摘要：随着科学技术的高速发展，城市化发展水平不断提升，人们对电梯设备安全性的要求也是越来越高，封星技术在永磁同步曳引机中的应用逐渐广泛。利用封星技术在一定程度上能提高电梯的整体安全性，但也存在着一些应用弊端。从封星技术应用到永磁同步曳引机开始，业界就一直对其存在争议。
关键词：永磁同步曳引机；封星技术；应用弊端
众所周知，体积小、控制性能高、节能、稳定性强等都属于永磁同步曳引机的直接优势，而且其进行低速驱动更加便捷，并能通过对频率变化的应用实现更为有效调整速度的目的，永磁同步曳引机凭借其优势被广泛应用于电梯制造行业。一般情况，对于该类型电梯，永磁同步曳引机的制动器除了作为工作制动器外，还承担着轿厢上行超速保护装置和轿厢意外移动保护装置的执行部件的功能。但是近年来发生的多起电梯事故表明，制动器的失效会导致电梯轿厢冲顶、蹲底或意外移动，致使人员伤亡，影响严重。将封星技术引入其中并用作一种有效的安全保障措施，的确能使电梯的安全性能大幅度提升，但是由于理论研究和设计应用的不成熟，封星技术应用会对电梯造成损伤、增加电梯的故障点，存在一定的弊端。鉴于此，本文以封星技术在永磁同步曳引机中的应用展开论述，在对封星技术深入分析的基础上阐明其在电梯上应用的优劣势，并提出应用建议，旨在进一步推动我国电梯行业的发展和进步。
一、封星技术应用原理概述
电梯运行过程中经常有各类突发事件发生，如制动器因某些因素失效，会造成电梯无法制停的现象，此时电梯驱动转矩会消失，对重与轿厢如不平衡，会造成电梯溜车的情况，如情况严重的话还会发生冲顶或蹲底现象，后果严重。如果此刻通过曳引机使用的接触器进行封星，也就是实现U、V、W三项的短接，则电枢会转变为单个闭合线圈，电动机也会被电梯带动进行旋转，电枢线圈于旋转过程中可实现永磁体切割的目的，磁场由此产生，并且于上述闭合线圈中有一定的感应电流产生，此感应电流会产生对应的感应电压。该感应电压与磁场切割所产生的磁场为相反状态，进而会有一个反向进行制动电梯运行的力矩产生，其根本目的是使得电梯恢复平衡状态并对此种平衡进行保持，此时电梯可以相对较小的速度继续运行。
曳引机封星技术的主要目的是于曳引机失电状态对电梯溜车、电梯飞车现象进行有效制动。此过程中借助封星技术实现的闭合回路会损耗电能，进而一定程度降低电梯溜车和飞车的速度。当转矩与电机转矩保持一致时可实现曳引机的匀速运行目的。就接触器而言，其自身具有两组主接触点，其中一组主接触点的目的是对变频器输出进行有效控制，另外一组主接触点的目的则具有延时功能，进而实现封星目的。换言之，接触器是保证主接触点不能同时闭合的直接措施，而且其可确保常闭触电断开后使得常开触点的接通一定程度延时，与此同时常开触电断开之后也会有延时连通常闭出现。
二、封星技术的控制方法及特征
1、以某种电梯曳引机封星控制方法为例，其实现步骤及特征如下：
步骤一：由市电侦测单元检测电梯的曳引机是否处于市电正常的状态，如果市电正常，则进入步骤二，市电异常则进入步骤三；
步骤二：判断电梯急停时轿厢的速度是否大于等于设定阈值，如果是采用电梯控制器输出的第一路径进行延时封星，否则瞬时封星。其特征是通过电梯控制器的控制信号进行延时封星或瞬时封星。
步骤三：判断运行中电梯轿厢的速度是否大于等于设定阈值，如果是则采用第一路径以及RC放电单元输出的第二路径进行延时封星，否则瞬时封星。其特征是电梯轿厢的运行速度大于等于设定阈值时，先保持第一路径畅通直至第二路径建立，再由RC放电单元进行延时封星。
2、根据上述的电梯曳引机封星控制方法，电梯控制器输出的控制信号经一反向缓冲器输入至一常开型继电器，所述常开型继电器与封星接触器连接，同时所述RC放电单元与封星接触器之间依次串联有一个Relay继电器和封星接触器的常开型辅助触点，当市电正常时，Relay继电器不动作，RC放电单元与封星接触器断开，当市电异常时，Relay继电器动作，RC放电单元与封星接触器联通。
三、封星技术应用的作用
1、封星制动能够弥补曳引电梯在上行过程中的超速保护不足问题。曳引机制动器不仅仅是工作装置同时也是安全装置，制动器是否存在缺陷将对超速保护装置以及电梯的安全性造成直接影响。封星制动能够在电梯超速上行时有效减速或制停电梯，减少隐患及事故。
2、电梯平层过程中如果轿厢由于制动器失效发生不正常移动的现象，那么封星制动能够使轿厢以更慢的速度移动，使出入轿厢的人员拥有更多反应的时间，从而减少剪切风险。
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3、封星制动能够使轿厢出现下行溜车或蹲底过程中进行二次制动，就算是在安全钳无法动作的情况下，封星制动依然可以使轿厢下行变的缓慢，从而使轿厢实现安全着陆。
四，采用封星技术的弊端
1、采用封星技术会增加制造成本。使传统的电梯拖动控制只需要在曳引电动机的输出控制端安装一只交流接触器,利用其常开主控触点来接通或者分断曳引电机电流。而对于永磁同步曳引机来说,如果采用封星技术,就必须考虑到封星的安全性问题。即在封星之前,首先必须将曳引电动机的输出控制装置(一般为变频控制装置)与永磁同步电动机之间的驱动输出线路可靠分断,然后再进行封星。这就意味着必须至少要在原来的基础上再增加一只封星用接触器,或者至少要将原来成本相对较低的普通交流接触器更换为成本相对较高的专用封星接器。
2、封星存在着不可预见的风险。毋庸讳言,封星确实存在一定的风险。例如在变频器有输出的情况下封星,会造成变頻器输出短路,有可能损坏变频器。另外,由于永磁同步曳引电梯在高速运行时,相当于一台正在高速运转中的发电机,如果在这时将其绕组输出端短接,就相当于台高速运转中的发电机令其输出端突然短路,此时电动机绕组中瞬间产生的短路电流将是额定电流的十余倍,基至数十倍,该大电流有可能会烧坏电动机绕组,也有可能烧坏封星回路中的接触器触点和线路。由于瞬间大电流大的产生，将产生强大的瞬间反向制动力矩,由此还可能起永磁电动机中永磁体的机械性移位或退磁，还可能使电梯瞬间产生大于1g的制动减速度，从而可能危及电梯内的乘客安全。
3、封星电路还会对电梯制动试验造成影响，致使无法准确判断电梯制动器的实际制动效果，电梯在检验检测时需考虑此方面的影响。
五、对于封星技术应用的建议
1、普及永磁同步曳引机电梯的基本知识，避免人为的带速封星。从事电梯安装、维修、保养和检测检验的各类人员都应了解永磁同步曳引机电梯的基本原理，从而自觉地避免人为让制动器失效的带速封星或高速封星。检测封星的效果，应该在电梯停止的状态下进行。
2、在进入封星工作状态之前，必须保证已经切断变频器和曳引机之间的电路联系。这是避免变频器短路的硬性要求。对此可使用专用封星接触器或采用具有封星常闭点延时接通功能的控制电路。
3、在制动器已经失电的情况下，或者在变频器无输出的情况下，封星电路都必须可靠地延时动作。事实上。当变频器无输出，或者输出控制电流已经为零的情况下，如果制动器已经打开，或者制动器并未及时释放，都会导致电梯溜车。因此，必须在发生上述情况的时候令封星控制电路可靠地延时动作。这也是为了充分发挥封星的效能，避免发生电梯溜车的关键。
4、封星回路必须在断电的状态下依然生效，且能限制电梯的低速爬行速度。一般来说，变频器输出端采用了专用的常闭触电短接式封星接触器，都可以满足这一要求。
5、采用短路式封星的接触器，其常闭触头的额定电流容量，应不低于控制曳引机的接触器常开触头的额定电流容量。例如，封星用的接触器常闭触点，不能采用一般常见的交流接触器的辅助常闭触头，也不能采用普通的加装式辅助常闭触头组。因为这类常闭触头的额定电流容量都太小。另一方面，这类接触器的常开点分断及常闭点接通之间的延迟时间也都太小。
6、当运行中的电梯突然停电时，封星回路应在制动器发挥制动作用之后延时接入。这样的设计可以有效地避免运行中的电梯突然高速封星。
7、电梯制动器必须有可靠地制动力矩。无论电梯出于何种工作状态下，制动器制动力矩都应在失电时可靠地制停电梯。可靠地制动器制动力矩，可以大大降低高速封星带来的风险。
六、结语
封星技术的应用一定程度上可以提高电梯制动的安全性能，但是，现实中仍然有不少的电梯存在封星缺陷，近年来电梯发生的故障、事故也有不少与封星相关，如何规范电梯的封星技术应用要求、提高封星技术应用的安全性，仍然需要长期的探索和验证，相信有水到渠成之时。
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论文作者:梁智高
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
标签：电梯论文; 曳引机论文; 接触器论文; 永磁论文; 制动器论文; 常开论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第8期论文;