浅析无齿轮永磁同步电梯曳引机

浅论永磁同步无齿轮曳引技术在电梯领域的应用
张颖;肖野;徐萍
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2014(000)017
【摘要】随着现代建筑产业的不断发展，电梯已成为人们身边不可或缺的一项生
活设施。

客户对电梯节能、环保等的要求更是越来越高。

作为耗能量大、运行时间长的生活设备，电梯系统节能已成为国际社会共同关注的课题。

与此同时，在科技驱动成为产业发展主推动器的今天，电梯控制技术也将产生各种新的变化，包括新产品功能的出现、驱动技术的革新换代等。

【总页数】1页(P283-283)
【作者】张颖;肖野;徐萍
【作者单位】沈阳三洋电梯有限公司，辽宁沈阳110122;沈阳三洋电梯有限公司，辽宁沈阳 110122;沈阳三洋电梯有限公司，辽宁沈阳 110122
【正文语种】中文
【相关文献】
1.永磁同步无齿轮曳引机在电梯稳定性中的应用研究
2.电梯用盘式永磁同步无齿轮曳引机的研制
3.无齿轮永磁同步电梯曳引机测试系统研制
4.永磁同步无齿轮曳引
机电梯的控制系统5.永磁同步电动机在无齿轮曳引电梯中的应用前景
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科技成果——电梯用永磁同步无齿轮曳引机所属行业电梯行业适用范围自动扶梯成果简介采用永磁同步电动机取代原有的三相异步电动机，同减速箱配套，驱动控制方式由传统的电源直接驱动控制改为变频器驱动控制。

关键技术采用成熟的永磁同步电动机替代传统的三相异步电动机，配合减速箱使用，解决了驱动主机在低负荷条件下电动机效率和功率因数偏低的弊端，同时保留了传统驱动主机的运行平稳、噪音低、维护方便等优点。

并且电动机尺寸相对减小，节省了紧张的安装空间。

同时采用变频器控制方式，使主机启动平稳，消除电动机启动时对电网的冲击，并且在无客流量时实现自动扶梯低速运行，大大降低自动扶梯的机械磨损，提高其使用寿命。

同时变频器驱动还可以采用共直流母线运行，能量回馈等节能新技术，使自动扶梯的下行势能得到利用。

工艺流程采用永磁同步电动机替代三相异步电动机作为自动扶梯驱动主机，安装尺寸与传统主机完全一致，现有的自动扶梯可以直接切换，不存在更改设计问题，在现场即可进行改造。

主要技术指标以一台7.5KW、1500转/分钟，自动扶梯驱动主机为例：在额定转矩条件下运行，三相异步电动机效率为87%，永磁同步电动机效率为94%，提高了8%；三相异步电动机功率因数0.83，永磁同步电动机功率因数0.98，提高了18%。

效率和功率因数的改善不仅节省了电动机运行时消耗的电能，同时大大减少了电网的无功功率损耗。

加之在低速条件下运行的差异，永磁同步电动机驱动扶梯主机较之三相异步电动机效率提高约10%-20%，节能约10-20%。

应用情况批量永磁同步自动扶梯已经在运行技术成熟度永磁同步无齿轮曳引机在电梯中应用已经相当成熟，所以将永磁同步电动机及变频器用于自动扶梯中也是成熟的技术。

典型案例典型用户：广州广日电梯有限公司市场前景鉴于永磁同步电动机+变频器+减速箱驱动主机相比三相异步电动机+减速箱驱动主机成本增加约8000元，则使用永磁同步电动机及变频器作为扶梯驱动主机，运行3.33年可回收成本差异，节能前景可观。

工艺设备科学大众·Popular Science2019年5月浅谈永磁同步无齿轮曳引机的结构以及制动器的分析广州广日电梯工业有限公司 黄杰勋摘 要：电梯曳引机是电梯的动力设备，关键功能是启动电梯和输送动力。

结构的方式直接影响到电梯运行的平稳，同时，动力装置常常存在一些抱闸的问题，文章阐述了相应的解决方法。

关键词：曳引机；制动器；块式电梯曳引机分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机两类。

有齿轮曳引机主要用于低速、吨位大的电梯，而无齿轮曳引机主要使用在速度相对快，且吨位稍少的电梯中。

曳引机通俗地说就是一种起重装置的动力装置。

1 曳引机的分析与应用电梯曳引机在正常状态下包括曳引轮、电机、制动器、联轴器、机架、导向轮、盘车手轮、减速箱等零部件，而无齿轮曳引机则少了减速箱及与其相关的零部件。

在结构中，导向轮通常安装在曳引架或固定在井道里的搁机梁上。

盘车手轮通常挂在电机轴附近的墙上，有需要的时候装上来盘车，或者固定在电机轴上。

曳引钢丝绳穿过曳引轮与电梯轿厢相连，另一侧则相连于对重装置来平衡轿厢。

对重和轿厢为两个相对运行的部件，为了在井道中不相碰，则需要通过导向轮导向，并分别与升降上轿厢的导轨和对重的导轨分开运行。

轿厢与对重装置的重力通过钢丝绳的接触设计引起牵引线之间的摩擦，通过这种方式，电机旋转带动钢丝绳摩擦，驱动运动，使得轿厢和对重能相对运动。

在有齿轮曳引机和无齿轮曳引机中，各厂家比较常用的是无齿轮曳引机，应用永磁同步技术的，通常称为永磁同步无齿轮曳引机。

永磁同步无齿轮曳引机一般能应用于高速的电梯，且平稳安静，永磁同步无齿轮曳引机无传动结构，体现出以下优点。

1.1 运行平稳由于没有传动结构，皮带传动装置没有磨损或滑移。

该电梯具有精度高、平稳性好、运行可靠等特点，是电梯绿色节能的突出特点。

1.2 节能无齿轮曳引机没有传动结构，所以没有机械动力损失，能量消耗会相对降低。

1.3 节省润滑油齿轮牵引车没有传动结构，没有了齿轮箱使用润滑油的环节，使轴承有足够的润滑油即可。

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。

永磁同步无齿轮曳引机驱动技术的应用与研究摘要：本文对永磁同步无齿轮曳引机的应用原理，以及人们所关心的曳引机安全性、永磁体失磁、驱动及控制装置等关键问题进行分析说明、对现场实际应用情况进行阐述。

关键词：无齿轮、永磁同步、曳引机、自发电式能耗制动。

Abstract: This paper analyzes the permanent magnet synchronous gearless traction machine application principle, as well as people care about traction machine safety permanent magnet, magnetism loss, drive and control device, and other key issuesKey Words: no gear, permanent magnet synchronous, traction machine, electricity type braking energy1、引言世界性的能源危机使能源成为阻碍全球经济发展的瓶颈，从而在上世纪70年代开始，纷纷推出新一代高效率的异步电动机、高性能的变频器，在节能方面获得明显的效果。

高性能永磁材料，尤其是具有高磁感应强度的钕铁硼材料的发展，不但使永磁同步曳引机实现了无刷化，具有和异步电动机同样的结构简单、高可靠性等优点，同时由于它无需激磁绕组，明显地减小了体积、重量、损耗，降低了发热，提高了效率。

具有低速大转矩特性的永磁同步无齿轮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关注。

中国拥有丰富的稀士矿藏资源，是世界上永磁材料的大国，开发和生产永磁电纲具有得天独厚的优势。

近年来，电梯行业许多厂家纷纷开展永磁同步无齿轮曳引机的研制开发，促进了永磁同步无齿轮曳引机技术及其应用的发展。

永磁同步无齿轮电梯曳引机封星技术发表时间：2019-05-05T16:56:35.467Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：曾桂森[导读] 摘要：在我国不断推进城市化建设的过程中，各类型建筑拔地而起，在城市人口逐渐增多的情况下，高层建筑设施十分普遍，因此，电梯安全成为当前人们日常生活中的重要问题，在电梯中，曳引机制动器是电梯制停的保护装置，它的安全运行对电梯使用者起着极为重要的安全保障作用。

（广东宏大电梯有限公司广东东莞 523000）摘要：在我国不断推进城市化建设的过程中，各类型建筑拔地而起，在城市人口逐渐增多的情况下，高层建筑设施十分普遍，因此，电梯安全成为当前人们日常生活中的重要问题，在电梯中，曳引机制动器是电梯制停的保护装置，它的安全运行对电梯使用者起着极为重要的安全保障作用。

基于此，本文主要内容研究了永磁同步无齿轮电梯曳引机的封星技术原理及应用。

希望能为我国电梯行业贡献自己的微薄之力。

关键词：封星技术；电梯曳引机；齿轮；永磁同步前言在电梯运行过程中，曳引机的正常使用对人们的生命财产安全提供了保障，在电梯运行出现异常情况时，曳引机能够及时发现电梯的异常速度，随机将电梯停止运行，以此来保障电梯使用者的安全。

跟据我国当前有关电梯制作与安装的安全规范来看，无齿轮电梯在运行过程中，电梯曳引机要对电梯的轿厢起到制停作用以及保护作用，本文主要内容研究永磁同步无齿轮电梯曳引机的封星技术原理及应用，最终目的是为了提高电梯运行的可靠性与安全性。

1.封星技术简介电梯在正常运行过程中，由于停电且制动失效等因素导致设备出现停止运转的现象，进而导致电梯无法进行正常的制动处理，此时就会导致电梯失去驱动控制，若电梯轿厢与对重重量不平衡时，在重力作用下会导致电梯发生溜车现象以及飞车现象。

此时，针对电梯出现制动失效故障，要用到曳引机的接触器来进行封星处理，简单来说就是将W、U、V三项内容进行短接处理，进而使电枢成为一个闭合的线圈，此时电梯轿厢与对重之间不平衡的重力会对电机产生带动作用进而旋转，电枢线圈在旋转过程中会对装置内的永久性磁铁进行切割磁感线运行，在此过程中，线圈便是产生感应电流，继而产生感应电压，由于感应电压与设备中磁场切割方向相反，因此，会形成一个相反磁场与电梯下落的力量形成力矩，最终会使故障电梯保持一个相对平衡的状态[1]。

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。