T A IY U A N

S C I-T E C H

20 0 6

年

7

月第

期

7

收稿日期：

２００６－ ０４－ ０７

； 修回日期：

２００６－ ０４－ １７

作者简介： 杨国生（

1970-

） ， 男， 山东淄博人。

2003

年

3

月就

读于天津大学， 攻读硕士学位。

文章编号：

１００６－ ４８７７

（

２００６

）

０７－ ００７４－ ０２

电梯曳引驱动系统的现状及

发展前景

杨国生

摘

要 ： 介绍了电梯曳引驱动系统 的 发 展 现 状 ， 着 重 论 述 了

曳引电动机及其控制技术， 并进一步阐述了永磁同步直接驱

动所涉及的技术问题。

关键词： 永磁同步电机； 矢量控制； 直接转矩控制技术

中图分类号：

TM 3

文献标识码：

A

电梯的性能对于乘坐者而言， 要求能够具有安

全、舒适、速度快、振荡小、平层精度高等性能；
对于使用单位而言， 还要求能够具有成本低、效率
高、维护方便、空间占据体积小等特点。为此， 一部
优质电梯系统需要同时满足这两方面的性能要求 ，
这就对电机性能及其控制模式提出了新的挑战

［１］

。

1

电机结构概述

电梯系统的性能在很大程度上取决于电动机的

性能， 所以选择理想的电机结构对于电梯的正常运
行 起 到 举 足 轻 重 的 作 用 ， 因 此 结 构 的 选 择 非 常 重
要 。 电 梯 中 常 用 的 电 机 形 式 包 括 ： 交 流 异 步 电 动
机、有刷直流电动机和永磁同步电动机 （ 包括无刷
直流电动机） 。各种电机的优缺点如下

［２］

。

１．１

直流电机

由于直流电机具有良好的起动性能， 能在宽广

的范围内平滑而迅速地调速， 所以曾被广泛用于电
梯系统中。但近几年有刷直流电机的机械换向器限

制 了 功 率 的 提 高 ， 给 维 护 和 检 修 带 来 了 极 大 的 困
难， 同时换向火花所带来的无线电干扰， 又会影响
曳引驱动系统的正常运行。由于这些缺陷， 直流电
机在电梯曳引系统中已退出主流。

１．２

感应电机

感应电机和其他电机比较， 它具有结构简单、

运 行 可 靠 、 制 造 容 易 、 成 本 较 低 、 坚 固 耐 用 等 优

点。采用现代矢量控制方法， 可以使感应电机获得
良 好 的 调 速 性 能 。 感 应 电 机 的 缺 点 有 ： 一 是 损 耗
大、效率较低、温度较高； 二是必须从电网吸取滞
后电流， 使电网功率因数降低。因此感应电机在电
梯曳引系统中将逐渐退出。

１．３

永磁同步电机

电梯的驱动系统对电机 的 加 速 、 稳 速 、 制 动 、

定位都有一定的要求。

２０

世纪

７０

年代随着变频技

术发展成熟， 异步电动机的变频调速驱动迅速取代
了电梯行业中的直流调速系统。而近几年电梯行业

中最新驱动技术就是永磁同步电动机调速系统， 其
体积小， 控制性能好， 将能做到低速直接驱动， 消
除齿轮减速装置； 其低噪声、平层精度和舒适性都
优于以前的驱动系统 ， 适合在无机房电梯中使用。
永磁同步电动机曳引技术采用高性能的永磁同步电

动机、磁场定向的矢量变换控制技术、快速电流跟

踪变频装置以及低摩擦的无齿轮结构， 它是电梯驱
动技术的飞跃， 它完全可以取代现有的曳引技术。

2

永磁同步电动机的先进控制技术

［３］

电梯系统的性能在很大程度上取决于电机性能

及其采用的控制模式， 所以选择理想电机的控制模
式对于电梯的正常运行起到举足轻重的作用。

２．１

矢量控制

在逆变器供电情况下， 对永磁同步电动机的分

析 ， 通 常 是 采 用 同 步 旋 转 的

ｄ

，

ｑ

坐 标 系 统 下 的

Ｐａｒｋ

模型。在此模型中， 同步电机的电压、电流和

磁通都可分解为相互解耦的

ｄ

，

ｑ

轴 分 量 。 对 永 磁

同步电动机的输出转矩的控制， 可归结为对交轴电
流和直轴电流的控制。采用矢量控制的交流调速系

统， 其性能超过直流电机的调速性能。

２．２

直接转矩控制

直接转矩控制是继矢量控制之后发展起来的一

种新型的高性能交流变频调速技术。其基本思想是

应 用 技 术

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