電梯電機為什么都要采用永磁同步電機？
2020/7/4 21:22:01 點擊：333
電梯電機通常采用永磁同步電機，主要是由于永磁同步電機易于做成低轉速、大功率的優(yōu)點。其結構緊湊，功能齊全，集曳引電機、曳引輪、電磁制動器、光電編碼器于一身，易于安裝，便于使用。特別是在無機房電梯的開發(fā)應用中，將永磁同步曳引電機安裝在電梯的井道里，既節(jié)約了機房的建造成本，又美化了建筑物外觀。當電梯負載變化時，永磁同步電機通過調節(jié)夾角來適應，其響應速度很快。
為了使電梯有良好的起、制動舒適性和平層準確度，在系統(tǒng)中加入了準確的轉子位置裝置和電壓電流檢測裝置，隨時確定電機磁場的大小、方向。位置檢測裝置采用轉子位置傳感器（光電編碼器或旋轉變壓器等）。轎廂負載檢測裝置可采用位置型、壓力型等多種形式，對電梯負載進行預先測量并計算，給出恰當方向和大小的力矩，可輸出開關量、模擬量（電壓）和頻率量（高頻抗干擾性強，能遠距離傳送）等。
永磁同步電機，準確的講，應該叫異步起動同步運轉的永磁電機。這種電機，使用中可以同尺寸代替原來的Y,Y2,Y3等電機。減少了更換過程的麻煩。與普通電機相比，永磁電機有其自己的特點。
1、轉速恒定，為同步轉速。轉速較普通電機稍高，比如普通電機4極轉速為1400n/min多轉，永磁同步電機轉速就是1500n/min，丟轉少。
2、功率因數(shù)高。永磁電機在正常運轉時，轉子轉速和定子磁場轉速一致，轉子磁極采用永磁磁鋼，沒有電流，定子上感應電流減小，因此功率因數(shù)高。可以通過合理的設計，可使其工作在滯后功率因數(shù)、單位功率因數(shù)和超前功率因數(shù)。一般滯后功率因數(shù)都可以達到和超過0.95，大量使用永磁電機，可以省去無功功率補償器等設備。
3、效率高，特別是運行效率高。永磁電機正常運轉時，由于轉子磁極采用永磁體--釹鐵硼磁鋼，靠永磁體的磁場就可以保證電機的正常運轉，因此轉子也就沒有繞組損耗。轉子鐵耗也沒有，因此效率較普通電機高的多。目前，永磁同步電機一般設計很容易達到GB/T18613-2012版規(guī)定的2級能效，甚至達到1級指標；而普通電機，設計達到相應的性能就比較麻煩，這在小功率電機中表現(xiàn)的尤為明顯。
4、永磁同步電機具有較寬的經(jīng)濟運行范圍。普通電機的經(jīng)濟運行范圍一般為額定負載的60~100%，低于60%的負載時，電機的效率和功率因數(shù)曲線下降很快，運行效率和功率因數(shù)很低。而永磁同步電機的經(jīng)濟運行范圍遠比普通電機寬，不僅在額定負載時效率很高，而且在25~120%額定負載的范圍內都有較高的效率，效率曲線比較平滑，變化不大。電機效率基本不低于額定效率的80%。而普通電機在35%額定負載附近效率迅速下降，能低至30~40%。永磁電機在25%的負載時，功率因數(shù)也可以達到0.9以上，越輕載功率因數(shù)越高；而普通電機從額定負載時的0.85左右迅速下降到0.5以下。
5、體積小，重量輕。由于永磁電機轉子上應用了稀土永磁材料，損耗低，效率和功率因數(shù)高，達到同樣的功率，在保證效率和功率因數(shù)的基礎上，體積可以做的比普通電機小，重量可以輕。這在一些要求小機座號，做大功率的場合，具有普通電機不可比擬的優(yōu)勢。
6、堵轉轉矩倍數(shù)高。普通電機堵轉轉矩倍數(shù)一般是額定轉矩1.6~2.3倍，而永磁電機的堵轉轉矩一般可達2.4倍以上，有些規(guī)格甚至可達到3.5倍以上。有些場合稱永磁電機為“高效高起動轉矩永磁同步電機”，在一些設備起動轉矩要求高的情況下，很多采用高滑差電機，但效率很低；再者就是增大容量，以增大起動轉矩，但實際運行時，負載率很低，效率和功率因數(shù)都很低，造成設施和能源的浪費。而使用永磁電機，達到同樣的轉矩，就可以適當?shù)臏p小電機容量，永磁電機功率因數(shù)和效率都較高，節(jié)能效果就很明顯。
7、可以實現(xiàn)低速高效率。普通電機10極以上的電機很少，不是技術上達不到，而是轉速越低，效率做不高，而且機座號做的很大，功率很小，這在以前被認為劃不來的事。而永磁電機可以把極數(shù)做的很高，異步起動永磁電機有24極的，甚至32極。轉速做的很低，可以對一些設備采用直驅，省去減速設施，從節(jié)能的角度來講，這樣可以提高效率。而且永磁電機因為轉子損耗小，雖然極數(shù)高，效率也可以做的很高，節(jié)能前景很好。
8、永磁電機成本高，加工工藝復雜。由于使用了高性能的稀土永磁材料釹鐵硼，所以制造成本較高。永磁體放置在轉子內部，設計和安裝工藝復雜，也增加了制造成本。
9、永磁電機的起動有自己的特點。一般永磁電機不可以采用降壓起動方式，因為普通永磁電機（380V,50HZ),在電壓降低到330V時，起動困難，轉子抖動厲害。小功率的永磁電機一般采用直接起動的方式。大功率的永磁電機，在變壓器容量足夠大的情況下，而且對設備機械沖擊要求不嚴的情況下也可以直接起動。否則，建議采用變頻器驅動的軟起動方式
10、三相交流永磁同步電動機的驅動，可以采用“定子繞組封星”方式，來提供電梯非驅動狀態(tài)下，制動器失效時的電動機本身所產(chǎn)生的制動電磁轉矩，以抑制意外狀態(tài)下的“快速溜車”，但該連接方式所起到的作用不能與電梯的上行超速保護裝置、電梯意外移動的保護裝置混淆。
為了使電梯有良好的起、制動舒適性和平層準確度，在系統(tǒng)中加入了準確的轉子位置裝置和電壓電流檢測裝置，隨時確定電機磁場的大小、方向。位置檢測裝置采用轉子位置傳感器（光電編碼器或旋轉變壓器等）。轎廂負載檢測裝置可采用位置型、壓力型等多種形式，對電梯負載進行預先測量并計算，給出恰當方向和大小的力矩，可輸出開關量、模擬量（電壓）和頻率量（高頻抗干擾性強，能遠距離傳送）等。
永磁同步電機，準確的講，應該叫異步起動同步運轉的永磁電機。這種電機，使用中可以同尺寸代替原來的Y,Y2,Y3等電機。減少了更換過程的麻煩。與普通電機相比，永磁電機有其自己的特點。
1、轉速恒定，為同步轉速。轉速較普通電機稍高，比如普通電機4極轉速為1400n/min多轉，永磁同步電機轉速就是1500n/min，丟轉少。
2、功率因數(shù)高。永磁電機在正常運轉時，轉子轉速和定子磁場轉速一致，轉子磁極采用永磁磁鋼，沒有電流，定子上感應電流減小，因此功率因數(shù)高。可以通過合理的設計，可使其工作在滯后功率因數(shù)、單位功率因數(shù)和超前功率因數(shù)。一般滯后功率因數(shù)都可以達到和超過0.95，大量使用永磁電機，可以省去無功功率補償器等設備。
3、效率高，特別是運行效率高。永磁電機正常運轉時，由于轉子磁極采用永磁體--釹鐵硼磁鋼，靠永磁體的磁場就可以保證電機的正常運轉，因此轉子也就沒有繞組損耗。轉子鐵耗也沒有，因此效率較普通電機高的多。目前，永磁同步電機一般設計很容易達到GB/T18613-2012版規(guī)定的2級能效，甚至達到1級指標；而普通電機，設計達到相應的性能就比較麻煩，這在小功率電機中表現(xiàn)的尤為明顯。
4、永磁同步電機具有較寬的經(jīng)濟運行范圍。普通電機的經(jīng)濟運行范圍一般為額定負載的60~100%，低于60%的負載時，電機的效率和功率因數(shù)曲線下降很快，運行效率和功率因數(shù)很低。而永磁同步電機的經(jīng)濟運行范圍遠比普通電機寬，不僅在額定負載時效率很高，而且在25~120%額定負載的范圍內都有較高的效率，效率曲線比較平滑，變化不大。電機效率基本不低于額定效率的80%。而普通電機在35%額定負載附近效率迅速下降，能低至30~40%。永磁電機在25%的負載時，功率因數(shù)也可以達到0.9以上，越輕載功率因數(shù)越高；而普通電機從額定負載時的0.85左右迅速下降到0.5以下。
5、體積小，重量輕。由于永磁電機轉子上應用了稀土永磁材料，損耗低，效率和功率因數(shù)高，達到同樣的功率，在保證效率和功率因數(shù)的基礎上，體積可以做的比普通電機小，重量可以輕。這在一些要求小機座號，做大功率的場合，具有普通電機不可比擬的優(yōu)勢。
6、堵轉轉矩倍數(shù)高。普通電機堵轉轉矩倍數(shù)一般是額定轉矩1.6~2.3倍，而永磁電機的堵轉轉矩一般可達2.4倍以上，有些規(guī)格甚至可達到3.5倍以上。有些場合稱永磁電機為“高效高起動轉矩永磁同步電機”，在一些設備起動轉矩要求高的情況下，很多采用高滑差電機，但效率很低；再者就是增大容量，以增大起動轉矩，但實際運行時，負載率很低，效率和功率因數(shù)都很低，造成設施和能源的浪費。而使用永磁電機，達到同樣的轉矩，就可以適當?shù)臏p小電機容量，永磁電機功率因數(shù)和效率都較高，節(jié)能效果就很明顯。
7、可以實現(xiàn)低速高效率。普通電機10極以上的電機很少，不是技術上達不到，而是轉速越低，效率做不高，而且機座號做的很大，功率很小，這在以前被認為劃不來的事。而永磁電機可以把極數(shù)做的很高，異步起動永磁電機有24極的，甚至32極。轉速做的很低，可以對一些設備采用直驅，省去減速設施，從節(jié)能的角度來講，這樣可以提高效率。而且永磁電機因為轉子損耗小，雖然極數(shù)高，效率也可以做的很高，節(jié)能前景很好。
8、永磁電機成本高，加工工藝復雜。由于使用了高性能的稀土永磁材料釹鐵硼，所以制造成本較高。永磁體放置在轉子內部，設計和安裝工藝復雜，也增加了制造成本。
9、永磁電機的起動有自己的特點。一般永磁電機不可以采用降壓起動方式，因為普通永磁電機（380V,50HZ),在電壓降低到330V時，起動困難，轉子抖動厲害。小功率的永磁電機一般采用直接起動的方式。大功率的永磁電機，在變壓器容量足夠大的情況下，而且對設備機械沖擊要求不嚴的情況下也可以直接起動。否則，建議采用變頻器驅動的軟起動方式
10、三相交流永磁同步電動機的驅動，可以采用“定子繞組封星”方式，來提供電梯非驅動狀態(tài)下，制動器失效時的電動機本身所產(chǎn)生的制動電磁轉矩，以抑制意外狀態(tài)下的“快速溜車”，但該連接方式所起到的作用不能與電梯的上行超速保護裝置、電梯意外移動的保護裝置混淆。
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