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【摘 要】无齿永磁同步曳引机为外转子结构，主要由永磁同步电动机、曳引轮及制动系统组成。自二十世纪九十年代诞生并在电梯上得到初步运用，因其节省能源、体积小、运行平稳、免维护等优点，市场推广速度非常迅猛，至今已经成为电梯曳引机市场的主流产品，并有不断扩大的趋势。因此如何对永磁同步曳引机及其相关电梯配件的使用状态进行正确判定已成为一个必须面对的问题。
【关键词】永磁同步曳引机；曳引力；钢丝绳；制动器；上行超速保护
1.永磁同步曳引机曳引力问题
众所周知，在曳引轮槽中能产生的最大有效曳引力是钢丝绳与轮槽之间摩擦系数和钢丝绳绕过曳引轮包角的函数。按照GB7588-2003附录M的要求，一台电梯的曳引系数代表了该台电梯的曳引能力。而曳引力又与下述几个因素有关：①轿厢与对重的重量平衡系数。②曳引轮绳槽形状与曳引轮材料当量摩擦系数。③曳引绳在曳引轮上的包角。由于电梯采用永磁同步曳引机初期行业动力是减小曳引机体积和电动机功率，使无机房或小机房电梯成为可能，故永磁同步曳引机省去了齿轮减速机构，电机轴直接驱动曳引轮，电机的转矩就等于曳引机的转矩，因此，输出扭矩低，只能采用小直径曳引轮，这种设计看似既满足用户减少机房或井道空间要求，又使永磁同步曳引机生产厂家达到降低成本的目的。但依照GB7588-2003中9.2.1项要求“:不论钢丝绳的股数多少，曳引轮、滑轮或卷筒的节圆直径与悬挂绳的公称直径之比不应小于40。”曳引轮直径的减少必然导致曳引钢丝绳直径减小，而曳引钢丝绳直径减小，钢丝绳与曳引轮槽的接触面积也就相应减小，从而使钢丝绳与曳引轮槽间产生的摩擦力减小，无法满足曳引力要求。
2.永磁同步曳引机曳引钢丝绳寿命问题
永磁同步曳引机如上述所讲，曳引轮直径都被设计得很小，又大多采用V型槽增大摩擦系数，这都使永磁同步曳引机生产厂家通过采用表面硬度更高的曳引轮材质的方法来保证产品质量。但这些变化却对曳引钢丝绳的质量提出了更高的要求。曳引轮直径减小和GB7588-2003中9.2.1项要求“:钢丝绳的公称直径不小于8mm”，使曳引钢丝绳弯曲达到能承受的极限。（很多永磁同步曳引机生产厂家绳径比是采用40倍的“擦边”设计），V型槽和高硬度的曳引轮材质使钢丝绳表层钢丝的相对强度降低。这些都导致钢丝绳磨损加大.而现场安装中，采用2：1绕绳比需要钢丝绳绕过更多的轮子，因装配不当造成绳轮与曳引轮过大的偏角，因放绳不当造成钢丝绳被扭曲而产生的内应力，因调整不当造成多根钢丝绳张力差过大引起的不均衡摩损都使钢丝绳寿命急剧下降.考虑到目前配备永磁同步曳引机的电梯因体积小、功率小的优点被房地产市场广泛接受，这些电梯进入正常运行阶段后，因钢丝绳寿命短而导致的频繁换绳，无论对房产业主还是检验检测单位，在经济上或精力上都是一笔不小的支出（根据《特种设备安全监察条例》和《电梯监督检验规程》要求，更换曳引钢丝绳属监督检验），因此笔者建议国家有关部门对GB8903-1988《电梯用钢丝绳》的相关内容作出修改以适应电梯曳引机的不断发展，并通过《电梯监督检验规程》得以具体体现。从而真正达到降低故障提高安全的目的。
3.永磁同步曳引机制动器的响应时间问题
由于永磁同步曳引机不存在齿轮减速机构，使得曳引机在电动机失電后制动器产生制动力矩前的时间段内，轿厢与对重间存在的不平衡力矩及由此造成的加速度无法像老式蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机那样通过蜗轮蜗杆自锁或齿轮啮合消耗能量和增大转动惯量，从而降低加速度，减缓制动力矩和时间，而必须对曳引轮轴瞬间直接施加制动力矩。这就导致了对永磁同步曳引机曳引轮轴施加的制动力矩要远大于老式蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机对曳引轮轴施加的制动力矩。小部分厂家对此的解决方案是采用盘式制动器，这类制动器的响应时间较短，一旦失电就可以通过内部的多个摩擦面立即达到额定制动力矩，但绝大部分厂家却仍采用与老式蜗轮蜗杆曳引机相同的鼓式制动器，这类制动器失电后至达到额定制动力矩前，响应时间和制动过程要较前者漫长得多。而这一时间段内也恰好是轿厢与对重间存在不平衡力矩造成的加速度使电梯不受控速度成几何级增长之时。因此对永磁同步曳引机制动器的响应时间，理应存在国家标准的相关指标和电梯检验规程的相关检验项目。但遗憾的是无论GB/T13435-1992《电梯曳引机》5.3.5条“制动器开启迟后时间不超过0.8S”，还是《电梯监督检验规程（2002）》2.8.2项的检验方法“松闸时应同步离开，其四角处间隙平均值两侧各不大于0.7mm”。对永磁同步曳引机要么不适用，要么反而有误导检验员的嫌疑。修订GB/T13435-1992《电梯曳引机》和《电梯监督检验规程（2002）》使之适用于采用永磁同步曳引机的无机房和小机房电梯以成为一个刻不容缓的任务。
4.永磁同步曳引机上行超速保护的有效性问题
目前市场上销售的永磁同步曳引机，除双制动器设计外，均未采用蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机附加的专用上行超速保护装置（双向限速器—安全钳或夹绳器）。对此永磁同步曳引机生产厂家的解释是:①抱闸直接作用于曳引轮。②制动器双路独立控制，符合存在“冗余度”的要求。③永磁同步曳引机设置专用封星接触器，在曳引机超速的时候切断变频器至曳引机间的回路，将永磁同步曳引机三相短接。利用永磁同步曳引机在超速时的发电原理，在永磁同步电机内部产生反向制动磁场。但笔者的看法是对于制动器是双路独立控制而言，只能降低因两组机械部件同时失效而造成事故的概率，一旦制动器同时失效，上行超速保护亦即失效，否则现在生产的蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机也同样采用制动器双路独立控制，又何必附加的专用上行超速保护装置画蛇添足。对于专用封星接触器而言，电梯空载上行时，如制动器失效，由于加速度骤增，速度会在瞬间达到很高，产生极大的发电电流。如果专用封星接触器容量不足以承受如此大的尖峰电流，触点会烧蚀断开，无法起到短接U、V、W三相电流的制动作用，导致上行超速保护失效。故而从总体来说，永磁同步曳引机上行超速保护更多是依赖机-电式制动而非机-机式制动，对旋转编码器的准确性、分辨率、抗干扰性，接触器的容量、绝缘性都有着极高的要求。而部分永磁同步曳引机生产厂家的产品显然无法完全满足这些条件，由于新的《电梯监督检验规程》一直没有正式颁布执行，全国各个检验单位对永磁同步曳引机上行超速保护所采用的机-电式制动是否合理均有着自己的理解，始终无法统一，因此如何界定，界定的依据是什么，实在是急需解决的问题。
当然，尽管笔者提出了涉及永磁同步曳引机标准及检验的有争议问题，但却绝非是否认其技术本身。事实上永磁同步曳引机代表着曳引机新的技术和发展潮流，随着国家节能环保力度的加大，相关标准的不断完善，生产工艺和技术水平的不断提高，永磁同步曳引机必将得到了更加广泛的应用。在中高速电梯市场逐步取代传统蜗轮蜗杆曳引机也必将成为不可逆转的大势所趋。■
【参考文献】
［１］汤军贵,李昕咛.电梯检验小窍门[J].品牌与标准化,2010,(06).
［２］王建忠.新形势下电梯检验存在的隐忧[J].电梯工业,2009,(06).
［３］苏宁航,林晓明.无机房电梯检验的方法及其风险评估[J].电梯工业,2009,(01).
【关键词】永磁同步曳引机；曳引力；钢丝绳；制动器；上行超速保护
1.永磁同步曳引机曳引力问题
众所周知，在曳引轮槽中能产生的最大有效曳引力是钢丝绳与轮槽之间摩擦系数和钢丝绳绕过曳引轮包角的函数。按照GB7588-2003附录M的要求，一台电梯的曳引系数代表了该台电梯的曳引能力。而曳引力又与下述几个因素有关：①轿厢与对重的重量平衡系数。②曳引轮绳槽形状与曳引轮材料当量摩擦系数。③曳引绳在曳引轮上的包角。由于电梯采用永磁同步曳引机初期行业动力是减小曳引机体积和电动机功率，使无机房或小机房电梯成为可能，故永磁同步曳引机省去了齿轮减速机构，电机轴直接驱动曳引轮，电机的转矩就等于曳引机的转矩，因此，输出扭矩低，只能采用小直径曳引轮，这种设计看似既满足用户减少机房或井道空间要求，又使永磁同步曳引机生产厂家达到降低成本的目的。但依照GB7588-2003中9.2.1项要求“:不论钢丝绳的股数多少，曳引轮、滑轮或卷筒的节圆直径与悬挂绳的公称直径之比不应小于40。”曳引轮直径的减少必然导致曳引钢丝绳直径减小，而曳引钢丝绳直径减小，钢丝绳与曳引轮槽的接触面积也就相应减小，从而使钢丝绳与曳引轮槽间产生的摩擦力减小，无法满足曳引力要求。
2.永磁同步曳引机曳引钢丝绳寿命问题
永磁同步曳引机如上述所讲，曳引轮直径都被设计得很小，又大多采用V型槽增大摩擦系数，这都使永磁同步曳引机生产厂家通过采用表面硬度更高的曳引轮材质的方法来保证产品质量。但这些变化却对曳引钢丝绳的质量提出了更高的要求。曳引轮直径减小和GB7588-2003中9.2.1项要求“:钢丝绳的公称直径不小于8mm”，使曳引钢丝绳弯曲达到能承受的极限。（很多永磁同步曳引机生产厂家绳径比是采用40倍的“擦边”设计），V型槽和高硬度的曳引轮材质使钢丝绳表层钢丝的相对强度降低。这些都导致钢丝绳磨损加大.而现场安装中，采用2：1绕绳比需要钢丝绳绕过更多的轮子，因装配不当造成绳轮与曳引轮过大的偏角，因放绳不当造成钢丝绳被扭曲而产生的内应力，因调整不当造成多根钢丝绳张力差过大引起的不均衡摩损都使钢丝绳寿命急剧下降.考虑到目前配备永磁同步曳引机的电梯因体积小、功率小的优点被房地产市场广泛接受，这些电梯进入正常运行阶段后，因钢丝绳寿命短而导致的频繁换绳，无论对房产业主还是检验检测单位，在经济上或精力上都是一笔不小的支出（根据《特种设备安全监察条例》和《电梯监督检验规程》要求，更换曳引钢丝绳属监督检验），因此笔者建议国家有关部门对GB8903-1988《电梯用钢丝绳》的相关内容作出修改以适应电梯曳引机的不断发展，并通过《电梯监督检验规程》得以具体体现。从而真正达到降低故障提高安全的目的。
3.永磁同步曳引机制动器的响应时间问题
由于永磁同步曳引机不存在齿轮减速机构，使得曳引机在电动机失電后制动器产生制动力矩前的时间段内，轿厢与对重间存在的不平衡力矩及由此造成的加速度无法像老式蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机那样通过蜗轮蜗杆自锁或齿轮啮合消耗能量和增大转动惯量，从而降低加速度，减缓制动力矩和时间，而必须对曳引轮轴瞬间直接施加制动力矩。这就导致了对永磁同步曳引机曳引轮轴施加的制动力矩要远大于老式蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机对曳引轮轴施加的制动力矩。小部分厂家对此的解决方案是采用盘式制动器，这类制动器的响应时间较短，一旦失电就可以通过内部的多个摩擦面立即达到额定制动力矩，但绝大部分厂家却仍采用与老式蜗轮蜗杆曳引机相同的鼓式制动器，这类制动器失电后至达到额定制动力矩前，响应时间和制动过程要较前者漫长得多。而这一时间段内也恰好是轿厢与对重间存在不平衡力矩造成的加速度使电梯不受控速度成几何级增长之时。因此对永磁同步曳引机制动器的响应时间，理应存在国家标准的相关指标和电梯检验规程的相关检验项目。但遗憾的是无论GB/T13435-1992《电梯曳引机》5.3.5条“制动器开启迟后时间不超过0.8S”，还是《电梯监督检验规程（2002）》2.8.2项的检验方法“松闸时应同步离开，其四角处间隙平均值两侧各不大于0.7mm”。对永磁同步曳引机要么不适用，要么反而有误导检验员的嫌疑。修订GB/T13435-1992《电梯曳引机》和《电梯监督检验规程（2002）》使之适用于采用永磁同步曳引机的无机房和小机房电梯以成为一个刻不容缓的任务。
4.永磁同步曳引机上行超速保护的有效性问题
目前市场上销售的永磁同步曳引机，除双制动器设计外，均未采用蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机附加的专用上行超速保护装置（双向限速器—安全钳或夹绳器）。对此永磁同步曳引机生产厂家的解释是:①抱闸直接作用于曳引轮。②制动器双路独立控制，符合存在“冗余度”的要求。③永磁同步曳引机设置专用封星接触器，在曳引机超速的时候切断变频器至曳引机间的回路，将永磁同步曳引机三相短接。利用永磁同步曳引机在超速时的发电原理，在永磁同步电机内部产生反向制动磁场。但笔者的看法是对于制动器是双路独立控制而言，只能降低因两组机械部件同时失效而造成事故的概率，一旦制动器同时失效，上行超速保护亦即失效，否则现在生产的蜗轮蜗杆曳引机或行星齿轮曳引机也同样采用制动器双路独立控制，又何必附加的专用上行超速保护装置画蛇添足。对于专用封星接触器而言，电梯空载上行时，如制动器失效，由于加速度骤增，速度会在瞬间达到很高，产生极大的发电电流。如果专用封星接触器容量不足以承受如此大的尖峰电流，触点会烧蚀断开，无法起到短接U、V、W三相电流的制动作用，导致上行超速保护失效。故而从总体来说，永磁同步曳引机上行超速保护更多是依赖机-电式制动而非机-机式制动，对旋转编码器的准确性、分辨率、抗干扰性，接触器的容量、绝缘性都有着极高的要求。而部分永磁同步曳引机生产厂家的产品显然无法完全满足这些条件，由于新的《电梯监督检验规程》一直没有正式颁布执行，全国各个检验单位对永磁同步曳引机上行超速保护所采用的机-电式制动是否合理均有着自己的理解，始终无法统一，因此如何界定，界定的依据是什么，实在是急需解决的问题。
当然，尽管笔者提出了涉及永磁同步曳引机标准及检验的有争议问题，但却绝非是否认其技术本身。事实上永磁同步曳引机代表着曳引机新的技术和发展潮流，随着国家节能环保力度的加大，相关标准的不断完善，生产工艺和技术水平的不断提高，永磁同步曳引机必将得到了更加广泛的应用。在中高速电梯市场逐步取代传统蜗轮蜗杆曳引机也必将成为不可逆转的大势所趋。■
【参考文献】
［１］汤军贵,李昕咛.电梯检验小窍门[J].品牌与标准化,2010,(06).
［２］王建忠.新形势下电梯检验存在的隐忧[J].电梯工业,2009,(06).
［３］苏宁航,林晓明.无机房电梯检验的方法及其风险评估[J].电梯工业,2009,(01).