
⑨.进入STARTUP/Save config，按ENTER。（保存参数）
4）无齿轮曳引机的试运行：
在TRAVEL / Speed profile中，将Multi speed0设为100mm/s（或用检修速度），ENABLE 变频器，电机即开始转动，如不动或转动一下即停止，则应调整电机的相序，再重新进行编码器相位调整。
7．制动器调整
曳引机在安装前先调整制动器的螺栓，使制动器工作气隙为0.35mm ～0.45mm，再调整空心螺栓使其顶靠机座。
制动器DZD1–500型调节说明（详见附录B）
挡绳杆
九.注意事项
1. 保持机房的清洁与干燥。
2. 保持曳引机的清洁。
3. 注意确认制动系统的可靠性及磨损情况。
十.常见故障处理
附件A：
主机接线示意
主机的电气接线如下：
●电机动力线—3相4线：U，V，W ●电机接地线—黄绿色：G ●电机过热保护PTC—2线：PTC1-M1, PTC-1-M2 ●制动器电源线(主机)—4动力线B1+,B1- ，B2+ B2- ●制动器接地线—黄绿色：G ●制动器开关#1—2电源线(10-30Vdc)和一个开关输出：BS1-in, BS1-out ●制动器开关#2—2电源线(10-30Vdc)和一个开关输出：BS2-in, BS2-out ●盘车装置安全保护开关#3—2电源线(10-30Vdc)和一个开关输出（仅用于配置盘车装置的曳引机）
BS3-in, BS3-out 主机和制动器的所有电气连接中，连接器与接线端子的区域和盒子如下列图示：
刹车连接电机连接
附件B：
制动器调节说明
（适用于DZD1-500型和DZD1-653型制动器）
警告：安全说明
1） 非专业人员严禁操作。
2） 安装、使用及维护保养前，请认真阅读本手册，以免发生设备损坏，引起人员受伤，甚至死亡。 3） 安装、使用及维护保养过程中请严格按照规程操作，以确保设备正常及人身安全。 4） 调节操作时注意安全，在无机房条件下应尽量站在曳引机安装架两侧操作。 5） 本说明中介绍了部分零件的调节方法，未说明的部件严禁调节。
6） 本制动装置需维护，每次维保中均需确认气隙值，气隙需重新调整的周期一般为半年。
基本工作要求：
要求制动器盖板和底座间的气隙：DZD1-351型为0.3mm ～0.45mm ， DZD1-500型为0.3mm ～0.45mm ，DZD1-653型为0.3~0.5mm 。 一、 工具：
8#开口扳手（2只）、10#开口扳手、13#开口扳手、16#开口扳手（2只）、塞尺，十字螺丝刀，3、5#内六角扳手，噪音仪。 二、 制动器常见故障：
1、 制动器摩擦片摩擦主机转子
2、 制动器噪音超标（≥65dB ）
3、 制动器无法吸合 三、故障检测及处理方法：
1、制动器摩擦片摩擦主机转子（根据步骤诊断问题，解决问题）
检测措施：塞尺沿转子与刹车皮接触面穿过，要求刹车皮与转子之间的间隙≥
0.05mm
1）检查空心螺栓①紧固情况（顶靠机座表面）
a. 螺栓拧紧则不需调整，
b. 螺栓没有旋紧则沿图一所示方向拧紧
（图1）
2）启动曳引机检查摩擦情况
检测措施：
①.听声音。如有摩擦，则会有断续的“嘶嘶”声。
②.观察转子表面是否有光亮的摩擦痕迹。
③.塞尺（0.07mm）沿相对曳引机旋转方向动作，看能否穿过刹车皮与转子接触面。
（1）无摩擦现象，调整完成
（2）有摩擦现象，继续调节
判断产生摩擦的制动器数量，具体情况有
a.单只制动器摩擦
检测措施：用方法③进行判断，塞尺在一侧刹车接触面处无法通过。
b.两只制动器摩擦。
检测措施：用方法③进行判断，塞尺在两侧刹车接触面处均无法通过。
3）根据检查结果对相应的制动器进行调整，
具体方法是：
a. 逆时针轻微转动螺栓②30°,达到松动螺栓的效果（如图二）
b. 然后顺时针旋动空心螺栓①紧顶机座表面（如图三）。
（图2）（图3）
4）启动曳引机检查摩擦情况。
a. 无摩擦表明调试成功，
b. 有摩擦则查明产生摩擦的制动器，
c. 对应制动器的调节重复上述调整步骤3）进行。
注意：
1）调节制动器上各类螺栓的幅度要尽量小。
2）两制动器须分别进行调节，切勿同时进行。
3）在调节过程中要同时兼顾制动器噪音和微动开关工作问题。
4）制动器调整完毕，每个螺栓都须处于锁紧状态。
2、制动器噪音超标（≥65dB）（根据步骤诊断问题，解决问题）
检测措施：用噪音仪进行测试，看是否超标
1）首先使用塞尺判断哪一个制动器底座③和盖板④间的气隙较大（超出基本工作要求）
4）
2）对气隙大的制动器，松动螺栓②和空心螺栓①，步骤如下：
（1）先逆时针轻微转动4个螺栓②（如下图五示）
（2）再逆时针轻微转动4个空心螺栓①（如下图六示）
气隙
螺栓②
（图 5） 6）
（3）然后将空心螺栓①和螺栓②顺时针配合旋转（如图七、九）将底座③和盖板④间的气隙调整至0.35mm左右（如图八）
（图 7）（图 8）
（4）调整完成，按照下图用塞尺检查制动器四角的间隙大小是否满足要求
气隙
(0.35~0.4mm)
螺栓②
动板④
永磁同步电动机的分类和特点 技术2008-08-09 15:13:38 阅读178 评论0 字号：大中小一，永磁同步电动机的特点 永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和异步电动机相比，它由于不需要无功励磁电流，因而效率高，功率因数高，力矩惯量比大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、控制性能好；但它与异步电机相比，也有成本高、起动困难等缺点。和普通同步电动机相比，它省去了励磁装置，简化了结构，提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。 我国是盛产永磁材料的国家，特别是稀土永磁材料钕铁硼资源在我国非常丰富，稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的4倍左右，号称“稀土王国”。稀土永磁材料和稀土永磁电机的科研水平都达到了国际先进水平。因此，对我国来说，永磁同步电动机有很好的应用前景。 二，永磁同步电动机的分类
永磁同步电动机的转子磁钢的几何形状不同，使得转子磁场在空间的分布可分为正弦波和梯形波两种。因此，当转子旋转时，在定子上产生的反电动势波形也有两种：一种为正弦波；另一种为梯形波。这样就造成两种同步电动机在原理、模型及控制方法上有所不同，为了区别由它们组成的永磁同步电动机交流调速系统，习惯上又把正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机（PMSM）调速系统；而由梯形波（方波）永磁同步电动机组成的调速系统，在原理和控制方法上与直流电动机系统类似，故称这种系统为无刷直流电动机（BLDCM）调速系统。 永磁同步电动机转子磁路结构不同，则电动机的运行特性、控制系统等也不同。根据永磁体在转子上的位置的不同，永磁同步电动机主要可分为：表面式和内置式。在表面式永磁同步电动机中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的外表面上，这种电机的重要特点是直、交轴的主电感相等；而内置式永磁同步电机的永磁体位于转子内部，永磁体外表面与定子铁心内圆之间有铁磁物质制成的极靴，可以保护永磁体。这种永磁电机的重要特点是直、交轴的主电感不相等。因此，这两种电机的性能有所不同。 三无刷直流电动机（BLDCM） 1，BLDCM研究现状
GTW2 参考表 型号载重速度推荐高 度 轮子直径钢丝绳额定电压 额定电 流 额定转速 转 矩 额定频率功率极数工作制绝缘等级 防护等 级 Model Load Speed Height Sheave Dim Rope Rated Voltage Current Rated Speed Torque Frequency Power Pole Rating INS. Class IP Code (kg) (m/s) (m) (mm) (mm) (V) (A) (rpm) (Nm) (Hz) (kW) GTW2-60P5 630 0.5 ≤50 Φ400 4×Φ10×16 380 5.6 48 450 8 2.3 20 S5(40%) F IP41 GTW2-61P0 1.0 ≤50 4×Φ10×1610.6 96 450 16 4.5 GTW2-61P5 1.5 ≤80 4×Φ10×1616.5 144 450 24 6.8 GTW2-61P6 1.6 ≤80 4×Φ10×1616.5 153 450 25.5 7.2 GTW2-61P7 1.75 ≤80 4×Φ10×1618 167 450 27.8 7.9 GTW2-62P0 2.0 ≤80 4×Φ10×1620.3 192 450 32 9.0
GTW2-80P5 800 0.5 ≤50 Φ400 5×Φ10×16 380 6.8 48 550 8 2.8 20 S5(40%) F IP41 GTW2-81P0 1.0 ≤50 5×Φ10×1612.8 96 550 16 5.5 GTW2-81P5 1.5 ≤80 5×Φ10×1620.8 144 550 24 8.3 GTW2-81P6 1.6 ≤80 5×Φ10×1620.8 153 550 25.5 8.8 GTW2-81P7 1.75 ≤80 5×Φ10×1621.8 167 550 27.8 9.6 GTW2-82P0 2.0 ≤80 5×Φ10×1624.9 192 550 32 11.0 GTW2-100P5 1000 0.5 ≤50 Φ400 5×Φ10×16 380 8 48 670 8 3.4 20 S5(40%) F IP41 GTW2-101P0 1.0 ≤50 5×Φ10×1615.7 96 670 16 6.7 GTW2-101P5 1.5 ≤80 5×Φ10×1625.2 144 670 24 10.0 GTW2-101P6 1.6 ≤80 5×Φ10×1625.2 153 670 25.5 10.7 GTW2-101P7 1.75 ≤80 5×Φ10×1626.7 167 670 27.8 11.7
浅析无齿轮永磁同步电梯曳引机 摘要：无齿轮永磁同步曳引电梯因简单的结构、低噪声、低能耗的特点在业内受到高度关注。本文通过对永磁同步无齿轮曳引机的结构和工作原理阐述，分析了无齿轮永磁同步曳引机与传统曳引机相比的优点和缺点，但是作为新型的曳引机的发展方向，其以小型化和灵活性，为电梯行业的发展提供了更广阔的空间。 关键词：无齿轮永磁同步电梯曳引机；工作原理；优点；缺点 随着科技的进步，永磁材料和永磁电机技术有了长足的发展，永磁电机被各领域广泛应用，其中包括在电梯曳引机上的应用。这些年来我国高档电梯越来越多，这都与永磁同步调速电机和曳引机无齿轮化的有机结合分不开，永磁同步无齿轮曳引电梯因简单的结构、低噪声、低能耗的特点在业内受到高度关注。由于永磁同步无齿轮曳引机的小型化和灵活性，可以布置出各种曳引方式的无机房电梯，这样不仅大大节约了电梯成本，同样也减少了电梯对空间的占用，为电梯行业的发展提供了更广阔的空间。 1.无齿轮永磁同步电梯曳引机的结构 齿轮永磁同步电梯曳引机结构主要由永磁同步电动机、曳引轮及制动系统和盘车装置组成。曳引轮与制动轮为同轴固定联接，并直接安装在电动机的轴伸端。而曳引机的制动系统由制动体、制动轮、制动臂和制动瓦等组成。无齿轮曳引机由于采用的是电机直接驱动曳引轮，制动力矩很大，无法用手轮直接盘车。需通过齿轮比来减小盘车时需用的力，因此需专门设计盘车装置。 2.无齿轮永磁同步电梯曳引机的工作原理 永磁同步无齿曳引机工作原理是电动机动力由轴伸端通过曳引轮输出扭矩，再通过曳引轮和钢丝绳的摩擦来带动电梯轿厢的的上、下运动。当电梯停止运行时则由常闭制动器通过制动瓦刹住制动轮，从而保持轿厢静止不动。其动力控制其原理是通过电机上安装的变频装置（编码器）和高精度的速度传感器，对电机运行电流快速跟踪、检测、反馈和控制，控制永磁电机以同步转速进行转动，由于永磁电机具有线性、恒定转矩及可调节速度的特性，使曳引轮能够平稳运行。 3.无齿轮永磁同步电梯曳引机与传统曳引机的比较 3.1无齿轮永磁同步电梯曳引机的优点 3.1.1 结构简化 无齿轮曳引机没有机械减速装置，不同于有齿轮曳引机复杂的机械减速机构。有齿曳引机中的减速机构如蜗轮蜗杆、行星齿轮在加工过程中都需要机械加工精度，同时为了这些齿轮的正常运转必须配备复杂的润滑系统。而无齿曳引机
永磁同步曳引机简介！ 永磁同步曳引机概述 具有低速大转矩特性的无齿轮永磁同步曳引机以其节省能源、体积小、低速运行平稳、噪声低、免维护等优点，越来越引起电梯行业的广泛关注。无齿轮永磁同步电梯曳引机，主要由永磁同步电动机、曳引轮及制动系统组成。永磁同步电动机采用高性能永磁材料和特殊的电机结构，具有节能、环保、低速、大转矩等特性。曳引轮与制动轮为同轴固定联接，采用双点支撑；由制动器、制动轮、制动臂和制动瓦等组成曳引机的制动系统。 永磁同步曳引机组成 一种永磁同步曳引机，包括机座、定子、转子体、制动器等，永磁体固定在转子体的内壁上，转子体通过键安装于轴上，轴安装在后机座上的双侧密封深沟球轴承和安装在前机座上的调心滚子轴承上，锥形轴上通过键固定曳引轮，并用压盖及螺栓锁紧曳引轮，轴后端安装旋转编码器，压板把定子压装在后机座的定子支撑上，前机座通过止口定位在后机座上，前机座14两侧开有使制动器上的摩擦块穿过的孔。 永磁同步曳引机性能 1.常规曳引机曳引轮及制动臂工作受力均为悬臂机构，运动部件受力条件不良。有些曳引机增加前端盖后，将曳引轮及制动臂工作受力改成双向支撑，特别是在采用复绕方式时，曳引轮长度增加后，其受力由于是双向支撑，无任何不良影响，比之市面上已有的曳引轮及制动臂工作受力均为悬臂的工作方式具有更加优越的工作性能、噪音低、振动孝不产生共振，安全性好。 永磁同步曳引机 2.常规曳引机的人工盘车机构是在制动轮或曳引轮上安装一个齿轮圈，再用一个小齿轮与其相配，通过手轮或备用动力盘动该小齿轮转动，再通过齿轮圈带动曳引轮旋转来实现的。但一个带齿的齿轮圈直接外露，并跟着曳引轮一起旋转，容易伤人，很不安全。同时操作时还需两个人，一人操作制动机构，另一个操作盘车机构，存在安全隐患。有些将曳引机将盘车机构做成外置式蜗轮蜗杆传动的机构，平时不用时卸下，有需盘车时锁在前端盖上使用。蜗轮蜗杆盘车装置有传动比大，省力，且有自锁功能，能够保证盘车时轿厢不会出现冲顶或蹲底的安全隐患。且只需一人操作。 3、采用双支撑受力合理，不易损坏轴承，延长使用寿命，对于电梯运行中共振的分析如下因为电梯的轨道所产生磨擦力因安装质量而异，但最好的安装技术都存在电梯在运行中因为轨道的磨擦力的不同带来运行中受力的变化，这种变化导致了钢丝绳在弹性区域的变形，也就是产生弹簧效应，这种钢丝绳的弹簧效应传导到曳引机上，会使悬臂受力的曳引机产生共振使得电梯运行中抖动不平稳，然而双支撑的采用大大地缓解了这种矛盾，从而增加运行中电梯的稳定性。 永磁同步曳引机优势 驱动系统使用永磁同步无齿曳引机。由于永磁同步无齿曳引机与传统的蜗轮、蜗杆传动的曳引机相比具有如下优点： 1、永磁同步无齿曳引机是直接驱动，没有蜗轮、蜗杆传动副，永磁同步电机没有作异步电机所需非常占地方的定子线圈，而制作永磁同步电机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，所以可以做到体积小和重量轻。 永磁同步曳引机 2、传动效率高。由于采用了永磁同步电机直接驱动（没有蜗轮蜗杆传动副）其传动效率可以提高20％～30％。 3、永磁同步无齿曳引机由于不存在一个异步电机在高速运行时轴承所发生的噪声和不存在蜗轮蜗杆副接触传动时所发生噪声，所以整机噪声可降低5～10db(A)。 4、能耗低。从永磁同步电机工作原理可知其励磁是由永磁铁来实现的，不需要定子额外提供励磁电流，
哈尔滨工业大学，电气工程系 Department of Electrical Engineering Harbin Institute of Technology 电力电子与电力传动专题课 报告 报告题目:永磁同步电机无传感器控制技术 哈尔滨工业大学 电气工程系 姓名：沈召源 学号：14S006040 2016年1月
目录 1.1 研究背景 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 系统模型 (2) 1.4 控制方法设计 (4) 1.5 系统仿真 (7) 1.6 结论 (8) 参考文献 (8)
1.1 研究背景 永磁同步电机具有体积小、惯量小、重量轻等优点，在各领域的应用越来越广泛。目前在永磁同步电机的各种控制算法中，使用最多的是矢量控制和直接转矩控制，而这两种控制方式都需要转子位置，但转子位置传感器的采用限制了系统使用范围。永磁同步电机控制系统大多采用测速发电机或光电码盘等传感器检测速度和位置的反馈量，这不但提高了驱动装置的造价，而且增加了电机与控制系统之间的连接线路和接口电路，使系统易于受环境干扰、可靠性降低。由于永磁同步电机无传感器控制系统具有控制精度高、安装、维护方便、可靠性强等一系列优点，成为近年来研究的一个热点。 1.2 国内外研究现状 无传感器永磁同步电机是在电机转子和机座不安装电磁或光电传感器的情况下，利用电机绕组中的有关电信号，通过直接计算、参数辨识、状态估计、间接测量等手段，从定子边较易测量的量如定子电压、定子电流中提取出与速度、位置有关的量，利用这些检测到的量和电机的数学模型推测出电机转子的位置和转速，取代机械传感器，实现电机闭环控制。 最早出现的无机械传感器控制方法可统称为波形检测法。由于同步电机是一个多变量、强耦合的非线性系统，所要解决的问题是采用何种方法获取转速和转角。目前适合永磁同步电机的最主要的无速度传感器的控制策略主要有以下几种 (1)利用定子端电压和电流直接计算出θ和ω。该方法的基本思想是基于场旋转理论，即在电机稳态运行时，定子磁链和转子磁链同步旋转，且两磁链之间的夹角相差一个功角δ，该方法适用于凸极式和表面式永磁同步电机。该方法计算方法简单，动态响应快，但对电机参数的准确性要求比较高，应用这种方法时需要结合电机参数的在线辨识。 (2)模型参考自适应(MRAS)方法。该方法的主要思想是先假设转子所在位置，利用电机模型计算出该假设位置电机的电压和电流值，并通过与实测的电压、电流比较得出两者的差值，该差值正比于假设位置与实际位置之间的角度差。当该值减小为零时，则可认为此时假设位置为真实位置。采用这种方法，位置精度与模型的选取有关。该方法应用于PMSM时有一些新的需要解决的问题。 (3)观测器基础上的估计方法。观测器的实质是状态重构，其原理是重新构造一个系统，利用原系统中可直接测量的变量，如输出矢量和输入矢量作为它的输入信号，并使输出信号在一定条件下等价于原系统的状态。目前主要存在的观测器:全阶状态观测器、降阶状态观测器、推广卡尔曼滤波和滑模观测器。其中滑模观测器有很好的鲁棒性，但其在本质上是不连续的开关控制，因此会引起系统发生抖动，这对于矢量控制在低速下运行是有害的，将会引起较大的转矩脉动。扩展卡尔曼滤波器提供了一种迭代形式的非线性估计方法，避免了对测量的微分
永磁同步电动机的分类和特点 技术 2008-08-09 15:13:38 阅读178 评论0 字号：大中小 一，永磁同步电动机的特点 永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和异步电动机相比，它由于不需要无功励磁电流，因而效率高，功率因数高，力矩惯量比大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、控制性能好；但它与异步电机相比，也有成本高、起动困难等缺点。和普通同步电动机相比，它省去了励磁装置，简化了结构，提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。 我国是盛产永磁材料的国家，特别是稀土永磁材料钕铁硼资源在我国非常丰富，稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的4倍左右，号称“稀土王国”。稀土永磁材料和稀土永磁电机的科研水平都达到了国际先进水平。因此，对我国来说，永磁同步电动机有很好的应用前景。 二，永磁同步电动机的分类 永磁同步电动机的转子磁钢的几何形状不同，使得转子磁场在空间的分布可分为正弦波和梯形波两种。因此，当转子旋转时，在定子上产生的反电动势波形也有两种：一种为正弦波；另一种为梯形波。这样就造成两种同步电动机在原理、模型及控制方法上有所不同，为了区别由它们组成的永磁同步电动机交流调速系统，习惯上又把正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机（PMSM）调速系统；而由梯形波（方波）永磁同步电动机组成的调速系统，在原理和控制方法上与直流电动机系统类似，故称这种系统为无刷直流电动机（BLDCM）调速系统。 永磁同步电动机转子磁路结构不同，则电动机的运行特性、控制系统等也不同。根据永磁体在转子上的位置的不同，永磁同步电动机主要可分为：表面式和内置式。在表面式永磁同步电动机中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的外表面上，这种电机的重要特点是直、交轴的主电感相等；而内置式永磁同步电机的永磁体位于转子内部，永磁体外表面与定子铁心内圆之间有铁磁物质制成的极靴，可以保护永磁体。这种永磁电机的重要特点是直、交轴的主电感不相等。因此，这两种电机的性能有所不同。 三无刷直流电动机（BLDCM） 1，BLDCM研究现状 永磁无刷直流电动机与传统有刷直流电动机相比, 是用电子换向取代原直流电动机的机械换向, 并 将原有刷直流电动机的定转子颠倒（转子采用永磁体）从而省去了机械换向器和电刷，其定子电流为方波, 而且控制较简单, 但在低速运行时性能较差, 主要是受转矩脉动的影响。 引起转矩脉动的因素很多, 主要有以下原因： （1）电枢反应引起的转矩脉动
永磁同步无齿轮曳引机常见故障处理法常见故障处理法
一、无机房电梯常见的井道布置形式 1．主机上置式 这种布置方式中，主机放在井道顶层轿厢和电梯井道壁之间的空间，为了使控制柜和主机之间的连线足够短，一般将控制柜放在顶层的厅门旁边，这样也便于检修和维护。 2．主机下置式 主机放在井道的底坑部分，放在底坑轿厢和对重之间的投影空间上，控制柜一般采取壁挂形式。这种放置方式给检修和维护也提供了方便． 3．主机放在轿厢上； 主机放在轿厢的顶部，控制柜放在轿厢侧面，这种布置方式，随行电缆的数量比较多。 4．主机和控制柜放在井道侧壁的开孔空间内这种方式对主机和控制柜的尺寸无特殊要求，但是要求开孔部份的建筑要有足够厚度，并要留有检修门． 二、无机房电梯对驱动主机和控制系统的要求 大家知道无机房电梯省去了传统的电梯机房，一般情况下将电梯驱动主机和控制系统以及一些其它的部件统统放到了井道中。相应的对电梯的主机和控制系
统提出了一些特殊的要求： 1、对主机的要求 A．结构紧凑，功率密度高，适于安装在井道内。 B．噪音低，振动小，运行平稳舒适。 C．可靠性高，平均无故障时间长。 D．高效率，维护费用少，运行成本低。 E．价格低。 2、对电梯控制系统的要求 A．结构紧凑，体积小，便于安装。 B．抗干扰，可靠性高，安全余量大。 C．检修方便。 D．省电高效。 三、阿尔法EPM曳引机的结构和特点 德国阿尔法高精密变速器制造责任有限公司是高精密变速器专业制造商，其行星齿轮箱的加工技术在世界机械加工行业处于领先地位。阿尔法公司生产的变速器是欧洲航空航天和军工技术的专用产品，广泛应用于航空航天技术、军用技术装置、高精密自动化设备(如机器人、自动化生产线等)。许多国际驰名公司如西门子、大众汽车公司等都是阿尔法公司的固定客户和合作伙伴。 EPM曳引机是采用交流永磁同步电机驱动的行星
1．课题背景及意义 1.1课题研究背景、目的及意义 近年来，随着电力电子技术、微电子技术、微型计算机技术、传感器技术、稀土永磁材料与电动机控制理论的发展，交流伺服控制技术有了长足的进步，交流伺服系统将逐步取代直流伺服系统，借助于计算机技术、现代控制理论的发展，人们可以构成高精度、快速响应的交流伺服驱动系统。因此，近年来，世界各国在高精度速度和位置控制场合，己经由交流电力传动取代液压和直流传动[1][2]。 二十世纪八十年代以来，随着价格低廉的钕铁硼(REFEB)永磁材料的出现，使永磁同步电机得到了很大的发展，世界各国(以德国和日本为首)掀起了一股研制和生产永磁同步电机及其伺服控制器的热潮，在数控机床、工业机器人等小功率应用场合，永磁同步电机伺服系统是主要的发展趋势。永磁同步电机的控制技术将逐渐走向成熟并日趋完善[3]。以往同步电机的概念和应用范围己被当今的永磁同步电机大大扩展。可以毫不夸张地说，永磁同步电机已在从小到大，从一般控制驱动到高精度的伺服驱动，从人们日常生活到各种高精尖的科技领域作为最主要的驱动电机出现，而且前景会越来越明显。 由于永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、转矩电流比高、转动惯量低，易于散热及维护等优点，特别是随着永磁材料价格的下降、材料的磁性能的提高、以及新型的永磁材料的出现，在中小功率、高精度、高可靠性、宽调速范围的伺服控制系统中，永磁同步电动机引起了众多研究与开发人员的青睐，其应用领域逐步推广，尤其在航空航天、数控机床、加工中心、机器人等场合获得广泛的应用[4][5]。 尽管永磁同步电动机的控制技术得到了很大的发展，各种控制技术的应用 - 1 -
永磁式同步电机的特点及其分类 永磁式同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和异步电动机相比，它由于不需要无功励磁电流，因而效率高，功率因数高，力矩惯量比大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、控制性能好；但它与异步电机相比，也有成本高、起动困难等缺点。和普通同步电动机相比，它省去了励磁装置，简化了结构，提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。 近年来，随着永磁材料性能的不断提高和完善，特别是钕铁硼永磁的热稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低以及电力电子器件的进一步发展，加上永磁电机研究开发经验的逐步成熟，经大力推广和应用已有研究成果，使永磁电机在国防、工农业生产和日常生活等方面获得越来越广泛的应用。正向大功率化(高转速、高转矩) 、高功能化和微型化方面发展。目前，稀土永磁电机的单台容量已超过1000KW，最高转速已超过300000r/min ，最低转速低于0.01r/min ，最小电机的外径只有 0.8mm,长1.2mm 我国是盛产永磁材料的国家，特别是稀土永磁材料钕铁硼资源在我国非常丰富，稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的4 倍左右，号称“稀土王国”。稀土永磁材料和稀土永磁电机的科研水平都达到了国际先进水平。因此，对我国来说，永磁同步电动机有很好的应用前景。充分发挥我国稀土资源丰富的优势，大力研究和推广应用以稀土永磁电机为代表的各种永磁电机，对实现我国社会主义现代化具有重要的理论意义和实用价值。 永磁同步电动机的转子磁钢的几何形状不同，使得转子磁场在空间的分布可分为正弦波和梯形波两种。因此，当转子旋转时，在定子上产生的反电动势波形也有两种：一种为正弦波；另一种为梯形波。这样就造成两种同步电动机在原理、模型及控制方法上有所不同，为了区别由它们组成的永磁同步电动机交流调速系统，习惯上又把正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机(PMSM)
浅谈无齿轮曳引机的优缺点 1、正视无齿轮曳引机 无齿轮曳引机的产生，毕竟迎合了电梯的需求，迎合了环保的需要，迎合了厂家的利益。它的诞生不单单是为了无机房电梯的需求，同时也是为了节能、降噪的需要。适者生存，我们应当看到它的无限前景（无传动机构、磨损低、装配简单、噪音低、永磁同步能耗低、省油、无油污、运行平稳易维护），为其生存发展创造条件。我们当然也不能忽视永磁同步无齿轮曳引机的缺点和不足（成本造价高，永磁体寿命有限，还很难实现1∶1悬挂方式，编码器传输对变频器的影响、制动器力矩问题等），为完善无齿轮曳引机并坚持不懈的努力研究开发新材料、新技术。无齿轮曳引机已经“来到”我们面前，在宣传其优点的同时也要正视这些尚需解决的问题，尤其当今曳引机厂家林立、竞争激烈，要想摆脱窘境、要想转产、开发新产品，就应端正心态、直面现实、正视困难，以全新产品占领市场、扭转局面。 2、永磁同步无齿轮曳引机的优点 永磁同步无齿轮曳引机，一经面世就显示了它的勃勃生机。 1）永磁同步无齿轮曳引机无传动结构，体现如下几点好处： （1）磨损低。无齿轮曳引机的最大优势在于没有任何传动结构，除了电机转子轴（它同时又是曳引轴）上有一组轴承之外，就再也没有什么机械磨损了，没有磨损，自然延长了曳引机的使用寿命。 （2）节能。无齿轮曳引机由于没有传动结构，也就没有了机械方面的功率损耗，相对来讲，也就节省了能量和运行开支。以载荷1000kg、梯速1.0m/s变频调速电梯为例：OTIS有齿曳引机（曳引比为1∶1）需11kW；韦伯无齿曳引机（曳引比为2∶1）只需6.7kW。 （3）安装简便。由于曳引轮直接固定在电动机的轴上，结构紧凑体积小、重量轻，便于吊装、运输，所以现场安装也就容易多了，仍以载荷1000kg、梯速1.0m/s变频调速电梯为例：OTIS有齿曳引机17CT，自重1300kg；韦伯无齿曳引机WEB-1.0-1000，自重300kg。 （4）运行平稳。由于没有传动结构，也就没有皮带传动的丢转、打滑，电梯平层精度高、运行可靠；也就没有齿轮啮合的噪音和震动，从而表现在电梯运行平稳、噪音低，这也是电梯绿色革命的突出特点。 （5）省油。无齿轮曳引机由于没有传动结构，也就省去了传统减速箱中的润滑油，它只在轴承内存有足量的润滑脂。日常维保不存在更换润滑油的烦琐，同时也避免了润滑油泄漏带来的污染和维护难度，又节省了润滑油费用。 （6）使用方便。由于无齿轮曳引机没有液态润滑油，亦无泄漏，不仅没有污染，而且可以任意姿态安装，比如底脚朝上悬挂于井道顶板处。 2）永磁同步无齿轮曳引机控制系统的好处 永磁同步无齿轮曳引机都设计了“断电短路”环节，利用“永磁同步电动机，短接三相绕组时可以作为发电机运行”的这一突出优点，有效地避免电梯失控溜车。这一环节体现了以下几个好处：
随着电子技术和控制技术的发展，电梯用无齿轮永磁同步曳引机的控制技术日趋成熟，促进了永磁同步电动机的开发和应用。由于永磁同步电动机具有体积小，重量轻效率，高等一系列优点，所以这种电动机引起人们越来越多的重视。尤其与矢量控制技术结合以后，使其具有由低速到高速恒转矩输出的特性，能够满足了电梯驱动的要求，成为新一代电梯曳引机。 进入20世纪90年代以来，环保要求越来越高，绿色环保已经是电梯产品发展不可抗拒的趋势。另外重要的一点，中国是一个能源紧缺大国，节约能耗，走低成本发展之路是时代发展的必然要求。无齿轮永磁同步曳引机采用直接驱动方式，传动效率提高20%～30%，而且无需提供定子励磁电流，转子无电流、无损耗，这些总计可以节能30%以上。上述符合环保要求的特点，恰恰引导了电梯产品的新一代绿色环保革命。这就是说，该产品不仅为电梯安装者提供了方便，也为电梯所有者创造了价值，全面降低了物业管理成本。电梯用无齿轮永磁同步曳引机无疑会深受广大消费者的欢迎。 同传统的有齿曳引电梯相比，永磁同步曳引机具有高性能、低价格的特点，具体分析如下： ①机械结构简化。有齿轮曳引机包括有复杂的机械减速机构，如蜗轮蜗杆减速机构、行星齿轮减速机构等。为了保证曳引机的运行性能，对这些减速机构的机械加工精度提出了很高的要求。而无齿曳引机则不需机械减速机构，由电机直接带动曳引轮驱动电梯运行，使无齿永磁同步曳引机的机械结构变得非常简单。从而降低了机械制造费用，降低了生产成本。 免维护。无齿曳引机不需要复杂的润滑系统，彻底解决了漏油的麻烦，实现了免维护。减少了维护费用。同时没有了废弃油对环境的污染，避免了失火的危险，被誉为绿色电梯，它的环保价值更是不可估量。 ②节省空间。使用无齿轮永磁同步曳引机可以大大减少电梯的机房占用空间，甚至可以做到无机房运行，把影响建筑造型美观和人们居室日照的楼顶机房取消，既节省了建筑空间，又降低了制造成本。在寸土寸金、追求时尚的繁华大都市，这一点更显得尤为突出。无齿轮永磁同步曳引机已成为房地产开发商的首选电梯曳引机。 ③节约能源。首先，省去了机械减速机构相应的损耗。传统曳引机减速机
浅析永磁同步曳引机的优劣 2010-03-25 01:04 来源：安徽中菱电梯有限公司admin 点击: 701次 电梯是为高层建筑交通运 电梯是为高层建筑交通运输服务的比较复杂的机电一体化设备。近年来，随着城市的发展，高层建筑的迅速增多，对高性能电梯的电力拖动系统提出了新的要求，更加舒适、小型、节能、可靠和精确有效的速度控制是其发展方向，而电机技术、功率电子技术、微计算机技术及电机控制理论的发展，使其实现成为了可能。 如果说控制柜是电梯的大脑，那么曳引机就是电梯的心脏。作为电梯的核心部件，曳引机技术经过了蜗轮蜗杆传动曳引机、行星齿轮和斜齿轮传动曳引机、无齿轮传动曳引机三个发展阶段。 蜗轮蜗杆传动曳引机，传动效率较低，只有70%左右，由于传动转矩能力大、技术成熟，目前依然广泛应用于低速电梯和各种货梯。 行星齿轮和斜齿轮传动曳引机，传动效率能达到90%，但要求齿轮加工精度高，成本也比较高，这两种曳引机产品在中国并没有得到广泛地应用，随着成本较低的永磁同步无齿轮传动曳引机技术的发展，行星齿轮和斜齿轮传动曳引机已逐渐被淘汰。 永磁同步电机与异步电机的主要区别及特点 由于异步电机是靠电机定子电流为电机转子励磁的，而永磁电机转子是用永磁体直接产生磁场不需要电励磁，因此永磁同步电机具有结构简单、运行可靠、体积小、重量轻、效率高、形状和尺寸灵活多样等特点。 交流永磁同步曳引机的主要优点有： 1、结构简单运行可靠，由于永磁电机转子不需要励磁，省去了线圈或鼠笼，简化了结构，实现了无刷，减少了故障，维修方便简单，维修复杂系数大大降低。 2、低温升、小体积永磁同步电机与感应电机相比，因为不需要无功励磁电流，而具备：(1)功率因数高，近于l; (2)反电势正弦波降低了高次谐波的幅值，有效地解决了对电源的干扰的问题; (3)减小了电机的铜损和铁损; (4)同步电机发热温升小(约38K)，电机外形小，体积与异步电机相比，降低一至两个机座号。
基于SVPWM的永磁同步电机控制系统的仿真随着电动机在社会生产中的广泛应用，由于永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、转矩电流比高、转动惯量低，易于散热及维护等优点，特别是随着永磁材料价格的下降、材料的磁性能的提高、以及新型的永磁材料的出现，在中小功率、高精度、高可靠性、宽调速围的伺服控制系统中，永磁同步电动机引起了众多研究与开发人员的青睐，其应用领域逐步推广，尤其在航空航天、数控机床、加工中心、机器人等场合已获得广泛的应用。我国制作永磁电机永磁材料的稀土资源丰富，稀土资占全世界的80％以上，发展永磁电机具有广阔的前景。 第一章永磁同步电机的矢量控制原理 1.1 永磁同步电机控制中应用的坐标系 交流电机的数学模型具有高阶次，多变量耦合，非线性等特征，难以直接应用于系统的设计和控制，与直流电机单变量，自然解耦和线性的数学模型相比较，交流电机显得异常复杂。因此需要通过适当的转换，将交流电机的控制变换为类似直流电机的控制将大大简化交流电机控制的复杂程度。 永磁同步电机矢量控制的基本思想是把交流电机当成直流电机来控制，即模拟直流电机的控制特点进行永磁同步电机的控制。为简化感应电机模型，可将电机三相绕组电流产生的磁动势按平面矢量的叠加原理进行合成和分解，使得能够用两相正交绕组来等效实际电动机的三相绕组。由于两相绕组的正交性，变量之间的耦合大大减小。 1.1.1系统中的坐标系 1)三相定子坐标系(U-V-W坐标系) 其中三相交流电机绕组轴线分别为U、V、W，彼此之间互差120度空间
电角度，构成了一个U-V-W三相坐标系。空间任意一矢量在三个坐标上的投影代表了该矢量在三个绕组上的分量。 2)两相定子坐标系(α-β坐标系) 两相对称绕组通以两相对称电流也能产生旋转磁场。对于空间的任意一矢量，数学描述时习惯采用两相直角坐标系来描述，所以定义一个两相静止坐标系，即α-β坐标系。它的轴α和三相定子坐标系的A轴重合，β轴逆时针超前α轴90度空间电角度。由于α轴固定在定子A相绕组轴线上，所以α-β坐标系也是静止坐标系。 3)转子坐标系(d-q坐标系) 转子坐标系d轴位于转子磁链轴线上，q轴逆时针超前d轴90度空间电角度，该坐标系和转子一起在空间上以转子角速度旋转，故为旋转坐标系。对于同步电动机，d轴是转子磁极的轴线。 矢量控制中用到的变换有：将三相平面坐标系向两相平面直角坐标系的转换(Clarke 变换)和将两相静止直角坐标系向两相旋转直角坐标系的变换(Park变换)。 1.1.2 由三项平面坐标系向两相平面坐标系（Clarke变换） 三相同步电动机的集中绕组U、V、W的轴线在与转子垂直的平面分布如上图所示，轴线依次相差120°，可将每相绕组在气隙中产生的磁势分别记为：Fu、Fv、Fw。由于Fu、Fv、Fw不会在轴向上产生分量，所以可以把气隙的磁场简化为一个二维的平面场。简单起见，可以U为α轴，由α起逆时针旋转90°作β轴，建立起二维坐标系，用此两相坐标系（α-β）产生的磁动势来等效三相静止坐标系（U-V-W）产生的磁动势。如图1.1所示。
硕士学位论文 二0一五 年 六 月 作者姓名 指导教师 学科专业 控制工程 电动汽车用永磁同步电机控制系统设计 Design of permanent magnet synchronous motor control system for electric vehicle
摘要 本文在开始先介绍了研究电动汽车的背景及其意义，并介绍了电动汽车在国内外的发展现状，然后从电动汽车的燃油经济性，驱动性，安全性及舒适度，三个方面分析了电动汽车比其他燃料汽车存在的优越性。电动机是电动汽车的核心部件，本文中从其驱动方式把电动机分为四大类，直流有刷电动机，永磁同步电动机，永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机。本章从工作原理与性能方面分析了，这四种电动机各存在的优点和不足。从中得出永磁同步电动机是电动汽车比较理想的选择。本文刚开始介绍了永磁同步电动机PMSM的三种不同的控制方式，恒压频比控制，矢量控制，直接转矩控制，并从三者之间比较得出，PMSM采用直接转矩控制DTC的方式有着比其他两者更好的稳定性。 随后从永磁同步电动机PMSM的结构及其特点，分析了其优越性，并建立数学模型，根据空间矢量坐标关系推导出PMSM的在各坐标系下DTC的原理。本章分析了定子磁链与电磁转矩的估算和滞环控制，通过其原理研究了开关表控制的方式，并对PMSM的直接转矩控制DTC的Matlab/Simulink仿真，最终得出了DTC 较其它控制方式的稳定性。 其次分析了永磁同步电机PMSM的直接转矩控制DTC存在的诸多缺点，并提出基于SVM技术的SVPWM的控制方式，即空间矢量调制DTC控制策略，通过Matlab/Simulink仿真，得出SVPWM比PMSM DTC有着更好的稳定性。 TI公司推出的TMS320F2812 DSP芯片的控制系统设计，从硬件电路的设计和软件的设计，两个方面研究了该芯片。DSP硬件方面包含了智能模块的自保护特性，并设计了检测电路，保护电路，驱动电路和CAN通信等模块，软件系统方面分析了，其初始化流程图，接收流程图等。 关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；DSP；SVPWM
目录 1、建设项目基本情况0 2、建设项目所在地自然环境社会环境简况18 3、环境质量现状26 4、评价适用标准29 5、建设项目工程分析32 6、项目主要污染物产生及预计排放情况47 7、环境影响分析48 8、建设项目拟采取的防治措施及预期治理效果56 9、结论与建议57 附图： 附图1 项目地理位置图 附图2 项目周边环境概况图 附图3 项目周边环境实景图 附图4全厂平面布置图及本项目平面布置图 附图5临安市生态环境功能区划图 附图6临安市水环境功能区划图 附件： 附件1 项目服务联系单； 附件2 企业法人营业执照； 附件3 国有土地使用证； 附件4 杭州市污染物排放许可证； 附件5 关于浙江西子富沃德电机有限公司新增年涂装能力5万台电梯曳引机涂装线技改项目环境影响报告表批复意见的函，临环保[2008]255号； 附件6 浙江西子富沃德电机有限公司新增年涂装能力5万台电梯曳引机涂装线技改项目竣工环境保护验收监测报告，20090408-01； 附件7 关于浙江西子富沃德电机有限公司年产高效节能永磁同步无齿轮曳引机核心配件3万套建设项目环境影响报告表审查意见的函，临环保[2012]35号 附件8关于浙江西子富沃德电机有限公司年产15万台高效节能稀土永磁同步电动机生产线技改项目环境影响报告表，临环保[2012]240号 附件9委托处置协议书 附件10污水委托处理协议； 1、建设项目基本情况
(17)浙江省水功能区水环境功能区划分方案，浙政办发[2005]109号，2005.12； (18)环境影响评价委托协议书。 1.1.2项目工程概况 浙江西子富沃德电机有限公司开发生产的永磁同步无齿轮曳引机的核心配件主要有机座、曳引轮和烧结钕铁硼磁钢。其中，烧结钕铁硼磁钢是钕、纯铁、硼等的合金，作为稀土永磁材料发展的最新结果，由于其优异的磁性能而被称为“磁王”。机座和曳引轮占整个产品的重量在30%左右，其质量的好坏直接关系到产品的安全、稳定运行，对整个产品的质量保证有至关重要的影响。 公司生产的三大核心配件的产品图片如下： 机座图片曳引轮图片 磁钢图片 本项目通过调整公司厂房内现有功能布局，在扩建现有铸造车间和机加工车间，并利用现有磁钢生产车间，建设年产3.6万套高效节能永磁同步无齿轮曳引机核心部件项目。项目建设完成后现有磁钢车间内年生产烧结钕铁硼磁钢200吨，铸造车间内新增2台中频电炉、1条树脂砂处理线等设备，年新增生产核心配件（机座、曳引轮）的铸件
永磁同步无齿轮曳引机技术的特点 摘要 本文主要是对作为电梯驱动技术的革命中永磁同步无齿轮曳引机在电梯技术中的应用的分析。讲述了永磁同步无齿轮曳引机的特点及其同由于永磁同步无齿曳引机与传统的蜗轮、蜗杆传动的曳引机相比具有的优势。永磁同步无齿轮曳引机目前的发展形势，在永磁同步无齿轮曳引机进入中国市场的7年时间里，这场电梯拖动技术的革命已席卷全球，成为电梯拖动技术的主流，以满足电梯的进一步发展和更高的环保、节能要求。与些时同，当前的同步无齿轮曳引机在电梯的实际应用过程中，也存在许多技术难点和以相关应当注意的问题。 关键字：永磁同步无齿轮曳引机比较特点优势发展形势应用难点正文： 一直以来，蜗轮蜗杆曳引机因为具有传动比大、结构紧凑、传动平稳等特点，在电梯行业中被一致公认为电梯驱动机构的首选。随着市场需求的不断更新和科学技术的飞速进步，人们对电梯产品的规格和性能提出了更高的要求，有力推动了电梯设备的技术发展，于是诸如无机房电梯、小机房电梯等新产品不断涌向市场。为了满足这些新产品的配套需求，作为电梯动力源的驱动结构必须具有体积更小、节能高效、低速大转矩等特点。而传统的蜗轮蜗杆曳引机已远远与之不相适应，尽管世界各国著名电梯公司纷纷着手开发各种新型的曳引机，但其中最受青睐的仍是永磁同步无齿轮曳引机。因为它与传统曳引机相比，具有如下特点：结构简单紧凑、体积小、节能高效、噪音低、振动小、使用安全可靠、低转速、大转矩、污染小、运行性能优良等。永磁同步无齿轮曳引机是由一台永磁同步电机直接驱动电梯运行，它以其独到的构造、性能优势，将电梯工业提升到一个崭新的境界。 一、永磁同步无齿轮驱动技术，是电梯驱动技术的革命： 1、无齿轮永磁同步电梯曳引机，主要由永磁同步电动机、曳引轮及制动系统组成。永磁同步电动机采用高性能永磁材料和特殊的电机结构，具有节能、环
一、永磁同步无齿曳引机结构： 曳引机俗称减速器。它安装在机房内，一般在建筑物顶层之上，是电梯的曳引装置，它的绳轮通过钢丝绳牵引轿厢及对重。曳引机是由蜗轮减速箱、绳轮、电机、靠背轮、抱闸、底座等组成。曳引机的结构示意图如图1所示。 永磁同步无齿曳引机主要由永磁同步电动机、曳引轮及制动系统组成。它采用高性能永磁材料和特殊的电机结构，具有低速、大转矩特性。曳引轮与制动轮为同轴固定联接，并直接安装在电动机的轴伸端；由制动体、制动轮、制动臂和制动瓦等组成曳引机的制动系统。永磁同步无齿曳引机安装示意图如图1所示。 图1. 永磁同步无齿曳引机安装示意图 二、永磁同步无齿曳引机工作原理及特点： 永磁同步无齿曳引机工作原理是电动机动力由轴伸端通过曳引轮输出扭矩，再通过曳引轮和钢丝绳的摩擦来带动电梯轿厢的运行。当电梯停止运行时则由常闭制动器通过制动瓦刹住制动轮，从而保持轿厢静止不动。 永磁同步无齿曳引机选用稀土材料，采用外转子结构，永磁同步电机驱动，在结构上取消了蜗轮蜗杆传动，并将同轴传动技术、数字变频技术和群组电脑组合技术完美融合。使之具有体积小、传动效率高、噪声低、能耗低、使用寿命长、乘坐舒适，且基本不用维修等性能优点。这种曳引机没有齿轮减速机，电动机轴伸处直接安装曳引轮，因为没有齿轮减速机的机械损耗，没有异步电动机的励磁损耗，功率因数几乎等于1，效率高，比异步交流有齿轮电梯曳引机节能可达40%，并且效率曲线平直，在低负载率时效率也很高，不像异步电动机高效率区间那样狭窄，于是更具有节能优势。永磁同步无齿曳引机调速性能优越于异步变频调速电动机,并且曳引轮没有机械减速机构因制造精度原因所产生的瞬时角速度的变化。所以乘坐舒适感比有齿曳引机好，噪声也小。可以适用于高档乘客电梯。这种曳引机结构紧凑,体积小，可以实现小机房或无机房安装，它的机座等承重件通过优化设计,强度高,承载能力强。因为没有齿轮减速机，不存在漏油污染问题。其结构采用进口双侧密封轴承,该轴承一般不需要加油,免维护。永磁同步无齿曳引机的结构示意图如图2所示。
无齿轮永磁同步曳引机使用维护说明书 版本：A1 日期：2018.01
目录 一、前言 (2) 二、一般说明及安全注意事项 (2) 三、产品结构及工作原理 (3) 四、曳引机工作条件 (4) 五、曳引机使用前的检查 (4) 六、曳引机的安装 (5) 七、曳引机安装尺寸 (5) 八、曳引机的运行 (5) 九、制动器的调整 (5) 十、维护和注意事项 (5) 附录1 曳引机常见故障及处理 (9) 附录2 编码器的安装与拆卸 (10) 附录3 盘车装置使用说明 (13) 附录4 改变曳引机的运转方向的方法 (14)
一、前言 感谢您使用无齿轮永磁同步电梯曳引机。 本使用说明书，叙述了正确使用无齿轮永磁同步电梯曳引机的方法。您在进行任何操作之前（运输、安装、维护和检查等），请务必认真阅读此说明书，并在熟知本产品的安全注意事项后再使用曳引机。 二、一般说明及安全注意事项 1、一般说明 ●本使用说明书所示图例是一般代表性图示，可能与您收到的产品会有所不同●本使用说明书，由于产品改进、规格变更或方便使用，会有适当更改 ●本使用说明书，如有损坏或遗失，请与本司或本产品代理商联系 ●安全相关符号的说明 注意表示错误使用将引起主机的潜在损坏或零部件的破坏 危险表示错误使用可能会导致财产损失、人身伤害或伤亡事故 打上安全符号的语句条款，叙述了重要的内容，请务必遵守！ 2、安全注意事项 注意 ●请确认所收到的产品型号与订货型号是否相符，型号不符请不要安装 ●请不要将手或物品放在曳引机运动或警示部位 ●请不要使用已经发现问题的机器 ●请不要拆除、遮挡产品铭牌 ●搬运时，请小心处理，务必使用吊环（或机器自身设有的吊环），并确认本 设备没有连接其他安装用的设备。起吊之前，要核准本机重量与起重设备的载重 ●设备周围绝对不可放置易燃物品并要保证设备必要的散热空间