劉鍵

（哈爾濱市機(jī)電類特種設(shè)備監(jiān)督檢測研究院，哈爾濱 150036）

封星技術(shù)及其在永磁同步曳引機(jī)上的應(yīng)用

劉鍵

（哈爾濱市機(jī)電類特種設(shè)備監(jiān)督檢測研究院，哈爾濱 150036）

針對永磁同步曳引機(jī)器設(shè)備體積小、易于控制以及節(jié)能等特點(diǎn)，對封星技術(shù)在永磁同步曳引電機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析論述，充分發(fā)揮封星技術(shù)在永磁同步曳引機(jī)上的應(yīng)用作用，做好機(jī)械裝置的驅(qū)動(dòng)，通過頻率變化調(diào)整齒輪速度，提高機(jī)械設(shè)備的利用率，逐步擴(kuò)大永磁同步電機(jī)的應(yīng)用范圍。

封星技術(shù)；設(shè)計(jì)原理；同步電機(jī)

為了更好地發(fā)揮永磁同步曳引機(jī)體積小、節(jié)能和易操作的優(yōu)勢，提升封星技術(shù)在永磁同步曳引機(jī)上的利用效率，筆者從以下幾點(diǎn)簡要介紹了封星技術(shù)基本含義和具體應(yīng)用，希望提升設(shè)備的利用率、消除齒輪減速影響。

1　封星技術(shù)的基本含義

1.1封星技術(shù)設(shè)計(jì)原理

為了提升永磁同步曳引機(jī)的工作效率，增進(jìn)對永磁同步曳引機(jī)封星制動(dòng)過程的了解，筆者將永磁同步曳引機(jī)封星設(shè)計(jì)原理圖列示如下：

永磁同步曳引機(jī)封星設(shè)計(jì)的典型原理圖Fig.Typical schematic of permanent magnet synchronous traction machine star sealing design

由上圖看以看出，當(dāng)永磁同步曳引機(jī)停止作業(yè)時(shí)，KMB、KMY、KMC三個(gè)觸點(diǎn)斷開，由這三個(gè)觸點(diǎn)控制的KAY線圈和永磁同步電動(dòng)機(jī)失電，而KAY常閉主觸點(diǎn)發(fā)生閉合，永磁同步電動(dòng)機(jī)三相繞組線短接，形成電機(jī)內(nèi)部的三相繞組線獨(dú)立電氣回路，這就是我們所說的封星。當(dāng)電梯正常啟動(dòng)，以上三個(gè)觸點(diǎn)得電閉合后，永磁同步電機(jī)得以運(yùn)轉(zhuǎn)，KAY線圈得電自鎖，常閉主觸點(diǎn)斷開，這樣就能夠防止電動(dòng)機(jī)相間短路。我們可以將封星技術(shù)簡要概括如下：永磁同步電機(jī)失電后，會(huì)利用常閉主觸點(diǎn)接觸器實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)電樞三相繞組線短接，并在電機(jī)內(nèi)部形成獨(dú)立電氣回路。

而在曳引機(jī)運(yùn)行過程中，因正?；虿徽Ｔ蚴щ妼?dǎo)致的停轉(zhuǎn)，此時(shí)制動(dòng)器又不能將電梯制停，電梯原速度不變且失去驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、在轎廂和曳引電梯對中不平衡力的作用下，一定會(huì)導(dǎo)致電梯飛車或溜車事故的發(fā)生。電梯帶動(dòng)永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使電機(jī)內(nèi)三相繞組線切割永磁體，磁場因感應(yīng)發(fā)生電動(dòng)勢。封星接觸器完成三相繞組線短接，進(jìn)而形成獨(dú)立電氣回路。封星技術(shù)就是在永磁體磁場作用下，通過電樞繞組回路電流帶動(dòng)下發(fā)生的共同旋轉(zhuǎn)；反力矩作用轉(zhuǎn)子永磁體上，想要將轉(zhuǎn)子永磁體和定子電樞組同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，永磁同步曳引機(jī)封星技術(shù)的作用就是保證曳引機(jī)溜車或飛車時(shí)，保證電梯制動(dòng)作用的發(fā)揮，進(jìn)而達(dá)到對電梯飛車或是溜車速度的控制，提升電梯運(yùn)行過程中的安全性。

1.2封星制動(dòng)條件

從永磁同步曳引機(jī)的封星制動(dòng)原理中可知，封星制動(dòng)需要在三個(gè)條件下才能夠完成：首先，電梯主機(jī)所采用的一定是永磁同步電機(jī)并且要設(shè)置封星技術(shù)。其次，電梯主機(jī)產(chǎn)生正?；蚴欠钦Ｊщ?。最后，因電梯機(jī)械制動(dòng)失效或是制動(dòng)力不足導(dǎo)致了電梯飛車、溜車。

2　永磁同步曳引機(jī)封星制動(dòng)溜車過程和速度

2.1永磁同步曳引機(jī)封星制動(dòng)溜車過程

永磁同步曳引機(jī)滿足封星制動(dòng)條件后，就會(huì)在電梯初始速度和靜止?fàn)顟B(tài)下發(fā)生溜車現(xiàn)象。永磁同步曳引機(jī)失電后，將會(huì)導(dǎo)致電梯由靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入溜車，溜車發(fā)生的一瞬，曳引機(jī)制動(dòng)力為零或是制動(dòng)力較小，電梯轎廂以加速度上升或下落，而當(dāng)曳引機(jī)產(chǎn)生初始速度后就會(huì)產(chǎn)生曳引機(jī)繞組制動(dòng)電流，進(jìn)而產(chǎn)生封星制動(dòng)電磁制動(dòng)力。電梯運(yùn)行速度越快，曳引機(jī)制動(dòng)電流越大，封星制動(dòng)電磁制動(dòng)力也會(huì)更大，而當(dāng)電梯加速度逐漸減小時(shí)，其力量就會(huì)逐漸達(dá)到平衡狀態(tài)，曳引機(jī)加速度為零，曳引機(jī)速度也會(huì)達(dá)到某種穩(wěn)定狀態(tài)。

一旦電梯轎廂以某初始速度下降時(shí)，如遇曳引機(jī)突然失電，曳引機(jī)就會(huì)在曳引機(jī)繞組短路時(shí)，產(chǎn)生短路電流，這種短路電流所產(chǎn)生的電磁制動(dòng)力矩就能夠維持電流的穩(wěn)定性?？偟貋碚f，永磁同步曳引機(jī)封星制動(dòng)就是電梯溜車的加速變化過程，采用封星制動(dòng)后就是以穩(wěn)定速度發(fā)生溜車沖頂或是蹲底。

2.2永磁同步曳引機(jī)封星制動(dòng)溜車速度

通過永磁同步曳引機(jī)封星制動(dòng)溜車過程及原理可知，僅僅依靠封星制動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)并不能完全制停電梯，在轎廂對重和封星制動(dòng)電磁制動(dòng)力不平衡力相互平衡的時(shí)候，電梯才能夠維持穩(wěn)定的上升或下降的速度，電梯轎廂以這樣的速度沖頂或是蹲底，直接關(guān)系著電梯的安全性及穩(wěn)定性。據(jù)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》相關(guān)規(guī)定了解到，一旦溜車速度達(dá)到緩沖器設(shè)計(jì)的安全范圍，電梯就是符合國家安全規(guī)定，達(dá)到安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)永磁同步曳引機(jī)電磁參數(shù)特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，電梯額定負(fù)荷達(dá)到封星制動(dòng)穩(wěn)定溜車速度：我們可以假設(shè)在電梯溜車較為穩(wěn)定，沒有發(fā)生蹲底或是沖頂，這一過程就會(huì)造成對空氣阻力和繩輪摩擦的忽略。

3　電梯永磁同步曳引電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

永磁同步曳引機(jī)一般采用的是無齒輪曳引方式，它極大地凸顯出了永磁同步電機(jī)大功率、低轉(zhuǎn)速等優(yōu)點(diǎn)，曳引電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功能齊全、結(jié)構(gòu)緊湊，這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集各種先進(jìn)技術(shù)設(shè)備為一體，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集合了曳引輪、曳引電機(jī)、光電編碼器和電磁制動(dòng)器等多種設(shè)備優(yōu)點(diǎn)為一身，其具有應(yīng)用簡單、便于安裝等特點(diǎn)。尤其是在曳引電機(jī)電梯機(jī)房的開發(fā)中，永磁同步電機(jī)的安裝極大地節(jié)省了機(jī)房建造成本，提高了建筑物的美觀性。

4　永磁同步電機(jī)在電梯開發(fā)應(yīng)用中的安全性和可靠性

據(jù)我國永磁同步曳引機(jī)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可知，將永磁同步電機(jī)應(yīng)用于電梯生產(chǎn)、設(shè)計(jì)中，有利于提升系統(tǒng)的安全性及可靠性。一旦遇到電梯曳引機(jī)上行溜車故障或是制動(dòng)失靈，能達(dá)到最佳的保護(hù)作用。而當(dāng)系統(tǒng)檢測到電梯上行或下行超速信號(hào)，就應(yīng)當(dāng)采取及時(shí)的應(yīng)對措施，切斷系統(tǒng)控制器的供電回路，實(shí)施電動(dòng)機(jī)電樞繞組短接。

永磁同步電機(jī)能夠利用電樞組直流電實(shí)現(xiàn)電梯負(fù)載零速停車，更好地滿足電機(jī)機(jī)械制動(dòng)需求，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電梯零速停車。通過這種方法能夠有效防止抱閘失靈引發(fā)的溜車故障，不斷提升系統(tǒng)的安全性及可靠性。

我們要做好永磁同步電機(jī)在電梯設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中的應(yīng)用開發(fā)，充分發(fā)揮永磁同步曳引機(jī)的作用，提升電梯的安全性及可靠性。永磁同步曳引機(jī)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，結(jié)構(gòu)簡單緊湊且易于維護(hù)。第二，環(huán)境噪音無油脂污染和噪音污染低，提升電力功率，其環(huán)保效果較為理想。第三，機(jī)械設(shè)備使用更加經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，機(jī)械傳動(dòng)效率較高，其性價(jià)比較高。第四，與異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較而言，更好地發(fā)揮曳引機(jī)上的硬機(jī)械特性、停車自閉、快速性以及低速性等方面的優(yōu)勢。第五，永磁同步曳引機(jī)具有耗電少、易于維護(hù)、壽命長、調(diào)速精度、低速性能、快速響應(yīng)等特點(diǎn)，同時(shí)，它還能夠幫助我們構(gòu)建電梯驅(qū)動(dòng)模型。

5　結(jié)語

我們要做好永磁同步曳引機(jī)封星技術(shù)的應(yīng)用研究，充分發(fā)揮永磁同步曳引機(jī)經(jīng)濟(jì)適用、簡單易行的特點(diǎn)，提高電梯的安全性及可靠性，保證電梯使用者的人身及財(cái)產(chǎn)安全，營造穩(wěn)定良好的社會(huì)環(huán)境。

［1］ 韋篤取.永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)混沌行為分析及抑制和鎮(zhèn)定［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2011.

［3］ 陸克山，于松義.淺析稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)在機(jī)械采油系統(tǒng)中的應(yīng)用［C］//2010江蘇省“能源計(jì)量與節(jié)能減排”論壇論文集，2010.

Star sealing technology and application on permanent magnet synchronous traction machine

LIUJian
（Harbin Electrical and Mechanical Special Equipment Supervision and TestingInstitute，Harbin 150036，China）

This paper discussed the application of star sealing technology in permanent magnet synchronous traction machine according to its characteristics of small volume，easy control and energy-saving，gave full play of the application of seal sealing technology in permanent magnet synchronous machine and complete the drive of mechanical devices，so as to improve the utilization of mechanical devices and gradually expand the scope of application of permanent magnet synchronous motor through adjusting the gear speed.

Star sealingtechnology；Design principle；Synchronous machine

TU857

A

1674-8646（2016）17-0026-02

2016-07-15

劉鍵（1983-），男，黑龍江哈爾濱人，學(xué)士，工程師，從事特種設(shè)備監(jiān)督檢測研究。