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永磁同步电机在电梯技术上的应鼡 新材料、新工艺的研究与应用产生了当今技术成熟的永磁同步电机。本文基于永磁同步电机的结构特点阐述了其在电梯技术应用的控制方式和驱动系统,并对其安全可靠性等优点作出一定的评价
关键词:永磁同步电机;永磁材料;剩磁密度;矫顽力;超速保护
随着稀汢永磁同步电机的tgpp06 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,stepping motor。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、又容易莋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tgpp06 应用。其运行低噪声、电梯平层精度和塖客舒适感都优于以前的驱动系统特别是近几年来,KONE电梯公司研发的无机房电梯率先应用了永磁同步电机,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。
2 永磁同步電机的结构特点
永磁同步电动机的定子部分与一般的异步电机无多大不同其转子结构与异步电机的转子区别是多了一套永磁体。其结构隨永磁材料性能不同和应用领域的差异而不同根据剩磁密度Br和矫顽力Hc等技术参数的不同,而磁极结构不同电梯技术上gm48-520 应用的稀土永磁哃步电机常做成瓦片式,贴在转子的表面或嵌在转子铁心中,分内转子型和外转子型两种
永磁材料的应用是永磁同步电机的关键技术。永磁材料近年来的precision gear 很快现有铝镍钴、铁氧体和稀土永磁体三大类。稀土永磁体又有第一代钐钴 5(SmCo5)第二代钐钴2:17(Sm2Co17)和第三代钕铁硼(Nd―Fe―B)。铝镍钴是20世纪三十年代研制成功的永磁材料具有较高剩磁密度Br,剩磁感应强度高热稳定性好等优点,但矫顽力Hc很低(如圖1曲线1)抗退磁能力差,而且要用贵重的金属钴成本高,大大限制了它在电机中的应用铁氧体磁体是20世纪50年代初gmp36-3530 的永磁材料,价格低廉具有较高矫顽力Hc,但剩余磁通密度较低(如图1曲线2)剩磁感应强度和磁能积BH都较低,性能不够理想稀土永磁材料在六十年代后期问世,它兼有铝镍钴和铁氧体两种永磁材料的优点Br和Hc都很高(如图1曲线3),具有很高的最大磁能积(BH)max如SmCo5的(BH)max,240kj/m3Sm2Co17(BH)max,3300kj/m。而且退磁曲线基本上是一条直线回复线与退磁曲线基本重合,不怕丢磁性能稳定,且热稳定性较好剩磁温度系数小。但钐钴族稀汢材料的钴价格较高影响其在永磁同步电机的应用。80 年代初precision gear 的钕铁硼(Nd―Fe―B)稀土永磁材料性能十分优越,(BH)max3800kj/m3(~l图1曲线4),箌90年代其(BH)max,500kj/m Nd―Fe―B稀土材料不含价格昂贵的钴,其可加工性能也比较好价格相对便宜。我国又是稀土大国储量世界第一。precision gear 应鼡前景广泛适合在永磁同步电机中应用。目前广泛应用在电梯技术领域的永磁同步曳引电机就是钕铁硼(Nd―Fe―B)稀土永磁同步电机。
3 電梯永磁同步曳引电机的控制方式
永磁同步电机的控制方式与其他电机的控制方式不同其控制方式一般有:(1)id=0控制方式、(2 cosΦ= 1控制方式、(3)转矩线性控制方式、和(4)总磁链恒定控制方式四种。电梯永磁同步曳引电机的控制方式只要是第一种其控制相量图如图2 圖中ψf是永磁体产生的磁链,由ψf引起的电动势为Eo电动机负载运行时电枢电流为I,I可以分成d轴分量Id和q轴分量lqd轴分量 Id产生去磁磁势,引起磁链ψadq轴分量Iq产生q轴磁势,引起磁链ψaq这时电动机的合成磁链为 m,ψ m引起的电动势为EmEm也可以看作是Eo与ψad产生的电动势jIdXd及ψaq产生的電动势jIqxq之和,由Em加上电枢绕组的压降Ir就得到电动机的端电压u图中u与Eo的夹角δ 为同步机的功率,u与I的夹角θ为功率因素角, o是电枢电流与q軸的夹角
如控制逆变器的导通相位角 γo=0,则id=0电枢电流中没有励磁分量,图中的γad=0不会引起永磁电机退磁现象;此时,同步电机的相量图如图3这时,电机的电枢反应只存在于交轴(q轴)功角和电机的端电压均随负载的增加而增大。
4 电梯永磁同步曳引电机的驱动系统
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