摘要：电梯已经是人们日常生活中重要的交通工具，近几年电梯事故多发引发人们关注电梯的安全性问题。在电梯市场中，永磁同步曳引机的市场份额越来越大，研究其安全性和可靠性是十分必要的。本文从多方面研究了永磁同步曳引机的可靠性，以使读者更好的了解电梯的安全性。
关键词：电梯，永磁同步曳引机，可靠性，分析
伴随着中国城市化的推进，我国成为全球最大的电梯市场，在众多电梯技术中永磁同步电梯依靠其优异的性能占据了市场主要份额，其具有节约能源、运行安全、占用面积小等优点[1]。永磁同步电梯成为市场主流产品的具体原因，主要有以下四点：
（1）永磁同步电梯的主机体积小，结构紧凑，仅需提供小机房甚至无需专门房间，故可以增加建筑的可利用面积，为建筑商提高利润。
（2）永磁同步电梯可以实现平滑运行，给用户提供更佳的用户体验。
（3）永磁同步电梯较传统电梯节能，为用户省下大笔电费。
（4）永磁同步电梯无减速箱等机械结构，因此无机械能耗、安静无振动，更加环保[2]。
永磁同步电梯已经深入到人们的日常生活和工作中，其安全性备受人们关注，需要对其可靠性进行探讨，永磁同步曳引机的可靠性决定了永磁同步电梯的安全性。
1、电梯可靠性概述
电梯的可靠性分析是指为保障电梯长时间安全运行的分析过程。若电梯的可靠性差会造成设备具有更高的安全隐患，更易发生事故。可靠性是指电梯可以在一定时间内安全稳定的运行，不出现故障。电梯的可靠性有两方面内容：电梯的固有可靠性和电梯的使用可靠性。电梯的固有可靠性是指电梯从设计、制造到运行整个过程所具有的可靠性。
当电梯的可靠性低时，电梯在运行过程中就会有较大概率出现问题，发生故障。若要对发生的问题采取应对策略，避免二次发生，便要分析电梯的固有可靠性和使用可靠性孰差。一般情况下，当电梯的固有可靠性较高时，提高使用可靠性是较为容易的；若电梯的固有可靠性差时，提高使用可靠性是很困难的。所以，电梯的固有可靠性更为重要，保障电梯具有较高的固有可靠性，对于电梯的安全稳定运行有着十分重要的意义。本文主要分析电梯的固有可靠性。
2、永磁同步曳引机的结构
永磁同步曳引机本质上是电动机，故需要底座、定转子以及制动器等。永磁体安装在曳引机转子上，转子安装在旋转轴上，轴安装在机座上。在锥形轴上利用键将曳引轮固定，且为了进一步保障设备的安全，采用螺栓和压盖进一步固定。在轴的后端装有编码器，可以测量转子的转数。利用压板将定子安装在定子支撑上，定子支撑位于机座上。前机座上有让制动器通过的摩擦孔。
永磁同步曳引机的结构分为两种：径向磁场结构和轴向磁场结构。前者按照定转子位置关系，可以分为内转子结构和外转子结构两种。曳引机的结构不同，具体的应用场合也有所不同，故需要根据应用场合选择合适的电梯，否则可靠性会降低，不同结构的永磁同步曳引机其磁场分布是不同的。
内转子结构的曳引机具有较强的牵引力，可以拖动较大负荷，故其适合负荷大的场合以及高速场合，应用场所一般为办公场所或者高层住宅。外转子机构最显著的特点是尺寸小，占地面积小，但是其带载能力较差，故不适合安装在负荷大的场所，因为其体积小，可以不设置机房，安装在井道中，所以适合低层住宅等场所。
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永磁同步曳引机可以采用多种结构，但其强度和刚度一定要满足承载能力的要求，不然无法保证电梯在运行过程中的安全性和可靠性。在设计时，需要计算分析转轴的机械应力和整体强度及刚度，并且要有充足的裕量，保证在特殊情况发生时，曳引机可以不出现故障，安全稳定的运行。
3、永磁同步曳引机的故障分析
永磁同步曳引机尽管有着众多的优点，但并不意味着其不会发生故障。通过对曳引机所发生的大量故障分析，得出曳引机故障主要有三个原因：永磁体失磁、制动器出现问题以及使用维护问题。下面具体分析三方面原因。
3.1 失磁问题
永磁同步曳引机中使用了永磁体，永磁体并不能永远保持固定的磁场强度，其在一定条件下磁场强度会减弱，且不会恢复，电梯的牵引力与永磁体磁场强度成正比，磁场减弱势必会造成牵引力下降，承载能力下降，如果在运行过程中负荷超过其实际承载能力，可能会发生运行事故。一般采用的永磁材料为钕铁硼材料，其在一定条件下会发生不可逆的退磁现象。当钕铁硼永磁体遭遇下面两个条件时便会发生退磁现象：
钕铁硼永磁体在高温下，其退磁曲线发生弯曲，由直线变成曲线。
永磁体在高温时受到很大的退磁作用使得其工作点比拐点低。如果在这个时刻，外加磁场取消以后，永磁体的工作点将会改变，进而造成永磁体的磁场强度不能恢复。
3.2 制动器响应时间问题
永磁同步曳引机与传统电梯动力装置相比，减少了许多机械机构，比如齿轮减速机构。当电动机失电以后，制动器不能立即产生制动力矩，那么轿厢与电梯配重之间便会失衡，会由于力的存在，势必会产生加速度。在传统的涡轮杆曳引机中可以通过涡轮杆自锁消耗能量，所以便不存在严重问题。为了解决这个问题，必须在瞬间对曳引轮轴施加制动力矩，这就产生对永磁同步曳引轮轴施加的制动力矩较传统电梯大的多的缺点。
为了解决这个问题，许多电梯制造商采用盘式制动器，其最显著的特点是制动时间短，在电动机失电后在极短时间内便可以产生所需要的制动力矩。但是更多的电梯生产商仍旧采用老式的鼓式制动器，其缺点是响应时间较长，在其响应时间内会造成电梯不受控制的速度增加，容易出现溜梯，存在着较大安全隐患。
3.3 维护问题
永磁同步曳引机具有维护简单，维护成本低的优点。传统的电梯存在涡轮蜗杆的传动机构，在使用过程中存在摩擦，需要润滑油减弱摩擦，故需要定期加润滑油并清洗，即使如此维护，摩擦依旧存在，并且会损伤器件，当损伤达到一定程度后，需要更换配件。传统的直流电机使用碳刷，存在摩擦，所以在使用一定时间后，需要对电刷进行清理。因为永磁同步曳引机不存在上述机械结构，所以维护简单许多[3]，为了推销自己的产品，一些厂家不负责任的说自己产品免维护，致使用户对电梯维护掉以轻心，埋下安全隐患。
4 总结
永磁同步电梯具有显著的优点，如节能环保、体积小以及用户体验好等。为了更安全的将永磁同步曳引机应用到电梯领域，本文对永磁同步曳引机的可靠性进行了详细的分析探讨。阐述了可靠性的概念、永磁同步曳引机的结构及其特点，以及存在的可靠性问题。随着技术的进步，永磁同步电梯的可靠性会越来越高，用户体验会越来越好。
参考文献
[1]张中明. 浅析永磁同步曳引机的优缺点[J]. 价值工程,2015,(01):53-54.
[2]徐航宇. 浅析电梯节能技术的发展趋势[J]. 科技创新与应用,2013,(21):82.
[3]钟阳,张明鹤. 永磁同步曳引机在电梯检验中所遇到的诸多问题[J]. 价值工程,2010,(10):144-145.
论文作者:廖竞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/25
标签：永磁论文; 曳引机论文; 电梯论文; 可靠性论文; 结构论文; 转子论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第3期论文;