浅析判断永磁同步曳引机磁钢损坏的方法

叶越欣 刘传奇

摘  要：目前市场上在运行的电梯曳引机几乎都为永磁同步曳引机，磁钢是曳引机的重要部件，磁钢的损坏直接影响了电梯的正常运行，给乘客带来不便，具有一定的安全隐患。本文通过对磁钢损坏的原因及现象进行分析，提出了要根据永磁同步曳引机磁钢损坏的不同现象作出不同的勘查方法。

关键词：磁钢损坏;原因;勘查方法

一、前言

目前市场上在运行的电梯曳引机几乎都为永磁同步曳引机，曳引机是电梯系统中的核心部件，主要由稀土类永磁同步电动机、制动系统、曳引轮等组成。其原理是通过高精度的速度传感器的检测、反馈和快速电流跟踪的变频装置的控制，以同步转速进行转动，使直流电动机达到相同的线性、恒定的转矩以及可调节速度来平稳地驱动曳引轮。

同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场产生直流电流，称为发电机的励磁电流。永磁曳引机的励磁源为永磁磁钢，目前永磁同步电机磁钢的材料多为钕铁硼永磁体，永磁磁钢作为磁路的一部分，由控制器供应变频电源到线圈，产生磁场带动电机运转。

因此，磁钢是曳引机的重要部件，磁钢的损坏直接影响了电梯的正常运行，给乘客带来不便，具有一定的安全隐患。

二、磁钢损坏的原因

永磁同步电机磁钢的好坏除自身质量问题外，还与运行环境、安装工艺、电梯的结构以及电梯的运行状况等因素密切相关。

1.磁钢的热稳定性较差，对温度很敏感，如钕铁硼永磁体耐温限度为80 C°至180C°，电机在长时间工作中，特别是外界温度较高时，电机风扇停止运转，电机温度迅速上升，当温度达到极限值之后，磁钢会产生不可逆失磁;

2.由于磁钢含有大量铁、钕金属材料，表面易氧化，一般有环氧树脂涂层或电泳、电镀涂层，如果磁钢电镀或表面处理不良，镀层结合力不合格，使用过程中也会因为永磁体氧化造成失磁;

3.磁极与磁钢贴合的表面弧度不准，贴合面有油污，或者运输途中或者安装过程中有激烈的碰撞導致脱落;

4.粘胶不良，或者胶水有质量问题，镶嵌不牢固等安装工艺的缺陷导致磁钢脱落;

5.电梯在运行过程中如果长期超载，其增加的额外能量全部加载到永磁同步曳引机上，电机严重过载，电流突然增大，磁钢在冲击电流产生的电枢反应的作用下失磁;另外永磁电机起动、短路、堵转、突然停转或反转时，其内部电流也会突然增加，电枢绕组的电流会突然增加几倍甚至几十倍，此时电枢反应去磁作用很强，磁钢工作点显著下降，从而导致磁钢产生较大程度的不可逆失磁;

6.曳引机在封星状态时，封星接触器FX闭合之后，运行接触器SW断开，曳引机与控制器断开，此时控制器检测不到曳引机的电流，若封星时间过长，曳引机定子绕组发热严重，永磁磁钢有失磁的风险;

7.主机内部机械损坏，如垫片脱落、轴承损坏产生的铁屑等物质在电机运转过程中发生碰撞，造成磁钢损坏;

8.一个电梯井道内安装多部电梯，使同步曳引机处于临近位置，曳引机在装配和使用过程中，内部永磁体之间受到相互影响或接触，相当于给磁钢加上了一个退磁磁场，使磁钢失磁。

三、磁钢损坏的现象

磁钢的损坏使磁场发生变化，永磁同步曳引机运行时产生异响和抖动或者使无法运转。磁钢的损坏一般会表现出以下现象：

1.永磁电机退磁是要一定时间的，磁钢退磁后，开始运转时电流正常，在通过一段时刻后，电流变大，时刻久了，就会报变频器过载;

2.永磁电机退磁后运转电流一般会超出额定值较多，那些只在低速或许高速运转才报过载或许偶然报过载的情况一般不是退磁导致;

3.电机运行中产生较大的噪声;

4.主机在运行过程中产生不规则振动;

5.主机输出力矩不足;

6.磁钢的脱落致使磁钢卡阻在电机内部，使电机不能运转;

7.磁场受到破坏，电机不能运转。

四、在线快速勘查方法

在现场判断磁钢是否损坏，应根据永磁同步曳引机磁钢损坏的不同现象作出不同的勘查方法。

1.变频器长期报过载保护故障：

（1）排除变频器的造型和参数设置存在问题的可能性;

（2）排除变频器损坏的可能性，检查变频器输入、输出信号是否正常，变频器进行故障清理后能否正常运行;

（3）通过反电动势进行判别，将机头与电机脱开，进行空载辨识，空载运转至额定频率，此刻输出的电压就是反电动势，假如低于电机铭牌上反电动势50V以上，即可断定磁钢退磁。

2.主机在运行时是否存在异响和抖动：

（1）排除外围电路故障的可能性;

（2）排除轴承损坏、机座安装等因素;

（3）通过空轿厢溜车的方式，根据异响的频率来判定磁钢是否损坏，如果产生异响的部位呈分散型，且频率无明显的规律，则可判定为磁钢损坏;

（4）如果上一步仍然不能明确磁钢的损坏，则可测量主机电流，如果电流值有明显增加，则可判断磁钢退磁;

（5）在电流值增加不明显的情况下，根据电机的拖动情况进行判断，进行重载试验，如果电机输出力矩不足，电梯无法正常启动，可断定为磁钢退磁;

（6）如果现场人员无法由感观判断时，可借助仪器（SKF振动频率分析仪）对异响频率进行分析判断。

3.电机无法运转：

（1）排除外围电路故障的可能性;

（2）通过空轿厢溜车的方式，如果电机内部产生一定的金属摩擦声音，则可基本判定磁钢已经损坏;

（3）如果溜车和盘车的方式不能使电机产生运转，在排除轴承损坏的可能性后，则可判断磁钢已经脱落并且卡阻在电机内部。

参考文献

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