永磁同步電機基礎知識
用手轉動永磁同步電機，相當於將電動機反過來當發電機用，而短接繞組相當於為發電機加了一個巨大的負載 所以此時是拖不動的。也可以這麼理解，因為短接後線圈閉合 轉動轉軸會使通過閉合線圈的磁通量發生變化 線圈會產生電流阻礙這種變化的發生，即產生力矩阻礙繞組轉動。
近幾年來，隨著無機房、小機房電梯的廣泛應用，永磁同步電動機的無齒輪傳動成為目前電梯行業的技術發展主要趨勢。無齒輪傳動電梯由電動機的輸出軸直接與主機的曳引輪連接，不需要齒輪減速或其它減速機構，直接驅動電梯運行。這種傳動方式具有傳動效率高、噪音低、機械結構簡單等特點，是電梯眾多曳引傳動方式中最佳方案。目前，大多數電梯產品都採用了變頻驅動的方式，由傳統的有齒輪傳動電梯到永磁同步電動機的無齒輪傳動電梯，在變頻控制方面有那些不同和要求，這正是本文要討論的問題。
永磁同步電動機的特點（1）永磁同步電機的電磁轉矩比同容量的普通交、直流電動機大
忽略了附加轉矩後，永磁同步電動機的電磁轉矩表達式為:
（1）上式的反電勢E0為:
（2）從式（1）、（2）可見，T與φ即與B成正比，而永磁同步電動機的轉子磁極採用高性能、低價格的釹鐵硼（NdFeB）稀土永磁材料製成，這種材料在室溫下的剩餘磁感應強度高達1.47T，最大磁能積達397.9KJ/m2，比普通電機的B大得多，因而其輸出轉矩要大得多。
（2）效率和功率因數高
該電機不需要無功勵磁電流，可顯著提高功率因數（可高達1），並減少了定子電流和定子電阻損耗。在電機穩定工作時，轉子和定子磁場同步運行，轉子無感應電流，也就不存在轉子電阻損耗，兩者使電動機效率提高2%～8%，而且該電機負載率（P2/PN）在25%～120%範圍內均可保持較高的效率和功率因數，使輕載運行時節能效果更顯著。
由於異步電動機轉子繞組要從電網吸收部分電能勵磁，使得電機得效率及功率因數較低，尤其電機在負載率小於50%時，兩者都大幅度下降。
（3）永磁同步電動機轉子無電流流過，定子繞組中較小或幾乎不存在無功電流，使電動機溫升低，延長了電機使用壽命。
綜上所述，雖然採用了高性能的永磁材料，使電機的成本有所提高，但是消除了減速機構後，減低了機械製造成本，同時由於電動機效率及傳動效率的提高，使得電梯的變頻調速裝置容量大為減少。例如，有齒輪傳動的速度為2m/s，載重1000kg的電梯，需要變頻器的容量為22kW，採用永磁同步電動機無齒輪驅動的同樣電梯，變頻器的容量為15kW。
（1）由於是無齒輪減速直接曳引，電動機的響應變化將通過鋼絲繩直接作用在電梯轎廂上，因此為考慮電梯的振動、舒適感等指標，需要設計控制精度高，響應速度快的高性能變頻調速控制器。特別是電流環的檢測精度和計算響應的速度。
（2）旋轉編碼器在永磁同步電動機的控制系統，編碼器除了反饋電動機的轉速，還需要檢測電動機的磁極位置，所以編碼器需要能夠反饋磁極位置信號。另外，無齒輪曳引方式，電動機轉速較低，因此要求編碼器的解析度更高，一般要求在4096C/T以上才能使系統有良好的控制性能。所以這種電梯系統一般會選用絕對值或正、餘弦的高性能旋轉編碼器。而目前一般的變頻器標準配置為A、B相的增量式旋轉編碼器，這就要求在變頻器的設計中要考慮新的旋轉編碼器的接口和應用設計
（3）與交流異步電動機比較，永磁同步電動機在額定頻率下並不能自起動，需要在變頻器驅動下起動。這是因為永磁同步電動機的轉子是永磁體，其轉子磁場是恆定的，所以定子磁場的產生需要配合轉子磁場磁極的位置，以產生電動機運轉所需要的轉矩。因此在永磁同步電動機的電梯系統中，變頻器需要設計有通過編碼器反饋檢測磁極位置信號，並根據磁極位置、電動機的轉速、所須轉矩等產生定子旋轉磁場的功能。
（4）在目前的系統中，對永磁同步電動機的磁極檢測，在變頻器的設計上，需要對變頻器參數進行初始化設定。很多時變頻器需要對電動機進行空載運轉來作設定，但是對於電梯產品，當一臺電梯安裝完成後，這是電動機上已經掛上了轎廂、對重等負載，再進行空載運轉來作磁極位置初始化設定並不實際，所以在這種電梯系統中，變頻器需要有不需空載運轉來作磁極位置初始化設定的功能。
（5）為了保證在各種負載條件下電梯都獲得較好的起動特性和制動特性，在無齒輪曳引驅動控制系統中設置負載檢測裝置是十分必要的。在系統中，由於如前所述，採用絕對值或正、餘弦的高性能旋轉編碼器，變頻器的設計可以利用旋轉編碼器的性能，在電梯起動瞬間，計算出需要補償的力矩，並補償進輸出力矩上，從而達到平穩起動。這需要變頻器在信號檢測精度、抗幹擾能力和計算響應速度上都有一定程度的提高。
（6）考慮到無齒輪曳引，需要低速大轉矩，因此電動機要採用多極數的設計，一般都在20極以上，甚至有40及或更高的。所以電梯用的變頻器比以前需要能適應更高電動機極數的要求。
（7）噪音傳統的電梯系統，由於採用的是有齒輪減速箱的傳動方式，所以電梯機房的噪音一般是以齒輪箱的噪音為主。而採用永磁同步電動機的無齒輪傳動的電梯，由於沒有了齒輪減速箱，電動機的電磁噪音就成了電梯機房噪音的主要成分。所以系統對變頻器在電動機噪音抑制方面也提出了更高的要求。
（8）保護一般的變頻調速電梯，其變頻器的設計在對自身的保護和對系統及安全方面的保護都作了不少的考慮，但是對於永磁同步電動機的無齒輪傳動的電梯，在傳統系統的基礎上，還需要根據無齒輪傳動的特點以及永磁同步電動機的特點，在電梯的安全性方面進行新的設計。如對電動機可能因磁極位置檢測錯誤而發生的失速動作進行保護，這需要變頻器有專門的設計，同時有更高的檢測和計算速度。
（9）能量回饋電梯作為垂直運輸的交通工具，其特點決定其運行過程中必然存在電動和發電兩種狀態。傳統的電梯變頻器在設計上，一般是將電梯在發電狀態運行時反饋的能量通過電阻消耗掉。一方面，變頻器這樣的設計會比較簡單，成本較低；另一方面，傳統的電梯採用有齒輪減速箱的傳動方式，效率較低，所以反饋的能量也較少。但是採用永磁同步電動機的無齒輪傳動的電梯，由於沒有齒輪減速箱，效率提高了，所以反饋的能量也相應增加了不少。如果還是採用傳統的方法，通過電阻消耗，一個是電阻的功率、體積和成本都大幅提高，另一個在能源緊缺的今天，也不符合節能環保的趨勢。因此在永磁同步電動機的無齒輪傳動的電梯系統中，變頻器的設計需要有能量回饋的功能，將這些反饋的能量通過變頻器回饋到電網。
GB7588-2003明確規定，如果包閘是直接作用與曳引輪上的可以不增設上行超速保護裝置，因為永磁同步曳引機包括無齒輪曳引機的包閘是直接作用與曳引輪的軸上的，所以只要符合上述條件都可以不需要上行超速保護裝置。
永磁同步電機在失電且進線短接的情況下，會發電制動，既是你將抱閘完全打開，電機也只能朝較輕的的一邊慢慢遛車。
永磁同步電機在電梯的設計、生產中，得以開發利用，較高地提高了電梯曳引系統安全性和可靠性。當曳引機制動失靈或其它故障引起電梯向上行方向溜車，乃至飛車時，它具有安全保護作用，滿足我國技術標準GB7588—2003（電梯製造與安裝安全規範》9．10轎廂上行超速保護裝置的要求。使用永磁同步曳引電機的電梯，在失電視又解除其長必出點將電動機電樞繞組短截（或串接可調電阻器後短接），當出現超速（不論上行、下行）故障時，控制系統檢測到超速信號，立即切斷控制器供電迴路，並將電動機電樞繞組短接（或串聯可調電阻器後短接）。這時，靜止的繞組切割旋轉的永磁體產生的磁場而感應出電動勢，在閉合的電樞繞組迴路中引起電流，該電流在磁場作用下引起力矩，企圖帶動電樞繞組隨磁極一起旋轉；同時，該轉矩受反力矩則作用在轉子磁極上，力圖使轉子隨定子電樞繞組一起停止下來，是一個制動轉矩。該過程類似於直流電機的能耗制動，從而實現了防墜落防飛車（制動轉矩可通過電阻器調節使溜車速度可控）。永磁體和閉合的電樞繞組相互作用，產生停車自閉這種非接觸雙向保護，大大增加了電梯的安全性和可靠性，特別減小了各類超高速電梯的安全鉗鍥塊在高速動作時因高溫損毀所引起的安全風險。
由於無齒輪曳引機的曳引輪與電動機同軸，通常曳引輪與制動輪同體，因此，採用永磁同步無齒輪曳引電機技術，可不設上行超速保護系統，在電梯驗收檢驗中當然也就可以不作要求。
另外，同步電機可以通過向電樞繞組供直流電來實現帶負載零速停車，從而可以真正做到無須抱閘的機械制動，實現電氣的零速停車。這樣可防止由於抱閘失靈造成溜車的故障，進一步提高系統的可靠性。
在電梯的設計、生產中，開發應用永磁同步電機，作為電梯的曳引電機，是一種技術的進步。其優點主要表現在：結構簡單緊湊，少維護；安全可靠性高；對環境的噪聲汙染低、無油脂汙染，並能提高電力功率因素，是理想的環保產品；提高機械傳動效率，使用節能、經濟，具有較高的性價比；與交流無齒輪異步電動機驅動系統相比，低速性、快速性、硬機械特性和停車自閉等優點，是異步電動機所無法相比的；與直流無齒輪電動機驅動系統相比，具有更高的低速性能、調速精度、快速響應性能，且壽命長、耗電少、維護簡單；此外，還易於實現低轉速、大轉矩的電梯理想驅動模型。
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