永磁同步電動(dòng)機(jī)具有在低速狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)大功率輸出的特點(diǎn)，能夠改變傳統(tǒng)的“電動(dòng)機(jī)→減速箱→曳引輪→負(fù)載（轎廂和對(duì)重）”曳引驅(qū)動(dòng)模式，做到集曳引電動(dòng)機(jī)、曳引輪、制動(dòng)器、光電編碼器于一體的驅(qū)動(dòng)新模式，并具有節(jié)能、免維護(hù)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。近幾年來(lái)采用永磁同步無(wú)齒曳引驅(qū)動(dòng)的VVVF拖動(dòng)電梯，已占國(guó)內(nèi)電梯市場(chǎng)分額的90％以上。
本文選自《電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修 第5版》，屬于初級(jí)入門(mén)類，廣泛被用作培訓(xùn)教材。
永磁同步無(wú)齒曳引電梯VVVF拖動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理
采用永磁同步電動(dòng)機(jī)作為曳引電動(dòng)機(jī)的VVVF電梯拖動(dòng)系統(tǒng)，主要由永磁同步電動(dòng)機(jī)、運(yùn)算控制電路、電子開(kāi)關(guān)電路、檢測(cè)轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。
1.永磁同步電動(dòng)機(jī)
20世紀(jì)60年代稀土永磁材料的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步，為永磁同步電動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展奠定了可靠的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。近年來(lái)實(shí)際使用的釹鐵硼稀土永磁材料集鋁鎳鈷、鐵氧體兩種磁性材料的優(yōu)點(diǎn)于一體，已是一種較理想的磁性材料。永磁同步電動(dòng)機(jī)和普通電動(dòng)機(jī)一樣由轉(zhuǎn)動(dòng)和固定不動(dòng)兩部份構(gòu)成。
2.永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部份（轉(zhuǎn)子）
永磁同步電動(dòng)機(jī)和普通交直流電動(dòng)機(jī)一樣由轉(zhuǎn)動(dòng)和固定不動(dòng)兩部份構(gòu)成。轉(zhuǎn)動(dòng)部份相當(dāng)于普通交直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子或電樞，固定不動(dòng)部份相當(dāng)于定子繞組或激磁繞組及其外殼和機(jī)座。普通交直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部份均在固定不動(dòng)部份之內(nèi)，而永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部份則有在固定不動(dòng)部份之內(nèi)和之外兩種型式。而且這兩種結(jié)構(gòu)型式的永磁同步電動(dòng)機(jī)在國(guó)內(nèi)電梯產(chǎn)品里都占有一定的市場(chǎng)份額。
3.永磁同步電動(dòng)機(jī)的固定不動(dòng)部份（定子）
永磁同步電動(dòng)機(jī)的固定不動(dòng)部份指的是永磁同步電動(dòng)機(jī)的定子繞組部份，永磁同步電動(dòng)機(jī)的定子繞組為三相對(duì)稱繞組，繞組采用Y型接法，三個(gè)繞組有三個(gè)引出線的接線端，以便與外部電源聯(lián)接，與普通異步電動(dòng)機(jī)基本相同。對(duì)于永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)子驅(qū)動(dòng)電梯的VVVF拖動(dòng)系統(tǒng)，施加在永磁同步電動(dòng)機(jī)定子繞組引出端子上的電源，是適應(yīng)永磁同步無(wú)齒曳引驅(qū)動(dòng)電梯VVVF拖動(dòng)系統(tǒng)的逆變器輸出的頻率、電壓幅值按電梯給定速度曲線變化的三相交流電源，驅(qū)動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)按預(yù)定速度曲線運(yùn)行。
4.永磁同步無(wú)齒曳引驅(qū)動(dòng)電梯VVVF拖動(dòng)系統(tǒng)的信息采集
永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)做到集曳引電動(dòng)機(jī)、曳引輪、制動(dòng)器、光電編碼器于一體。采用這種驅(qū)動(dòng)模式的拖動(dòng)系統(tǒng)，需要準(zhǔn)確采集以下相關(guān)信息。
(1)由于永磁同步曳引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部份直接驅(qū)動(dòng)曳引輪、由曳引輪槽里的曳引繩牽動(dòng)轎廂和對(duì)重上下運(yùn)行。因此要求轎廂的負(fù)載檢測(cè)裝置必須采用具有線性變化律的負(fù)載檢測(cè)裝置，預(yù)先將檢測(cè)結(jié)果按信號(hào)傳送方式傳送給驅(qū)動(dòng)控制微機(jī)，由驅(qū)動(dòng)控制微機(jī)控制逆變器輸出相應(yīng)大小的電流電壓值，避免制動(dòng)器松閘瞬間由于不同負(fù)載造成起步過(guò)慢過(guò)猛，影響電梯起動(dòng)運(yùn)行時(shí)的舒適感。
(2)由于永磁同步電機(jī)永磁體產(chǎn)生的磁極方向隨時(shí)都要確定，因此永磁同步無(wú)齒曳引電梯VVVF拖動(dòng)系統(tǒng)需配置精確的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置和電流電壓檢測(cè)裝置，對(duì)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行精確控制，對(duì)轉(zhuǎn)子位置的精確控制是永磁同步無(wú)齒曳引電梯VVVF拖動(dòng)系統(tǒng)的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一，它關(guān)系著電梯的安全可靠運(yùn)行。永磁同步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置有光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器兩種。
1)光電編碼器：光電編碼器又有增量式和絕對(duì)式兩種。增量式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但長(zhǎng)期使用可能產(chǎn)生積累誤差，而且突然停電會(huì)造成轉(zhuǎn)子位置信號(hào)丟失等問(wèn)題。絕對(duì)式光電編碼器按二進(jìn)制數(shù)設(shè)計(jì)，采用8～12個(gè)數(shù)碼就能得到精確的位置信號(hào)，可直接得到轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置等優(yōu)點(diǎn)。
2)旋轉(zhuǎn)變壓器：采用旋轉(zhuǎn)變壓器作為轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置是根據(jù)變壓器的工作原理，分別在永磁同步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子上裝設(shè)二相交流繞組。在定子繞組U和V上分別通以互差90°的對(duì)稱電壓，當(dāng)轉(zhuǎn)子從基準(zhǔn)位置轉(zhuǎn)過(guò)θ角度時(shí)轉(zhuǎn)子上的U和V兩繞組中分別感應(yīng)¡出比定子電壓超前或落后θ角度的電壓，再通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電壓與定子基準(zhǔn)電壓之間的相位差就可判定轉(zhuǎn)子的位置。
永磁同步無(wú)齒曳引電梯VVVF拖動(dòng)電梯的優(yōu)點(diǎn)
1.永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)的轉(zhuǎn)子采用釹鐵硼稀土永磁體取代鼠籠，轉(zhuǎn)子里沒(méi)有電流，電機(jī)的功耗只取決于定子繞組電流的大小，比普通VVVF電梯拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能25％。
2.調(diào)速范圍可達(dá)1：1000，甚至更高，能在低頻、低壓、低速情況下提供足夠大的轉(zhuǎn)矩，得以改變“電動(dòng)機(jī)→減速箱→曳引輪→負(fù)載（轎廂和對(duì)重）”的傳統(tǒng)曳引驅(qū)動(dòng)模式，使曳引機(jī)的體積和重量大大減小，甩掉了減速器，不需要加油和換油，維修方便又環(huán)保。
3.永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)滿載起動(dòng)電流不超過(guò)額定電流的1.5倍，對(duì)同網(wǎng)用電戶的影響降低至最低程度。
4.采用永磁同步無(wú)齒曳引VVVF拖動(dòng)的電梯，若因制動(dòng)器失效，造成電梯轎廂和對(duì)重裝置處于自由狀態(tài)時(shí)，在永磁同步電動(dòng)機(jī)三相定子繞組構(gòu)成電回路的情況下，可以確保電梯的溜車速度不大于0.4m/s，使電梯使用過(guò)程中的安全性能大大提高。
