电梯专用永磁同步电机变频调速系统的实现

摘

要：本文针对电梯电气拖动的要求，基于 DSP 嵌入式芯片实现了一种永磁同步电机变频

调速系统。系统涉及了微计算机技术、现代功率电子技术、电机技术和控制理论。本文介绍了系统
的设计框架、硬件结构以及相关的控制理论和方法。实际系统在工业现场达到了令人满意的效果。

关键词：

无齿轮电梯变频调速 DSP 矢量控制

1 引言

电梯是为高层建筑交通运输服务的比较复杂的机电一体化设备。近年来，随着城市的发展，高层
建筑的迅速增多，对高性能电梯的电力拖动系统提出了新的要求

。更加舒适、小型、节能、可靠

和精确有效的速度控制是其发展方向。而电机技术、功率电子技术、微计算机技术及电机控制理论
的发展，使其实现成为了可能。

成本高，效率低。近年来发展起来的永磁同步电机具有体积小、惯性低、效率和功率因数高等显著
特点。将永磁同步电机应用于电梯拖动系统优点更加明显：

1）永磁同步电机产生较小的谐波噪

音，应用于电梯系统中，可以带来更佳的舒适感。

2）永磁同步电机与感应电机相比更加紧凑、

体积更小。通过设计多极对数可以进一步减小电机体积，同时可以提供较大的转矩。现在的电机
制造技术使的永磁同步电动机低速下能够产生足够大的转矩。

3）永磁同步电机转子没有损耗，

效率更高；而感应电机功率因数和效率随极对数增加迅速降低。由于以上优点，使用永磁同步电
机的无齿轮传动系统成为了电梯电力拖动系统发展的方向

本文介绍的永磁同步电机变频调速系统，基于先进的

DSP 嵌入式处理器，采用矢量控制原理，

实现了电流、速度双闭环控制，较好的实现了同步电机的低速控制、有良好的抗扰性能，满足了
无齿轮电梯电气拖动系统的要求。本文介绍了系统的硬件构成，控制方法，以及针对电梯用永磁
同步电机电气拖动系统特点实现的特殊功能，并通过现场实验测试了系统动态、静态性能，试验
证明系统达到了设计性能。

2 无齿轮传动电梯拖动系统

2.1 系统硬件结构

根据系统硬件结构，整个系统可以分为主回路和控制回路两部分部分，硬件结构构成简图如图
1 所示。

图

1 系统硬件结构简图

(1) 主回路部分：