高速曳引機的市場應用及設計開發

霍志春 梁君寧

摘要：隨著全球人口的不斷增多，土地資源的不斷減小以及建筑業的不斷發展，使得占地面積小、資源利用合理的高層建筑和超高層建筑越來越多的呈現在人類社會，高層建筑必須使用高速電梯才能保證高層建筑的實用性和舒適性。曳引機是驅動電梯的轎廂和對重裝置作上下運行的裝置，是電梯重要的組成部分。為了適應高層建筑物，設計開發運行速度高、安全性高和高性能的無齒曳引機適應市場的廣泛需求。

關鍵詞：高速曳引機；安全性高；高速度；高性能

據相關保守統計，全球現運行的電梯總數量為二千萬臺左右，而我國在2015年做相關統計時，在運行的電梯數量就為兩百多萬臺，并且已接近三百萬臺，我國擁有13億多人口，擁有4個中央直轄大城市，2個特別行政區，六百多個大、中、小城市，僅北京、上海、廣州和深圳這幾個國內一線城市的電梯運行數量就超過了七十多萬部，而且還在不斷的增加中；現今，中國城鎮人口只有4億多，就帶動了兩百多萬部電梯的市場。近年來中國在加速推進城鎮化，中國9億左右的農村人口將逐漸進入城市生活。中國社會的快速進步，中國經濟的持續騰飛，中國城鎮化不斷推進，建筑技術的不斷革新，使得占地面積小、資源利用合理的高層建筑和超高層建筑越來越多的呈現在人類社會，高層建筑必須使用高速電梯才能保證高層建筑的實用性和舒適性。所以高速電梯會在今后高速發展，高速曳引機市場將會變得越來越龐大。因此，高速電梯在我國今后相當長的時間內具有非常巨大的發展潛力。

曳引機是電梯必不可少的主要部件，其主要作用是牽引電梯的上下運動，是電梯的“發動機”，也被稱作電梯的“心臟”，電梯曳引機的性能直接決定整部電梯的運行性能，我國國產電梯主要為中低速電梯，高速電梯的相關技術一直為國外所壟斷，高速電梯難以突破的難點主要是高速曳引機技術的壁壘尚未完全攻破。曳引機是每部電梯不可或缺的關鍵部件，所以，高速電梯的市場有多大，高速曳引機的市場就會有多大。大力發展高速曳引機的核心技術和生產技術是現在國內曳引機市場的迫切要求，也是今后電梯曳引機市場的主要方向。

目前國內外的低速電梯（1.75m/s）占據電梯市場主流，隨著高層建筑的快速發展，高速曳引機在高層、超高層建筑拉動下已成為行業競爭的焦點和熱點。

無齒永磁同步曳引機是近些年來得到迅速發展的新一代曳引機，以節能環保、體積小、運行平穩、噪聲低、免維護或少維護等優點投入市場后就得到了快速和廣泛的應用。現今，能源問題日益嚴峻，國民的環保意識不斷增強，無齒永磁同步曳引機在這些年已經逐步占領了曳引機的市場的70%左右，成為了電梯市場的主流核心部件。

無齒永磁同步曳引機與傳統有齒輪曳引機相比，具有幾個主要優點：

第一個優點：體積小，安裝成本低；有齒曳引機由于含有齒輪箱，所以整體體積比較大，而且在安裝過程中需要在建筑物中單獨建筑機房進行放置，增加了建筑物的成本，這使得有齒曳引機的安裝成本比較高；無齒永磁同步曳引機采用特殊電機形式，結構簡單、體積小，安裝方便，可安裝在轎廂通道的頂部，不需要機房，所以成本較低。

第二個優點：節能環保，運行成本低；有齒輪曳引機是由齒輪箱、電機、制動系統、曳引輪組成，齒輪箱一般由蝸輪蝸桿嚙合傳動，并且齒輪箱內需加入潤滑油，傳動效率一般在7080%之間，效率低，能耗比較大，且因為有潤滑油，所有各方面的維護費用比較高。無齒永磁同步曳引機采用高性能永磁材料和特殊的電機結構，功率因數高，消耗低，傳動效率在90%95%，并且并具有少維護、免維護的特點，所以運行成本比較低。

第三個優點：噪音小、振動小，運行平穩性高。有齒輪曳引機利用齒輪之間的嚙合進行傳動工作，工作過程中會產生較大的機械噪聲和振動，并且隨著運行時間的推移，齒輪的相互磨損加劇會導致噪聲和振動越來越大；

無齒永磁同步曳引機采用高性能永磁材料和特殊電機結構形式，利用電磁力進行傳動，無需齒輪箱，整體噪聲和振動非常小。

無齒永磁同步曳引機具有的起動電流小、節能環保、噪聲及振動小的優點，使電梯在運行過程動作平穩，使電梯乘坐的舒適度很高，更能獲得市場的青睞。

高速曳引機現階段應采用先進的永磁同步無齒輪曳引機技術基礎上進行設計開發，高速無齒曳引機可采用高性能永磁材料和特殊的外轉子電機結構，轉子由制動輪和高性能永磁材料組成，大轉矩，高梯速；整體設計可采用平衡支架模式，軸的一端與機座連接，另一端與支架連接，受力部分在中間位置，使整機受力均勻，兩端軸承受力均勻，大大減低了軸承的磨損程度，使整機高速運轉工作時，整機平穩、噪音小、振動小；曳引輪與制動輪為固定聯接，轉子所產生的旋轉力矩直接施加在曳引輪上對電梯進行牽引，大幅度減少了力的損失，提高曳引機的工作效率；可通過大制動力矩的塊式制動組件或碟式制動組件通過對制動輪的作用實現曳引機的制動系統。

高速無齒永磁同步曳引機應具有的高效節能、性能優良、機械效率高、噪聲低、運轉平穩、體積小、重量輕、少維護、使用壽命長等特點可使高速無齒曳引機在國內外高速電梯市場中獲得越來越多的認可。

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