分析永磁同步曳引機在電梯檢驗中的一些問題

鄭呈壽

（福建省特種設備檢驗研究院寧德分院，福建 寧德 352100）

特種設備在人們日常生活與生產中的應用，已相當普遍。根據公開數據顯示，截至2019年年底，全國特種設備總量達到1525.47萬臺，其中電梯為709.75萬臺。基于高層建筑建造與老舊小區改造等的背景，未來越來越多的電梯將會走入人們的生活，深度分析此課題，整理電梯關鍵部件運行常見的問題，提出預防與應對的策略，有著重要的意義。

1 課題研究的背景

近年來，我國不斷強化安全生產管理，對各行業領域提出安全生產的要求。隨著安全管理工作的高質量落實，使得安全形勢控制獲得顯著效果，但特種設備安全事故依舊頻繁發生。若發生特種設備事故，可能會造成重大損失加強對電梯的安全管理，防范安全事故的發生，有著現實意義。

2 電梯檢驗中常見的永磁同步曳引機問題

2．1 永磁同步曳引機的概述

目前，電梯中配置的曳引機，多為永磁同步曳引機。從設備的構造分析，包括座機、制動器、轉子、轉子體等。整體分析，永磁體固定在轉子體的內壁上，轉子體通過鍵安裝于軸上，軸安裝在后機座的雙側密封深溝球軸承和安裝在前機座的調心滾子軸承上，軸通過鍵固定曳引輪或轉子體，并用壓蓋及螺栓鎖緊曳引輪或轉子體，軸后端安裝編碼器。不同應用場景中，根據空間大小，綜合考慮結構的尺寸大小，來選擇適宜的永磁同步曳引機裝置，滿足實際需求。

2．2 永磁同步曳引機常見的運行問題總結

根據電梯檢驗總結，主要問題如下：

（1）曳引力不足。單個或多個曳引輪繩槽磨損嚴重，曳引鋼絲繩接觸繩槽底部，導致曳引輪與繩槽之間產生的摩擦力變小。曳引輪繩槽內有油的現象，由于主機漏油等原因，導致曳引輪繩槽內有油，油在曳引輪繩槽表面形成油膜使摩擦系數變小，也使曳引力變小，曳引力不足容易造成溜梯現象。

（2）永磁同步曳引機內部異響。根據永磁同步曳引機的整體結構（如圖(1)），曳引機運行時異響產生的主要原因有：1各部件間的連接螺栓松動或斷裂；2軸承損壞；3固定軸承的卡環損壞或脫落；4硅粘片存在脫膠；5其他原因，如由于螺栓松動導致的零部件間的摩擦、碰撞、斷軸等。當曳引機運行異響時，帶故障運行容易可能造成制動器與曳引輪間連接失效，致使曳引機制動器失效，也可能使曳引機的進一步損壞無法進行修理最終使曳引機報廢。

圖1

（3）失磁問題。永磁材料具有熱穩定性與時間穩定性等性能，隨著性能的下降或者其他因素影響，極易造成失磁。永磁電機中的永磁體失磁后，電機的性能下降，出力不足，如果失磁嚴重，電機將不能驅動負載甚至燒毀。造成曳引機失磁的原因很多，包括溫度過高、劇烈震動以及環境因素等。曳引機運行，電機處于長期工作狀態，若溫度較高且電機風扇不運行，那么，電機溫度會快速增加，如果沒有及時處理，則會造成急性退磁的情況。如果電梯超載，那么，增加的額外能量被全部轉移到曳引機上，使得永磁電機出現過載運行的情況，電流突然間變大，受到沖擊電流的影響，永磁體產生電樞反應，最終出現永磁體失磁的情況。電梯運行的環境復雜，曳引機處于高溫高濕的環境下，如果沒有做好防腐處理，極易使得永磁材料失去磁性，是否存在失磁可以通過磁通表、特斯拉計、直流磁特性測試儀進行檢測。

（4）冗余制動器制動力矩及失效問題。一般來說，齒輪減速機不會配置在永磁同步曳引機內，如果電動機出現電力消失的情況，并且動力矩尚未形成，那么在對重和曳引機轎廂之間，將產生力矩不平衡的情況，使得加速度產生。因為渦輪蝸桿自鎖行為能夠使得傳統的曳引機，消耗相應的能量，但使用的永磁同步曳引機無法實現，必須在曳引輪或曳引輪軸上加上制動力矩，產生很大的制動力矩。考慮制動器單邊失效，以及特殊滿足125%額定載荷制停情況下的冗余制動，那么單邊的制動力矩需高達125%額定載重量。然而，采用250%額定載荷、額定速度緊急制停時（a=g）的制動力，來制動輕載（一個人）下行時，其制動減速度將超過1g，遠遠高于醫學界提供的人體能夠承受的減速度最大值0.21g對乘客產生極大的傷害。因此，不可能按照雙邊250%的額定載重量（單邊125%）額定速度下行來調整制動器，如果按此調整，輕載下行制動時就會對乘客和電梯運行帶來極大的傷害。但是，如果不按此調整，又不能滿足單邊制動125%額定載荷的冗余要求。因而永磁同步主機制動器要提供冗余的制動力，就必須做到以下兩點：其一，這種制動器的兩組制動力必須實時監控，確保每組制動力分別大于100%額定載荷；其二，這種制動器的制動力比沒有冗余的制動器幾乎增加100%，對相關零部件強度進行重新計算。設計上冗余制動器達不到冗余制動力矩的要求，那么出現單邊制動器失效時就極可能發生溜梯、蹲底等事故。此外，制動瓦嚴重磨損、制動輪有油、制動彈簧預緊力不足或（因老化）失去彈力也會使制動器制動不可靠或失效。

（5）冗余制動器響應問題。無齒輪永磁同步曳引機的制動器為冗余設計，不配置夾繩器，冗余制動器需要滿足正常上下運行制動，上行超速保護制動，轎廂意外移動保護制動的功能：①制動器接觸器黏連，電梯仍正常運行，由于接觸器及控制系統故障導致制動器無法正常響應。根據檢規電梯正常運行時，切斷制動器電流至少應當用兩個獨立的電氣裝置來實現，當電梯停止時，如果其中一個接觸器的主觸點未打開，最遲到下一次運行方向改變時，應當防止電梯再運行；②速度監控（編碼器）失效，如編碼器未固定牢固跑位，編碼器異響失效等，觸發元件（限速器）失效，如限速器棘爪卡滯無法動作，限速器夾持力不足限速器鋼絲繩打滑，使超速運行時限速器上行電氣開關無法觸發。而轎廂上行超速保護裝置由速度監控、觸發元件和減速元件兩部件組成，速度監控、觸發元件失效會致使制動器無法響應，電梯上行超速保護失效。③常見的UCMP組合由檢測子系統、制停子系統、自檢測子系統組成，當檢測子系統中的位置開、限速器、絕對位置傳感器失效會使制動應有的響應失效，當驅動主機制動器無法響應時，自監測子系統中的動作監測、制動器監測、動作和抽動力監測應該有效，如果自檢測測子系統也存在失效時，轎廂發生意外移動將得不到保護而產生事故。

3 電梯檢驗中永磁同步曳引機問題的預防與應對策略

3．1 建立永磁同步曳引機檔案

日常工作中，要構建永磁同步曳引機檔案，圍繞生產環節、安裝環節和檢驗環節等，搜集和整理數據信息，為運行檢驗工作的開展提供依據和支持，保障檢驗工作高效開展。挖掘檔案信息的價值，根據不同類型的永磁同步曳引機設備特點，總結與分析常見的安全隱患和問題，為后期的檢驗提供有價值的資料。作為電梯檢驗人員，必須要具有數據思維，善于利用大數據理念分析永磁同步曳引機運行狀態和常見事故，為安全隱患排查助力。

3．2 做好電梯檢驗人員的培訓

面向電梯發展現狀與未來，隨著電梯使用數量的不斷增加，檢驗需求被帶動，現有的人力資源難以滿足需求，除了加大電梯檢驗隊伍的建設外，還必須要注重檢驗人員的培訓，提高電梯檢驗工作質量與水平，為電梯檢驗工作把關。永磁同步曳引機是電梯檢驗中的重點檢查對象，也是問題多發戶，作為檢驗工作者必須要積極學習，掌握相關的知識與技能，對電梯進行安全排查，保障電梯處于安全狀態運行。

4 結語

綜上所述，永磁同步曳引機的安全運行，對保證電梯穩定運行，起到了積極的作用。電梯檢驗實踐中，要根據曳引機的特點和運行環境，做好常見問題的防范與排查，通過建立永磁同步曳引機檔案、制定且實施檢驗制度等措施，消除潛在的安全隱患，保障設備處于安全穩定狀態。