电梯培训—第1章3永磁同步电动机
永磁同步电动机在电梯中的应用
永磁同步电动机在电梯中的应用摘要：电梯是组成现代人生活一部分的重要部件，电梯驱动用电动机，在不断发展的过程中逐渐实现机电一体化管理，而现实生活当中机电一体化管理也是衡量电梯技术指标的关键。
永磁同步电动机是电梯驱动系统无齿轮曳引电机的重要设备，在具体使用过程中具备诸多有点，比如效率高、动作响应快、重量轻、体积小等有点。
文章主要分析永磁同步电动机在电梯中的应用，阐述电机本身设计、磁场等分析。
关键词：永磁同步；电动机；电梯；设计永磁同步电动机主要是利用稀土永磁材料制作而成的设备，传统设计中永磁同步电动机的磁性偏低，体积较大，因此很少将其运用在电梯升降运行当中。
随着时代的不断发展，永磁同步电动机的发展迎来真正的市场，发展蒸蒸日上的同时拓展了电梯的运用效果，不仅仅满足了电梯运行的实际要求，甚至还弥补了传统电梯运行中升降调速存在问题的缺陷，预计将会在未来发展当中大展身手，成为未来电梯设计的主要结构部件。
1.永磁同步电动机的认识永磁同步电动机是一种驱动电机，运用范围非常广，其系统结构主要是由永久磁钢转子、定子、位置传感器等组成，体积小、结构简单。
将永磁同步电动机运用在电梯当中能够提高电动机的运行速度，也可以满足实际运行要求，拓展了电梯的调速范围。
永磁同步电动机在运行过程中主要分为直流发电机供电、交流励磁机与无励磁机供电等几种常见形式。
以直流为例，直流发电机供电励磁运行要求永磁同步电动机必须具备直流发电机才的可以支撑，在这种情况下电动机的励磁电流相对独立。
人们在实际运行过程中发现这种运行方式可靠性与稳定性非常高，运行过程中产生的消耗非常少，加上成熟运行体验提升了电梯的实际运行效果，降低了电梯发生故障的概率[1]。
交流励磁机供电的方式也被称为静止整流装置，这是静止励磁状态下运行过程，在这种供电状态下无滑环、电刷等转动部件，在具体运用过程中结构简单、工作可靠、制作方便等。
但交流励磁机供电过程中会产生较大噪声，产生的交流电势谐波分量大会对电梯实际运行产生影响，这需要在实际运用过程中引起注意。
永磁同步电机工作原理 ppt课件
g g
B
⊕
b
r
⊕C
⊙
X
PMSM和BLDC电机的结构
实物结构图
转子磁铁
定子绕组
霍尔传感器
PMSM和BLDC电机的结构
定子
定子绕组一般制成多相（三、四、五相不
等），通常为三相绕组。三相绕组沿定子
铁心对称分布，在空间互差120度电角度， 通入三相交流电时，产生旋转磁场。
PMSM和BLDC电机的结构
1 2 3 0 3 2 3 2
C2/ 3
1 2 1 2
PMSM电机的FOC控制策略
如果三相绕组是Y形联结不带零线，则有
iA iB iC 0
i i 3 2 1 2 0 i A iB 2
PMSM电机的FOC控制策略
4、坐标变换
（1）Clarke（3s/2s）变换
B
N 3iB
N 2 i
60
N3 ：三相绕组每相绕组匝数 N 2 ：两相绕组每相绕组匝数
A
60
O N 2 i
各相磁动势为有效匝数与电流 的乘积，其相关空间矢量均位 于有关相的坐标轴上。
C
N 3iC
PMSM电机的FOC控制策略
d、q ：转子两相坐标系
PMSM和BLDC电机的工作原理
假设： 1)忽略电动机铁心的饱和；
2)不计电动机中的涡流和磁滞损耗； 3)转子无阻尼绕组。 永磁同步电动机在三相定子参考坐标系中的数学 模型可以表达如下：
d s 定子电压： us Rs is dt j 定子磁链： s Lsis f e
永磁直流电动机开发培训资料一
Development Process
A DIVISION OF LEGGETT & PLATT INCORPORATED
培 训 目的
一、培训目的要明确，目标明确，瞄准目标，用对 技能，才能一靶中的。
二、此次培训目的是： 1.加强学员们关于永磁直流电动机的理论知识； 2.增强学员们用理论指导实践，用实践丰富理论的 能力； 3.提高学员们永磁直流电动机设计和开发能力； 4.提高学员们的工作效率； 5.减少或杜绝后期更改（少走弯路） 。
3.1 直流电动机的工作原理（4）
(C) 法拉第（英国）电磁感应 定律
如果线圈中流过电流，则在
与线圈交链的方向上产生磁通，
并且磁通与交链的线圈产生电动 势。
(D) 毕奥-萨伐尔（法国）定律 电流周围产生磁场和这个电
流之间的关系是：当匝数为N的 线圈中流过i(A)的电流时，则有 Ni=BL/μ=HL。式中的B为磁感 应强度(T)， L为磁路长度(m)， μ为磁导率(H/m)， H为磁场强 度(A/m)。
Head rest Motor
DEVELOPING
Motor Application
Oil Pump Motor
Window Lift /Sunroof A DIVISION OF LEGGETT & PDLAETVT IENCLOORPPOIRNATGED
DEVELOPING
DEVELOPING
5
PMDC Motor Training–Xinfa Zhang-2009
电梯培训课件(2024)
首先检查导轨和轿厢是否有严重磨损或变形，然后检查驱动系统是否正
常。根据检查结果进行相应的维修或更换部件。
2024/1/27
03
电梯门无法正常开启或关闭
首先检查门机系统是否正常，然后检查门轨道是否有杂物或变形。清理
杂物或对门轨道进行调整，确保门机系统运行正常。
14
04
电梯安全管理与应急处理
2024/1/27
10
03
电梯维护与保养
2024/1/27
11
电梯日常维护保养内容
01
02
03
清洁电梯内外部
保持电梯门、轿厢、楼层 显示等部件的清洁，定期 清理灰尘和杂物。
2024/1/27
检查电梯运行状况
每日检查电梯运行是否平 稳，有无异常声响和振动 ，确保电梯安全运行。
检查电梯安全设施
检查电梯门、安全钳、限 速器等安全设施是否完好 有效，确保在紧急情况下 能够发挥作用。
进行严格的检查和测试。
施工进度
根据施工计划，合理安排施工进 度，确保按时完成安装任务。如 遇特殊情况需调整进度，应及时
与相关方沟通并报备。
2024/1/27
9
电梯调试与验收流程
2024/1/27
调试准备
在电梯安装完成后，进入调试阶段。首先需要对电梯各部件进行检查，确保安装正确、紧 固可靠。
调试过程
2024/1/27
5
电梯的安全保护装置
01
02
03
04
防坠安全装置
限速器、安全钳等，确保电梯 在超速或坠落时能够迅速制停
。
门系统安全装置
层门门锁、轿门门锁等，确保 电梯在运行过程中门不会被意
外打开。
浅谈永磁同步电动机在电梯中的应用
浅谈永磁同步电动机在电梯中的应用高性能稀土永磁材料是制作永磁同步电动机的主要材料，能够大幅度的提升永磁同步电动机的磁性，而且，在磁密度不断增大的同时，磁体结构的体积也在不断的缩小，通过较少的材料就能达到磁通的目的，也为永磁同步电动机的发展开辟了新的领域。
标签：永磁同步电动机；电梯；转子结构前言永磁同步电动机主要是利用稀土永磁材料制成，以往永磁电动机由于磁性偏低、体积过大的缘故，很少将其应用到电梯的升降运行中，而在近些年的发展中，永磁同步电动机的发展蒸蒸日上，将其应用到电梯的运行中，不仅能够满足电梯的运行要求，同时还弥补了传统电梯运行中升降速度调控低的缺陷，是未来电梯发展中的主要应用结构。
文章主要从永磁同步电动机在电梯中的应用进行分析。
1 永磁同步电动机概述永磁同步电动机是一种驱动电机，应用范围极为广泛，主要由永久磁钢转子、定子、位置传感器等几方面结构组成，具有体积小、结构简单、重量轻等优势。
将永磁同步电动机应用到电梯中，对电动机的相应速度也提出了更高的要求，同时，为了满足运行要求，还针对调速范围的宽度提出了一定的要求。
永磁同步电动机在运行的过程中主要分为直流发电机供电、交流励磁机供电、无励磁机供电等几种励磁方式[1-2]。
直流发电机供电的励磁方式，要求永磁同步电动机必须具备专用的直流发电机，在这种方式下运行，电动机的励磁电流相对独立，而且，在实际的工作中发现，这种运行方式的可靠性极高，具有较少用电消耗的优势，再加上成熟的运行经验，为电梯的运行效率提供一定的帮助；交流励磁机供电的励磁方式又将其称为静止整流装置，也就是一种静止励磁的状态，由于该种励磁机供电过程中，没有滑环、电刷等一些转动部件，使得交流励磁机供电运行的过程中，具有结构简单、工作可靠、制造方便等优势。
但是，交流励磁机供电过程中会存在噪音较大、交流电势谐波分量大等缺点，这都是值得我们注意的。
2 永磁同步电动机在电梯中的应用2.1 永磁同步电动机转子结构分析众所周知，永磁同步电动机在运行的过程中，其转子的磁性起到关键的作用，如果磁性较小的话，在磁通的过程中就会产生一定的障碍，因此，转子结构也是永磁同步电动机运行的关键部件[3]。
电梯基础知识培训教材(PPT)
无障碍电梯的设计
无障碍电梯的设计旨在为残疾人、老年人和其他行动不便的人士提供便捷安全 的出行方式。无障碍电梯设计应符合相关的规范和标准，并考虑以下因素：电 梯轿厢的尺寸，入口和出口的坡道或坡面，电梯按钮的高度，以及安全操作功 能等。
无障碍电梯通常具备以下特点：较宽的轿厢尺寸，方便轮椅通行，配备紧急呼 叫按钮和语音提示系统，以及低矮的控制面板和按钮，方便轮椅使用者操作。 合理设计无障碍电梯，可以更好地满足所有用户的需求，创造更加包容和友好 的出行环境。
电梯的主要功能
垂直运输
电梯将人们从一个楼层运送到 另一个楼层，方便人们快速移 动。
舒适体验
电梯提供舒适的乘坐环境，减 轻人们上下楼的疲劳感。
安全保障
电梯具有安全设施，确保乘客 在乘坐过程中安全可靠。
提高效率
电梯提高了楼宇的交通效率， 方便人们快速抵达目的地。
电梯的基本原理
配重系统
配重与轿厢重量接近，平衡轿厢上升和下降时的重量，减少电机功率消耗，提高效率。
乘客服务
提供专业的乘客服务，并及时 解决乘客的问题和投诉。
设施管理
定期检查电梯安全系统和控制 面板，确保其正常运行。 Nhomakorabea培训记录
对电梯操作员进行安全操作培 训，并记录培训内容和时间。
电梯使用者的权益保护
安全保障
电梯使用者有权享有安全、舒 适的乘梯环境。
公平待遇
任何使用者都应受到平等的对 待，不受歧视。
快速进出
进出电梯时，请快速行动，不 要在电梯门口停留过久，避免 影响其他乘客。
注意安全
乘坐电梯时，请注意安全，不 要在电梯内奔跑、跳跃，不要 将物品放在电梯门口，避免造 成拥堵或意外。
适老化电梯的特征
永磁同步电机控制系统培训课件
，电机不转，
iq
is
0
e
id
当给电机定子通如图所示的is电流矢量时
id is cos(e ) iq is sin(e )
电磁转矩方程为： Te 1.5 pis sin(e )
于是通过转子的转动方向可以得出转子的初始位置信息
永磁同步电机控制系统
全有文档
一 控制方式 二 SVPWM产生原理 三 转子初始化定位
一 控制方式
它控式
由其它装置带动电机转动
自控式
由自身控制电机转动。永磁同步电机同步就是 指电流频率和转速是同步的，自控式就是控制电 流频率来实现控制转速。通常采取矢量控制
矢量控制原理图
坐标变换图
磁定位法可以精确实现转子的初始定位，但可能造成转子较大幅度的 转动，这在有些机械设备上是不容许的。
基于磁定位原理的摄动定位方法：给定子通以 id 0 iq is 方向为 e 的电流矢量，电动机在上述电流矢量的作用之下开始旋转，通过编码 器脉冲信号可得到电机的转动方向，一旦检测到编码器脉冲数有变化， 便立即封锁PWM输出，转子的位置改变很小，而根据电机转向和给 定的电流矢量就可以大致确定电机转子的位置。接着改变电流矢量方 e 向 ，使给定的电流矢量更接近电机转子的磁极，再检测电机的转 向，通过转向来实现对转子初始位置的定位。
(1)磁定位法即强制启动使转子转到一个已 知位置; (2)静止时通过特定的算法估算转子位置。
永磁同步电机转矩方程
Te 1.5 p[iq ( Ld Lq )id iq ]
对于表面式PMSM， L Lq
d
于是电磁转矩方程为： Te 1.5 piq 。
电梯基础知识培训教材.pptx
有齿轮主机
无齿轮同步曳引机
行星齿轮曳引机
蜗轮蜗杆曳引机
△电梯制动器
➢ 电梯制动器应是一个常闭式制动器，当主电路 断电或控制电路断电时，制动器必须动作。
➢ 轿厢是运送乘客或货物 的承载部件，
➢ 也是唯一为乘客所看到 的电梯部件。
➢ 轿厢一般有轿架、轿顶、 轿壁、轿底、
➢ 操纵板、门横梁等主要 部件组成。
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。
对重在水平方向上的移动。 ➢ 安全钳动作时，导轨作为被夹持的支承件。 ➢ 防止轿厢偏载而产生的倾斜。
△导靴
作用： ➢ 轿厢和对重在导轨上运动的导向作用。 ➢ 安装在轿厢上梁和下梁及对重的上部和下部，各四个。 类型： ➢ 滑动导靴（额定速度在2米以下） ➢ 滚动导向（额定速度在2米以上）
弹性滑动导靴
△钢丝绳悬挂 示意图
△门系统
➢ 分为：轿门（随轿厢上下运动） 层门（安装在层站入口处）
➢ 轿厢：单开门（一个轿厢入口） 对开门（两个轿厢入口）
➢ 开门形式：中分门（中分,中分双折） 旁开门（双折）
中分门→
旁开门→
旁开门双折门 →
△操纵箱、召唤盒、层站显示器、选层器
层站显示器 选层器
召唤盒
操纵箱
电梯基础 知识培训
电梯培训 教材之一
△电梯在人们生活中的重要性
电梯与我们平时的日常生活息息相关，是现代建 筑中的重要垂直交通工具。
电梯及扶梯每三天运载的乘客数量，相当于全 球的人口总和。
△电梯的历史和现状
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调速永磁同步电动机结构示意图
l－转轴 2－轴承 3－端差 4－定子绕组 5－机座 6－定子铁心 7，8－永磁体 9－转子铁心 10—风扇 11—风罩 12－位置、速度传感器 13，14－电缆 15－专用变频驱动器
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永磁同步电动机的转子结构
表面式转子磁路结构
1） 凸出式
2）插入式
1－永磁体 2－转子. 铁心 3－转轴
永磁同步电动机
.
电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换 的电磁装置。为了在电机内建立必需的气隙磁场，可 以有两种方法。
1. 在电机绕组内通以电流来产生磁场
如普通的直流电机和同步电机。要专门设置励磁绕组，通 入直流电，来建立气隙磁场。电机体积增大，励磁功率造成电 机发热，效率降低。
感应（异步）电机要通过三相定子绕组从电网吸收感性无 功电流来建立气隙磁场。电机功率因数低，效率也有所降低。
• 永磁同步电动机与感应电动机相比，不需要无 功励磁电流可以显著提高功率因数(可达到1、 甚至容性)，减少了定子电流和定子电阻损耗， 而且在稳定运行时没有转子电阻损耗，进而可 以因总损耗降低而减小风扇(小容量电机甚至可 以去掉风扇)和相应的风摩损耗，从而使其效率 比同规格感应电动机可提. 高2—8个百分点。
永磁同步电动机的总体结构
1. 高效永磁同步电动机结构示意图
l－转轴 2－轴承 3－端差 4－定子绕组 5－机座 6－定子铁心 7－转子铁心 8－永磁体 9－起动笼 10—风扇 11—风罩
.
永磁直流无刷电动机结构示意图
l－转轴 2－前端差 3－螺钉 4－调整垫片 5－轴承 6－定子组件 7－永磁转子组件 8－位置传感器转子 9－后端差 10—位置传感器定子
1．表面凸出式 结构简单、制造成本较低、转动 惯量小等优点，在矩形波永磁同步电动机和恒 功率运行范围不宽的正弦波永磁同步电动机中 得到了广泛应用。此外，表面凸出式转子结构 中的永磁磁极易于实现最优设计，使之成为能 使电动机气隙磁密波形趋近于正弦波的磁极形 状，可显著提高电动机乃至整个传动系统的性 能。
2. 由永磁体来产生磁场
由于永磁材料的固有特性，它经过预先磁化[充磁]以后， 不再需要外加能量就能在其周围空间建立磁场。这既可简化电 机结构，又可节约能量。
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• 与传统的电励磁电机相比，永磁电机，特别是 稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积 小，质量轻；损耗少，效率高；电机的形状和 尺寸可以灵活多样等显著优点。因而应用范围 极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业 生产和日常生活的各个领域。
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永磁同步电动机分类
• 永磁同步电动机分类方法比较多：按工作主磁场方向 的不同，可分为径向磁场式和轴向磁场式；按电枢绕 组位置的不同，可分为内转子式(常规式)和外转子式； 按转子上有无起动绕组，可分为无起动绕组的电动机 (用于变频器供电的场合，利用频率的逐步升高而起动， 并随着频率的改变而调节转速，常称为调速永磁同步 电动机)和有起动绕组的电动机(既可用于调速运行又 可在某一频率和电压下利用起动绕组所产生的异步转 矩起动，常称为异步起动永磁同步电动机)；按供电电 流波形的不同，可分为矩形波永磁同步电动机和正弦 波永磁同步电动机(简称永磁同步电动机)。异步起动 永磁同步电动机用于频率可调的传动系统时，形成一 台具有阻尼(起动)绕组的调.速永磁同步电动机。
同步电机与感应（异步）电机的区别（续）
（4）同步电机和异步电机的定子是一样的，而 转子绕阻不同。同步电机的转子除励磁绕组外 还有一个自身短路的阻尼绕阻。当同步机在恒 频下运行时，阻尼绕阻有助于抑制重载时发生 的震荡。但当同步电机重载转速闭环下变频调 速运行时，阻尼绕阻便失去它的主要作用，却 增加了数学模型的复杂性。
永磁材料
永磁电机的性能、设计制造特点和 应用范围都与永磁材料的性能密切相关。 永磁材料种类众多，性能差别很大。因 此，在研究永磁电机之前，首先从设计 制造电机的需要出发，了解电机中最常 用的三种主要永磁材料（铁氧体、铝镍 钴、钕铁硼）的基本性能，包括磁性能、 物理性能，选用时的注意事项。
.
永磁体的磁稳定性
为零，而异步电机的转速永远低于同步转速，转差不 为零，可以靠控制转差来调速。 （2）异步机的磁场靠定子供电产生，而同步电机的磁场 花样很多，一般大中型同步电机在转子侧采用独立的 直流励磁，小容量的同步电机采用永久磁铁（磁场不 变），磁阻式同步机完全靠定子励磁（靠凸极磁阻的 变化产生同步转矩）。 （3）异步电机的功率因数永远小于1，而同步电机的功 率因数可以用励磁电流来调. 节，可以滞后，可以超前。
（5）异步电机的气隙都是均匀的，而同步电机 则有隐极式和显极式之分。隐极式电机气隙是 均匀的，而显极式电机的气隙磁阻不均匀，对 于电励磁的电机直轴磁阻小，交轴磁阻大。对 于永磁电机直轴磁阻大，交轴磁阻小。
.
• 以前，由于同步电动机存在着自身的弱点（起
动费事，必须由异步电动机拖动，重载时有振
荡和失步的危险），一般工业设备很少用。变
2．表面插入式 可充分利用转子磁路的不对称性 所产生的磁阻转矩，提高电动机的功率密度， 动态性能较凸出式有所改善，制造工艺也较简 单，常被某些调速永磁同步电动机所采用。但 漏磁系数和制造成本都较. 凸出式大。
同步电机与感应（异步）电机的区别
同步电机与感应（异步）电机的区别在于： （1）同步电机的转速严格的与电源频率保持同步，转差
• 为了保证永磁电机的电气性能不发 生变化，能长期可靠地运行，要求 永磁材料的磁性能保持稳定。通常 用永磁材料的磁性能随环境、温度 和时间的变化率来表示其稳定性， 主要包括热稳定性、磁稳定性、化 学稳定性和时间稳定性。
.
永磁同步电动机
概述
• 永磁同步电动机的运行原理与电励磁同步电动机 相同，但它以永磁体提供的磁通替代后者的励磁 绕组励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工 和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电 刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁 电流，省去了励磁损耗，提高了电动机的效率和 功率密度。因而它是近年来研究得较多并在各个 领域中得到越来越广泛应用的一种电动机。