淺析判斷永磁同步曳引機(jī)磁鋼損壞的方法

葉越欣 劉傳奇

摘 ?要：目前市場上在運行的電梯曳引機(jī)幾乎都為永磁同步曳引機(jī)，磁鋼是曳引機(jī)的重要部件，磁鋼的損壞直接影響了電梯的正常運行，給乘客帶來不便，具有一定的安全隱患。本文通過對磁鋼損壞的原因及現(xiàn)象進(jìn)行分析，提出了要根據(jù)永磁同步曳引機(jī)磁鋼損壞的不同現(xiàn)象作出不同的勘查方法。

關(guān)鍵詞：磁鋼損壞;原因;勘查方法

一、前言

目前市場上在運行的電梯曳引機(jī)幾乎都為永磁同步曳引機(jī)，曳引機(jī)是電梯系統(tǒng)中的核心部件，主要由稀土類永磁同步電動機(jī)、制動系統(tǒng)、曳引輪等組成。其原理是通過高精度的速度傳感器的檢測、反饋和快速電流跟蹤的變頻裝置的控制，以同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使直流電動機(jī)達(dá)到相同的線性、恒定的轉(zhuǎn)矩以及可調(diào)節(jié)速度來平穩(wěn)地驅(qū)動曳引輪。

同步發(fā)電機(jī)為了實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，需要有一個直流磁場產(chǎn)生直流電流，稱為發(fā)電機(jī)的勵磁電流。永磁曳引機(jī)的勵磁源為永磁磁鋼，目前永磁同步電機(jī)磁鋼的材料多為釹鐵硼永磁體，永磁磁鋼作為磁路的一部分，由控制器供應(yīng)變頻電源到線圈，產(chǎn)生磁場帶動電機(jī)運轉(zhuǎn)。

因此，磁鋼是曳引機(jī)的重要部件，磁鋼的損壞直接影響了電梯的正常運行，給乘客帶來不便，具有一定的安全隱患。

二、磁鋼損壞的原因

永磁同步電機(jī)磁鋼的好壞除自身質(zhì)量問題外，還與運行環(huán)境、安裝工藝、電梯的結(jié)構(gòu)以及電梯的運行狀況等因素密切相關(guān)。

1.磁鋼的熱穩(wěn)定性較差，對溫度很敏感，如釹鐵硼永磁體耐溫限度為80 C°至180C°，電機(jī)在長時間工作中，特別是外界溫度較高時，電機(jī)風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，電機(jī)溫度迅速上升，當(dāng)溫度達(dá)到極限值之后，磁鋼會產(chǎn)生不可逆失磁;

2.由于磁鋼含有大量鐵、釹金屬材料，表面易氧化，一般有環(huán)氧樹脂涂層或電泳、電鍍涂層，如果磁鋼電鍍或表面處理不良，鍍層結(jié)合力不合格，使用過程中也會因為永磁體氧化造成失磁;

3.磁極與磁鋼貼合的表面弧度不準(zhǔn)，貼合面有油污，或者運輸途中或者安裝過程中有激烈的碰撞導(dǎo)致脫落;

4.粘膠不良，或者膠水有質(zhì)量問題，鑲嵌不牢固等安裝工藝的缺陷導(dǎo)致磁鋼脫落;

5.電梯在運行過程中如果長期超載，其增加的額外能量全部加載到永磁同步曳引機(jī)上，電機(jī)嚴(yán)重過載，電流突然增大，磁鋼在沖擊電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)的作用下失磁;另外永磁電機(jī)起動、短路、堵轉(zhuǎn)、突然停轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，其內(nèi)部電流也會突然增加，電樞繞組的電流會突然增加幾倍甚至幾十倍，此時電樞反應(yīng)去磁作用很強(qiáng)，磁鋼工作點顯著下降，從而導(dǎo)致磁鋼產(chǎn)生較大程度的不可逆失磁;

6.曳引機(jī)在封星狀態(tài)時，封星接觸器FX閉合之后，運行接觸器SW斷開，曳引機(jī)與控制器斷開，此時控制器檢測不到曳引機(jī)的電流，若封星時間過長，曳引機(jī)定子繞組發(fā)熱嚴(yán)重，永磁磁鋼有失磁的風(fēng)險;

7.主機(jī)內(nèi)部機(jī)械損壞，如墊片脫落、軸承損壞產(chǎn)生的鐵屑等物質(zhì)在電機(jī)運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生碰撞，造成磁鋼損壞;

8.一個電梯井道內(nèi)安裝多部電梯，使同步曳引機(jī)處于臨近位置，曳引機(jī)在裝配和使用過程中，內(nèi)部永磁體之間受到相互影響或接觸，相當(dāng)于給磁鋼加上了一個退磁磁場，使磁鋼失磁。

三、磁鋼損壞的現(xiàn)象

磁鋼的損壞使磁場發(fā)生變化，永磁同步曳引機(jī)運行時產(chǎn)生異響和抖動或者使無法運轉(zhuǎn)。磁鋼的損壞一般會表現(xiàn)出以下現(xiàn)象：

1.永磁電機(jī)退磁是要一定時間的，磁鋼退磁后，開始運轉(zhuǎn)時電流正常，在通過一段時刻后，電流變大，時刻久了，就會報變頻器過載;

2.永磁電機(jī)退磁后運轉(zhuǎn)電流一般會超出額定值較多，那些只在低速或許高速運轉(zhuǎn)才報過載或許偶然報過載的情況一般不是退磁導(dǎo)致;

3.電機(jī)運行中產(chǎn)生較大的噪聲;

4.主機(jī)在運行過程中產(chǎn)生不規(guī)則振動;

5.主機(jī)輸出力矩不足;

6.磁鋼的脫落致使磁鋼卡阻在電機(jī)內(nèi)部，使電機(jī)不能運轉(zhuǎn);

7.磁場受到破壞，電機(jī)不能運轉(zhuǎn)。

四、在線快速勘查方法

在現(xiàn)場判斷磁鋼是否損壞，應(yīng)根據(jù)永磁同步曳引機(jī)磁鋼損壞的不同現(xiàn)象作出不同的勘查方法。

1.變頻器長期報過載保護(hù)故障：

（1）排除變頻器的造型和參數(shù)設(shè)置存在問題的可能性;

（2）排除變頻器損壞的可能性，檢查變頻器輸入、輸出信號是否正常，變頻器進(jìn)行故障清理后能否正常運行;

（3）通過反電動勢進(jìn)行判別，將機(jī)頭與電機(jī)脫開，進(jìn)行空載辨識，空載運轉(zhuǎn)至額定頻率，此刻輸出的電壓就是反電動勢，假如低于電機(jī)銘牌上反電動勢50V以上，即可斷定磁鋼退磁。

2.主機(jī)在運行時是否存在異響和抖動：

（1）排除外圍電路故障的可能性;

（2）排除軸承損壞、機(jī)座安裝等因素;

（3）通過空轎廂溜車的方式，根據(jù)異響的頻率來判定磁鋼是否損壞，如果產(chǎn)生異響的部位呈分散型，且頻率無明顯的規(guī)律，則可判定為磁鋼損壞;

（4）如果上一步仍然不能明確磁鋼的損壞，則可測量主機(jī)電流，如果電流值有明顯增加，則可判斷磁鋼退磁;

（5）在電流值增加不明顯的情況下，根據(jù)電機(jī)的拖動情況進(jìn)行判斷，進(jìn)行重載試驗，如果電機(jī)輸出力矩不足，電梯無法正常啟動，可斷定為磁鋼退磁;

（6）如果現(xiàn)場人員無法由感觀判斷時，可借助儀器（SKF振動頻率分析儀）對異響頻率進(jìn)行分析判斷。

3.電機(jī)無法運轉(zhuǎn)：

（1）排除外圍電路故障的可能性;

（2）通過空轎廂溜車的方式，如果電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生一定的金屬摩擦聲音，則可基本判定磁鋼已經(jīng)損壞;

（3）如果溜車和盤車的方式不能使電機(jī)產(chǎn)生運轉(zhuǎn)，在排除軸承損壞的可能性后，則可判斷磁鋼已經(jīng)脫落并且卡阻在電機(jī)內(nèi)部。

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