永磁同步电机在电梯节能方面的应用

　　社会发展迅速，高层建筑越来越多，电梯成了人们日常出行不可或缺的工具，但电梯耗电量巨大，是高层建筑最大能耗的设备之一，据电梯协会估计，我国平均每部电梯每天耗能约40KWh。

　　随着稀土永磁同步电机的开发与应用，以及和变频控制实现了机电一体化，永磁同步电动机已被广泛应用于机械、石油、冶金、建材、食品、印刷、包装、造纸、造船、塑料、纺织化纤、军工等行业。其种类很多，用量非常大。永磁同步电动机以其体积小、节能、控制性能好、又容易做成低速直接驱动，消除齿轮减速装置，可通过频率的变化进行调速等优点，在电梯技术上也得以开发应用。其运行低噪声、电梯平层精度和乘客舒适感都优于以前的驱动系统。特别是近几年来，电梯公司研发的无机房电梯，使用了永磁同步电机，使得永磁同步电机无齿轮曳引技术崭露头角，显示了巨大的优越性，得到业内人士的普遍看好，永磁同步电机在电梯设计上的研发具有很大的实用价值。

　　永磁同步电机，准确的讲，应该叫异步起动同步运转的永磁电机。这种电机，使用中可以同尺寸代替原来的Y,Y2,Y3等电机。减少了更换过程的麻烦。与普通电机相比，永磁电机有其自己的特点。
   
1 转速恒定，为同步转速。转速较普通电机稍高，比如普通电机4极转速为1400n/min多转，永磁同步电机转速就是1500n/min.其他转速电机，大致如此。
    
2 功率因数高。永磁电机在正常运转时，转子转速和定子磁场转速一致，转子鼠笼条上没有电流，定子上感应电流减小，因此功率因数高。可以通过合理的设计，可使其工作在滞后功率因数、单位功率因数和超前功率因数。一般滞后功率因数都可以达到和超过0.95，大量使用永磁电机，可以省去无功功率补偿器等设备。
    
3 效率高，特别是运行效率高。永磁电机正常运转时，由于转子上有永磁体--钕铁硼磁钢，靠永磁体的磁场就可以保证电机的正常运转，因此转子鼠笼条没有电流，也就没有绕组损耗。转子铁耗也没有，因此效率较普通电机高的多。目前，永磁同步电机一般设计很容易达到GB/T18613-2012版规定的2级能效，甚至达到1级指标；而普通电机，设计达到相应的性能就比较麻烦，这在小功率电机中表现的尤为明显。
  
4 永磁同步电机具有较宽的经济运行范围。普通电机的经济运行范围一般为额定负载的60~100%，低于60%的负载时，电机的效率和功率因数曲线下降很快，运行效率和功率因数很低。而永磁同步电机的经济运行范围远比普通电机宽，不仅在额定负载时效率很高，而且在25~120%额定负载的范围内都有较高的效率，效率曲线比较平滑，变化不大。电机效率基本不低于额定效率的80%。而普通电机在35%额定负载附近效率迅速下降，能低至30~40%。永磁电机在25%的负载时，功率因数也可以达到0.9以上，越轻载功率因数越高；而普通电机从额定负载时的0.85左右迅速下降到0.5以下。
   
5 体积小，重量轻。由于永磁电机转子上应用了稀土永磁材料，损耗低，效率和功率因数高，达到同样的功率，在保证效率和功率因数的基础上，体积可以做的比普通电机小，重量可以轻。这在一些要求小机座号，做大功率的场合，具有普通电机不可比拟的优势。
 
6 堵转转矩倍数高。普通电机堵转转矩倍数一般是额定转矩1.6~2.3倍，而永磁电机的堵转转矩一般可达2.4倍以上，有些规格甚至可达到3.5倍以上。有些场合称异步起动永磁电机为“高效高起动转矩永磁同步电机”，在一些设备上如石油抽油机，此性能发挥了不错的效果。原来采用普通电机的设备，起动转矩要求高的情况下，很多采用高滑差电机，但效率很低；再者就是增大容量，以增大起动转矩，但实际运行时，负载率很低，效率和功率因数都很低，造成设施和能源的浪费。而使用永磁电机，达到同样的转矩，就可以适当的减小电机容量，永磁电机功率因数和效率都较高，节能效果就很明显。
 
7 可以实现低速高效率。普通电机10极以上的电机很少，不是技术上达不到，而是转速越低，效率做不高，而且机座号做的很大，功率很小，这在以前被认为划不来的事。而永磁电机可以把极数做的很高，异步起动永磁电机有24极的，甚至32极。转速做的很低，可以对一些设备采用直驱，省去减速设施，从节能的角度来讲，这样可以提高效率。而且永磁电机因为转子损耗小，虽然极数高，效率也可以做的很高，节能前景很好。
 
8 永磁电机成本高，加工工艺复杂。由于使用了高性能的稀土永磁材料钕铁硼，所以制造成本较高。永磁体放置在转子内部，设计和安装工艺复杂，也增加了制造成本。
 
9 永磁电机的起动有自己的特点。永磁电机不可以采用如星--三角等降压起动方式，因为普通永磁电机（380V,50HZ),在电压降低到330V时，起动困难，转子抖动厉害。小功率的永磁电机一般采用直接起动的方式。大功率的永磁电机，在变压器容量足够大的情况下，而且对设备机械冲击要求不严的情况下也可以直接起动。否则，建议采用变频器驱动的软起动方式。关于纯软启动器对永磁电机的起动，目前正在研究中。

　　在电梯的设计、生产中，开发应用永磁同步电机，作为电梯的曳引电机，是一种技术的进步。其优点在于结构简单紧凑，少维护和安全可靠性高，同时它对环境的噪声污染低、无油脂污染，并能提高电力功率因素，是理想的环保产品。提高了机械传动效率，使用节能、经济，具有较高的性价比，在与交流无齿轮异步电动机驱动系统相比，它具有低速性、快速性、硬机械特性和停车自闭等优点，是异步电动机所无法相比的。它与直流无齿轮电动机驱动系统相比，具有更高的低速性能，调速精度、快速响应性能，且寿命长、耗电少、维护简单。此外，它还是易于实现低转速、大转矩的电梯理想驱动模型。

　　希姆斯电梯（中国）有限公司生产的格林、SMART、鼎泰系列客梯，艾力蒙系列货梯，望枫系列观光梯等全部使用新型永磁同步无齿轮曳引机，在节能30%以上的同时，让技术更环保，运行更宁静，乘坐更舒适，精心为您打造完美的乘坐体验！