永磁同步电机在电梯技术上的应用

　　1 引言

　　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，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 永磁同步电机的结构特点

　　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。其结构随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。电梯技术上开发应用的稀土永磁同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。永磁材料近年来的开发很快，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(如图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年代初开发的永磁材料，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/m3，Sm2Co17(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。但钐钴族稀土材料的钴价格较高，影响其在永磁同步电机的应用。80 年代初开发的钕铁硼(Nd—Fe—B)稀土永磁材料，性能十分优越，(BH)max，3800kj/m3(～l图1曲线4)，到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。开发应用前景广泛，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。