Conception de moteur PMSM pour les systèmes de traction d'ascenseur

1. Présentation

Moteurs synchrones à aimant permanent (PMSM) sont de plus en plus utilisés dans les systèmes de traction d'ascenseurs en raison de leur rendement élevé, de leur taille compacte et de leurs performances de couple supérieures. Contrairement aux moteurs à induction traditionnels, les PMSM offrent un contrôle précis de la vitesse, des économies d'énergie et un fonctionnement plus fluide, ce qui les rend idéaux pour les applications d'ascenseurs modernes.

2. Considérations clés en matière de conception pour les PMSM de traction d'ascenseur

A. Conception électromagnétique

• Sélection d'aimant permanent (PM)

► Aimants aux terres rares (par exemple NdFeB) pour une densité de flux magnétique élevée.

► Disposition optimisée des aimants (SPM ou IPM) pour la réduction de l'ondulation du couple.

• Configuration de l'enroulement du stator

► Enroulements distribués pour une sortie de couple plus fluide.

► Facteur de remplissage élevé pour améliorer la densité de puissance.

• Optimisation de l'entrefer

► Entrefer minimisé pour améliorer l'efficacité du couplage magnétique.

B. Gestion thermique

• Méthodes de refroidissement

► Convection naturelle (pour ascenseurs de faible puissance).

► Refroidissement air/liquide forcé (pour ascenseurs à grande vitesse et à charges lourdes).

• Matériaux résistants à la température

► Isolation de haute qualité (Classe H ou F) pour la protection des enroulements.

► Aimants résistants à la chaleur pour éviter la démagnétisation.

C. Conception structurelle et mécanique

• Construction du rotor

► Aimant permanent intérieur (IPM) pour une robustesse et un fonctionnement à grande vitesse.

► PM monté en surface (SPM) pour plus de simplicité et de rentabilité.

• Conception des roulements et des arbres

► Roulements de haute précision pour un minimum de vibrations.

► Arbre renforcé pour supporter les charges dynamiques.

D. Intégration du système de contrôle et d'entraînement

• Contrôle orienté champ (FOC)

► Assure une régulation fluide du couple et de la vitesse.

► Réduit le bruit et les secousses lors des démarrages/arrêts de l'ascenseur.

• Freinage régénératif

► Récupère l'énergie pendant la descente, améliorant ainsi l'efficacité.

• Contrôle sans capteur (en option)

► Élimine la dépendance à l'encodeur pour réduire la maintenance.

3. Avantages du PMSM dans la traction des ascenseurs

Moteur à induction traditionnel comme suit :

Traditionnel Moteur à induction avec réducteur comme suit :

Moteur de traction PMSM Avantage : Entraînement direct sans vis sans fin. Plus haute efficacité. Tableau comparatif ci-dessous :

4. Application dans les systèmes d'ascenseurs modernes

♦ Ascenseurs à grande vitesse (>5 m/s) – Nécessitent un couple élevé et une réponse dynamique.

♦ Ascenseurs sans salle de machines (MRL) – Le PMSM compact s'adapte aux espaces restreints.

♦ Bâtiments économes en énergie – Le freinage régénératif réduit la consommation d'énergie du réseau.

♦ Ascenseurs intelligents – Les PMSM compatibles IoT permettent une maintenance prédictive.

5. Défis et tendances futures

• Coût des aimants de terres rares → Développement de PMSM à base de ferrite.

• Dissipation thermique dans les scénarios de charge élevée → Techniques avancées de refroidissement liquide.

• Intégration avec la maintenance prédictive basée sur l'IA → Surveillance de la santé du moteur en temps réel.

Avec les progrès dans science des matériaux et algorithmes de contrôle moteur, les PMSM sont sur le point de dominer le secteur des ascenseurs, offrant une efficacité, une fiabilité et une durabilité accrues. Souhaitez-vous approfondir un aspect spécifique (par exemple, les algorithmes de contrôle, l’optimisation des aimants) ? Contactez notre équipe d’ingénieurs PMSM dès maintenant.