封星技術及其在永磁同步曳引機上的應用

劉鍵

（哈爾濱市機電類特種設備監(jiān)督檢測研究院，哈爾濱 150036）

封星技術及其在永磁同步曳引機上的應用

劉鍵

（哈爾濱市機電類特種設備監(jiān)督檢測研究院，哈爾濱 150036）

針對永磁同步曳引機器設備體積小、易于控制以及節(jié)能等特點，對封星技術在永磁同步曳引電機上的應用進行深入的分析論述，充分發(fā)揮封星技術在永磁同步曳引機上的應用作用，做好機械裝置的驅動，通過頻率變化調整齒輪速度，提高機械設備的利用率，逐步擴大永磁同步電機的應用范圍。

封星技術；設計原理；同步電機

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

1　封星技術的基本含義

1.1封星技術設計原理

為了提升永磁同步曳引機的工作效率，增進對永磁同步曳引機封星制動過程的了解，筆者將永磁同步曳引機封星設計原理圖列示如下：

永磁同步曳引機封星設計的典型原理圖Fig.Typical schematic of permanent magnet synchronous traction machine star sealing design

由上圖看以看出，當永磁同步曳引機停止作業(yè)時，KMB、KMY、KMC三個觸點斷開，由這三個觸點控制的KAY線圈和永磁同步電動機失電，而KAY常閉主觸點發(fā)生閉合，永磁同步電動機三相繞組線短接，形成電機內部的三相繞組線獨立電氣回路，這就是我們所說的封星。當電梯正常啟動，以上三個觸點得電閉合后，永磁同步電機得以運轉，KAY線圈得電自鎖，常閉主觸點斷開，這樣就能夠防止電動機相間短路。我們可以將封星技術簡要概括如下：永磁同步電機失電后，會利用常閉主觸點接觸器實現永磁同步電機電樞三相繞組線短接，并在電機內部形成獨立電氣回路。

而在曳引機運行過程中，因正?；虿徽Ｔ蚴щ妼е碌耐＾D，此時制動器又不能將電梯制停，電梯原速度不變且失去驅動轉矩、在轎廂和曳引電梯對中不平衡力的作用下，一定會導致電梯飛車或溜車事故的發(fā)生。電梯帶動永磁同步電機旋轉，進而使電機內三相繞組線切割永磁體，磁場因感應發(fā)生電動勢。封星接觸器完成三相繞組線短接，進而形成獨立電氣回路。封星技術就是在永磁體磁場作用下，通過電樞繞組回路電流帶動下發(fā)生的共同旋轉；反力矩作用轉子永磁體上，想要將轉子永磁體和定子電樞組同時停止運轉，這就是制動轉矩。因此，永磁同步曳引機封星技術的作用就是保證曳引機溜車或飛車時，保證電梯制動作用的發(fā)揮，進而達到對電梯飛車或是溜車速度的控制，提升電梯運行過程中的安全性。

1.2封星制動條件

從永磁同步曳引機的封星制動原理中可知，封星制動需要在三個條件下才能夠完成：首先，電梯主機所采用的一定是永磁同步電機并且要設置封星技術。其次，電梯主機產生正常或是非正常失電。最后，因電梯機械制動失效或是制動力不足導致了電梯飛車、溜車。

2　永磁同步曳引機封星制動溜車過程和速度

2.1永磁同步曳引機封星制動溜車過程

永磁同步曳引機滿足封星制動條件后，就會在電梯初始速度和靜止狀態(tài)下發(fā)生溜車現象。永磁同步曳引機失電后，將會導致電梯由靜止狀態(tài)進入溜車，溜車發(fā)生的一瞬，曳引機制動力為零或是制動力較小，電梯轎廂以加速度上升或下落，而當曳引機產生初始速度后就會產生曳引機繞組制動電流，進而產生封星制動電磁制動力。電梯運行速度越快，曳引機制動電流越大，封星制動電磁制動力也會更大，而當電梯加速度逐漸減小時，其力量就會逐漸達到平衡狀態(tài)，曳引機加速度為零，曳引機速度也會達到某種穩(wěn)定狀態(tài)。

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

2.2永磁同步曳引機封星制動溜車速度

通過永磁同步曳引機封星制動溜車過程及原理可知，僅僅依靠封星制動的永磁同步曳引機并不能完全制停電梯，在轎廂對重和封星制動電磁制動力不平衡力相互平衡的時候，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，直接關系著電梯的安全性及穩(wěn)定性。據《電梯制造與安裝安全規(guī)范》相關規(guī)定了解到，一旦溜車速度達到緩沖器設計的安全范圍，電梯就是符合國家安全規(guī)定，達到安全質量標準。

據永磁同步曳引機電磁參數特點可以發(fā)現，電梯額定負荷達到封星制動穩(wěn)定溜車速度：我們可以假設在電梯溜車較為穩(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的驅動系統(tǒng)

永磁同步曳引機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大功率、低轉速等優(yōu)點，曳引電機驅動系統(tǒng)功能齊全、結構緊湊，這種驅動系統(tǒng)集各種先進技術設備為一體，該電機驅動系統(tǒng)集合了曳引輪、曳引電機、光電編碼器和電磁制動器等多種設備優(yōu)點為一身，其具有應用簡單、便于安裝等特點。尤其是在曳引電機電梯機房的開發(fā)中，永磁同步電機的安裝極大地節(jié)省了機房建造成本，提高了建筑物的美觀性。

4　永磁同步電機在電梯開發(fā)應用中的安全性和可靠性

據我國永磁同步曳引機相關技術標準可知，將永磁同步電機應用于電梯生產、設計中，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上行溜車故障或是制動失靈，能達到最佳的保護作用。而當系統(tǒng)檢測到電梯上行或下行超速信號，就應當采取及時的應對措施，切斷系統(tǒng)控制器的供電回路，實施電動機電樞繞組短接。

永磁同步電機能夠利用電樞組直流電實現電梯負載零速停車，更好地滿足電機機械制動需求，進一步實現電梯零速停車。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在電梯設計、生產中的應用開發(fā)，充分發(fā)揮永磁同步曳引機的作用，提升電梯的安全性及可靠性。永磁同步曳引機有以下幾個優(yōu)點：第一，結構簡單緊湊且易于維護。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，機械設備使用更加經濟、節(jié)能，機械傳動效率較高，其性價比較高。第四，與異步電機驅動系統(tǒng)比較而言，更好地發(fā)揮曳引機上的硬機械特性、停車自閉、快速性以及低速性等方面的優(yōu)勢。第五，永磁同步曳引機具有耗電少、易于維護、壽命長、調速精度、低速性能、快速響應等特點，同時，它還能夠幫助我們構建電梯驅動模型。

5　結語

我們要做好永磁同步曳引機封星技術的應用研究，充分發(fā)揮永磁同步曳引機經濟適用、簡單易行的特點，提高電梯的安全性及可靠性，保證電梯使用者的人身及財產安全，營造穩(wěn)定良好的社會環(huán)境。

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

［3］ 陸克山，于松義.淺析稀土永磁同步電動機在機械采油系統(tǒng)中的應用［C］//2010江蘇省“能源計量與節(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，學士，工程師，從事特種設備監(jiān)督檢測研究。