一種磁阻式無齒電梯曳引的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁阻式無齒電梯曳引機，包括主軸，所述主軸上連接有曳引輪，所述曳引輪旁設有可脫卸盤車手輪，所述可脫卸盤車手輪所在軸的另一端連接電磁鼓式制動器，所述電磁鼓式制動器下端固定連接在機座上，所述機座的一端與前端蓋連接，所述前端蓋分別與調(diào)心軸承和后軸承外蓋連接，所述前端蓋兩側(cè)分別連接前軸承外蓋和前軸承內(nèi)蓋，機座內(nèi)設有帶繞組定子鐵心，所述帶繞組定子鐵心內(nèi)腔設有轉(zhuǎn)子鐵心，所述機座的另一端與后端蓋連接，所述后端蓋分別與深溝球軸承和后軸承外蓋連接，所述主軸尾端設有位置傳感器。本發(fā)明有效地削弱或消除雙凸極結(jié)構對開關磁阻電機帶來的不利影響，降低了開關磁阻電機的振動和噪聲，提高了運行的平穩(wěn)性。
【專利說明】一種磁阻式無齒電梯曳引機
[0001]

【技術領域】
[0002]本發(fā)明屬于開關磁阻電動機的【技術領域】，具體涉及一種磁阻式無齒電梯曳引機。

【背景技術】
[0003]電梯曳引機的驅(qū)動電機最早采用的是直流電動機，由于其有換向裝置，結(jié)構復雜，存在換向電火花，維護不方便，于上世紀80年代已陸續(xù)被淘汰。隨后采用的是傳統(tǒng)的三相交流異步單速、多速和變頻調(diào)速電動機，同時配備減速機來增加驅(qū)動力矩，曳引機的結(jié)構復雜，傳動效率低，維護成本高，減速機還存在漏油還會造成環(huán)境污染。為此，上世紀90年代末開始，國內(nèi)外開始用交流永磁同步無齒電梯曳引機來取代交流三相異步電動機的電梯曳引機，由于其是低速大轉(zhuǎn)矩直接驅(qū)動，效率高而節(jié)能，沒有減速機油污污染而環(huán)保，因此發(fā)展非常迅速，以至到現(xiàn)在，采用交流永磁同步無齒電梯曳引機的新生產(chǎn)的電梯，數(shù)量已高達90%的。雖然如此，在大量實際應用的過程中，也存在諸如因稀土資源日益匱乏，永磁材料的價格迅速增長，增加了曳引機的制造成本，同時磁鋼在高溫下容易退磁，，如電機設計不當，將嚴重影響到電梯曳引機的安全可靠性，由于另部件加工精度以及磁鋼本體的剩磁的不均勻性，造成轉(zhuǎn)子磁極不均布，影響曳引機的運行效果等一些缺點，并日益凸現(xiàn)，影響它的進一步發(fā)展。
[0004]伺服型開關磁阻電動機作為一種新型的特種電動機，是集電機技術、現(xiàn)代電力電子技術與計算機控制技術相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有無磁鋼，不用減速機，成本低、效率高、結(jié)構簡單堅固、容錯性好、低速輸出轉(zhuǎn)矩高等很多優(yōu)良的特點，開始為電梯從業(yè)人員所關注，采用伺服型開關磁阻式電機作為電梯曳引系統(tǒng)用驅(qū)動電機，已成為當前電梯行業(yè)又一個新的選擇。
[0005]開關磁阻電機雙凸級結(jié)構，會帶來轉(zhuǎn)矩的脈動和噪聲，轉(zhuǎn)矩波動和噪聲將直接影響電梯的乘座舒適性，這兩個問題以往成為了制約開關磁阻電機進入電梯行業(yè)應用領域的主要障礙。而在電梯的曳引系統(tǒng)中，采用低噪聲振動的磁阻式無齒電梯曳引機，能有效地抑制轉(zhuǎn)矩脈動及噪聲，為開關磁阻電動機在電梯曳引系統(tǒng)中的應用起到了積極的推動作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種磁阻式無齒電梯曳引機，將伺服型開關磁阻電動機的應用范圍擴展到電梯曳引機上，成為磁阻式無齒電梯曳引機，適用于乘客電梯、家用別墅電梯以及貨梯等電梯的曳引系統(tǒng)，為電梯提供驅(qū)動力；且由于無永磁體,解決永磁同步電機電梯曳引機現(xiàn)存的技術問題,如永磁材料的高溫下的退磁失磁、成本增高、磁鋼的不均勻性造成磁極分布的不均勻影響運行等問題。伺服型開關磁阻電機的電梯曳引機具有設計合理，結(jié)構緊湊，無永磁體，制造容易，生產(chǎn)工藝簡單，成本低，免維護，控制簡單等特點，充分發(fā)揮了開關磁阻電機起動轉(zhuǎn)矩大、效率高、運行平穩(wěn)以及安全可靠的特長。
[0007]為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
一種磁阻式無齒電梯曳引機，包括主軸，所述主軸上方連接有曳引輪，所述曳引輪旁設有可脫卸盤車手輪，所述可脫卸盤車手輪所在軸的另一端連接電磁鼓式制動器，所述電磁鼓式制動器下端連接有前端蓋，所述前端蓋下端連接調(diào)心軸承，所述前端蓋兩側(cè)分別連接前軸承外蓋和前軸承內(nèi)蓋，所述電磁鼓式制動器下端一部分固定機座上，所述機座上方外側(cè)固定有接線盒，所述機座下方連接帶繞組定子鐵心，所述帶繞組定子鐵心下端設有轉(zhuǎn)子鐵心，所述機座的一端與后端蓋連接，所述后端蓋分別與深溝球軸承和后軸承外蓋連接，所述后軸承外蓋下方設有位置傳感器。
[0008]優(yōu)選的，所述前端蓋，所述機座，所述后端蓋以及定子，轉(zhuǎn)子和前后軸承組成開關磁阻調(diào)速電動機，所述定子凸極的兩端頂部是帶外斜角結(jié)構或者轉(zhuǎn)子凸極的兩頂端部是圓角結(jié)構。
[0009]進一步的，所述曳引機分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式，對所述內(nèi)轉(zhuǎn)子式曳引機，將曳引輪、制動盤和盤車大齒輪三個零件設計整合為一個零件；對所述外轉(zhuǎn)子式曳引機，則將曳引輪、制動盤、盤車大齒輪和轉(zhuǎn)子凸極四個零件設計整合為一個零件。
[0010]進一步的，所述曳引機采用三相24/16極開關磁阻電動機，是雙重型的開關磁阻電動機,且磁路為短磁路結(jié)構。
[0011 ] 進一步的，所述機座上采用環(huán)狀周向散熱筋，所述散熱筋截面呈上窄下寬的形狀。
[0012]進一步的，所述位置傳感器采用多極旋轉(zhuǎn)變壓器或者高分辨率光電編碼器。
[0013]進一步的，所述曳引輪設有凹槽牽引鋼絲繩或者不設凹槽牽引鋼絲曳引帶。
[0014]進一步的，所述電磁鼓式制動器為電磁雙推式鼓式制動器。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明電梯曳引機有效地削弱或消除雙凸極結(jié)構對開關磁阻電機帶來的不利影響，降低了開關磁阻電機的振動和噪聲，提高了曳引機運行的平穩(wěn)性。
[0016]開關磁阻電機效率在82% -92%，節(jié)電效果十分明顯。在保證生產(chǎn)量一定的情況下，伺服型開關磁阻電機比普通電機節(jié)約電能約3 0%。
[0017]本電梯曳引機適用于低噪聲低振動頻繁正反轉(zhuǎn)工況的電梯曳引系統(tǒng)，作為曳引電梯轎廂上下運行的驅(qū)動力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集器的原理框圖；
圖2是本發(fā)明的24/16極的定子、轉(zhuǎn)子磁極示意圖；
圖3是本發(fā)明的定子、轉(zhuǎn)子凸極頂端示意圖。
[0019]圖中標號說明:1、主軸,2、可脫卸盤車手輪,3、曳引輪,4、前軸承外蓋,5、前端蓋，6、調(diào)心軸承，7、電磁鼓式制動器，8、前軸承內(nèi)蓋，9、機座，10、帶繞組定子鐵心，11、轉(zhuǎn)子鐵心，12、接線盒,13、后端蓋,14、深溝球軸承，15、后軸承外蓋,16、位置傳感器。

【具體實施方式】
[0020]下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細說明本發(fā)明。
[0021]參照圖1所示，一種磁阻式無齒電梯曳引機，包括主軸(1)，其特征在于，所述主軸
(I)前端連接有曳引輪(3)，所述曳引輪(3)旁設有可脫卸盤車手輪(2)，所述可脫卸盤車手輪(2 )所在軸的另一端連接電磁鼓式制動器(7 )，所述電磁鼓式制動器(7 )下端連接機座
(9)上,機座(9) 一端連接有前端蓋(5),所述前端蓋(5)內(nèi)連接調(diào)心軸承(6),所述前端蓋
(5)兩側(cè)分別連接前軸承外蓋(4)和前軸承內(nèi)蓋(8)，所述機座(9)上方外側(cè)固定有接線盒
(12)，所述機座(9)內(nèi)連接帶繞組定子鐵心(10)，所述帶繞組定子鐵心(10)下端設有轉(zhuǎn)子鐵心(11)，所述機座(9)的另一端與后端蓋(13)連接，所述后端蓋(13)分別與深溝球軸承
(14)和后軸承外蓋(15)連接，所述主軸(I)尾端設有位置傳感器(16)。
[0022]優(yōu)選的，所述前端蓋5，所述機座9，所述后端蓋13以及定子，轉(zhuǎn)子和前后軸承組成開關磁阻調(diào)速電動機，參照圖3所示，所述定子凸極的兩端頂部是帶外斜角結(jié)構或者轉(zhuǎn)子凸極的兩頂端部是圓角結(jié)構，使所述定子、所述轉(zhuǎn)子磁極相遇開始重合時，減緩了氣隙長度的變化速度，氣隙磁場不會產(chǎn)生突變，電磁轉(zhuǎn)矩的過渡平緩，有效抑制轉(zhuǎn)矩的脈動。
[0023]優(yōu)選的，雙凸極的定、轉(zhuǎn)子磁極間存在脈動的切向和徑向磁拉力，脈動的切向磁拉力產(chǎn)生脈動的電磁轉(zhuǎn)矩，它使轉(zhuǎn)子運行不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動和噪聲；定子受到徑向磁拉力作用而產(chǎn)生的振動和變形是噪聲的主要根源，特別當徑向磁拉力的諧波頻率和定子的固有頻率一致時，電機的振動和噪聲明顯增大。
[0024]進一步的，所述曳引機的電機一相內(nèi)的定子線圈，其連接方法采用全并聯(lián)連接，有利于減小的轉(zhuǎn)子偏心帶來的影響，產(chǎn)生的單邊磁拉力要遠小于線圈全串聯(lián)的連接方式，有利于減少電機運行時的振動和噪聲。
[0025]進一步的，所述曳引機分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式，對所述內(nèi)轉(zhuǎn)子式曳引機，將曳引輪3、制動盤和盤車大齒輪三個零件設計整合為一個零件；對所述外轉(zhuǎn)子式曳引機3，則將曳引輪、制動盤、盤車大齒輪和轉(zhuǎn)子凸極四個零件設計整合為一個零件。
[0026]進一步的，參照圖2所示，所述曳引機采用三相24/16極開關磁阻電動機，是雙成型的開關磁阻電動機，且磁路為短磁路結(jié)構，磁通經(jīng)相鄰定、轉(zhuǎn)子磁極閉合，有效減少鐵心損耗和吸收定子軛中的磁動勢。
[0027]進一步的，所述機座9上采用環(huán)狀周向散熱筋，所述散熱筋截面呈上窄下寬的形狀；開關磁阻電動機的振動和噪聲主要來源于低階固有頻率，傳統(tǒng)配置的軸向散熱筋對低階固有頻率幾乎無影響，反而會降低高階固有頻率，而環(huán)狀周向散熱筋既可增加機座的剛度，又可有效提升定子系統(tǒng)的低階固有頻率，大大地減少了電機的振動和噪聲。
[0028]進一步的，所述位置傳感器16采用多極旋轉(zhuǎn)變壓器或者高分辨率光電編碼器。
[0029]進一步的，所述曳引輪3設有凹槽牽引鋼絲繩或者不設凹槽牽引鋼絲曳引帶。
[0030]進一步的，所述電磁鼓式制動器7為電磁雙推式鼓式制動器，也可以采用盤式制動式，塊/板式制動器，碟式制動器等。
[0031]本發(fā)明的原理:
定子凸極由薄型導磁材料硅鋼片疊壓而成，采用斜槽結(jié)構，其槽內(nèi)嵌有繞組，帶繞組的定子壓裝在機座9內(nèi)。轉(zhuǎn)子凸極也由薄型導磁材料硅鋼片疊壓而成，壓裝在轉(zhuǎn)軸上，前后軸承分別固定在轉(zhuǎn)軸的左右兩端，通過前端蓋5和后端蓋13的固定支撐，轉(zhuǎn)子凸極處于定子凸極的內(nèi)腔之中，轉(zhuǎn)子凸極可以在定子內(nèi)腔里自由轉(zhuǎn)動。電磁鼓式制動器7和位置傳感器16分別位于曳引機的前端和尾端，曳引輪3安裝在電機的輸出端，上有凹槽可以牽引鋼絲繩，也可牽引鋼絲曳引帶。
[0032]伺服型開關磁阻電機的運行，由轉(zhuǎn)子位置傳感器(旋轉(zhuǎn)變壓器或絕對式編碼器)、功率變換器和控制器共同配合來實現(xiàn)，控制器在得到轉(zhuǎn)子的位置信息后，根據(jù)控制程序，發(fā)出改變?nèi)喽ㄗ永@組的通電順序的指令，驅(qū)動曳引機正反轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電梯轎廂的上下運行。簡而言之，當定、轉(zhuǎn)子凸極位置錯位時，氣隙大磁阻大，定子繞組通電后，形成對轉(zhuǎn)子凸極的磁拉力，使氣隙變小，磁路的磁阻小，轉(zhuǎn)子向磁阻小的方向轉(zhuǎn)動；在此同時，驅(qū)動控制器按照一定的規(guī)律切換定子繞組的通電順序，產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)的力矩，電機正常進行運轉(zhuǎn)。
[0033]實施例:
磁阻式無齒電梯曳引機的伺服型開關磁阻電機，轉(zhuǎn)子處在不同位置時，其相電感L( Θ、i)是不同的，按規(guī)律控制每相繞組的通電時刻，即可改變電流的大小及波形，產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，進入不同的運行狀態(tài)?？刂破魑恢脵z測是閉環(huán)的，它根據(jù)位置檢測器檢測到定、轉(zhuǎn)子間的相對位置，按照給定的運行指令，導通相應的相繞組的開關元件。相繞組中就有電流流過，就產(chǎn)生磁通，轉(zhuǎn)子因受到使其向磁阻最小位置運動的趨而產(chǎn)生的磁拉力，在此力的作用而轉(zhuǎn)動，直至轉(zhuǎn)子凸極轉(zhuǎn)到和被其吸引的定子凸極相重合時為止。同時，控制器根據(jù)新的位置信息關斷當前相，而導通下一相，轉(zhuǎn)子繼續(xù)向下一個平衡位置轉(zhuǎn)動。這樣，控制器根據(jù)位置傳感器反饋的轉(zhuǎn)子相應位置信息，按照一定的控制邏輯，連續(xù)不斷地控制相應的主開關的導通和關斷，以產(chǎn)生連續(xù)的同方向轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子在一定的轉(zhuǎn)速下連續(xù)運行。
[0034]在伺服型開關磁阻電機通電的同時。電磁雙推鼓式制動器的磁力器線圈通電，產(chǎn)生電磁力推動兩側(cè)的推桿，克服制動彈簧力向外運動，帶動制動臂和制動瓦脫離制動盤，制動釋放，電機轉(zhuǎn)子能自由運動。
[0035]根據(jù)規(guī)定的使用要求，采用一定的控制策略，控制各相繞組的通斷時刻以及繞組電流的大小，使磁阻式無齒電梯曳引機在調(diào)速、穩(wěn)速，正反轉(zhuǎn)等狀態(tài)下運行。
[0036]在伺服型開關磁阻電機斷電時，電機停止運轉(zhuǎn)，同時磁阻式無齒電梯曳引機電磁雙推鼓式制動器的磁力器線圈失電，電磁鐵停止工作，在制動彈簧力的作用下，磁力器兩側(cè)的推桿向內(nèi)縮進，制動臂帶動制動瓦緊壓在制動盤上，制動摩擦力產(chǎn)生的制動力矩，將制動盤緊緊抱住，電機迅速停止轉(zhuǎn)動，處于制動狀態(tài)，磁阻式無齒電梯曳引機停止工作。
[0037]當電梯停電或發(fā)生故障需要對困在轎廂內(nèi)的乘客實施救援時，需要進行手動緊急操作，即“人工盤車”。盤車時須同時進行制動器的人工開閘操作，使其保持松閘的制動釋放狀態(tài),盤車操作時將小齒輪和大齒輪相嚙合,用手轉(zhuǎn)動手輪盤,帶動大齒輪和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，就可使轎廂上下移動。通過盤車將轎廂移動到平層位置。不盤車時小齒輪軸和盤車手輪均取下，安放在指定的位置上，隨時等待取用。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種磁阻式無齒電梯曳引機，包括主軸(I )，其特征在于，所述主軸(I)前端連接有曳引輪(3 )，所述曳引輪(3 )旁設有可脫卸盤車手輪(2 )，所述可脫卸盤車手輪(2 )所在軸的另一端連接電磁鼓式制動器(7 )，所述電磁鼓式制動器(7 )下端連接機座(9 )上，機座(9 ) 一端連接有前端蓋(5)，所述前端蓋(5)內(nèi)連接調(diào)心軸承(6)，所述前端蓋(5)兩側(cè)分別連接前軸承外蓋(4)和前軸承內(nèi)蓋(8)，所述機座(9)上方外側(cè)固定有接線盒(12),所述機座(9)內(nèi)連接帶繞組定子鐵心(10)，所述帶繞組定子鐵心(10)下端設有轉(zhuǎn)子鐵心(11 )，所述機座(9)的另一端與后端蓋(13)連接,所述后端蓋(13)分別與深溝球軸承(14)和后軸承外蓋(15 )連接，所述主軸(I)尾端設有位置傳感器(16 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁阻式無齒電梯曳引機，其特征在于，所述前端蓋(5)，所述機座(9)，所述后端蓋(13)以及定子，轉(zhuǎn)子和前后軸承組成開關磁阻調(diào)速電動機，所述定子凸極的兩端頂部是帶外斜角結(jié)構或者轉(zhuǎn)子凸極的兩頂端部是圓角結(jié)構。
3.根據(jù)權利要求1所述的磁阻式無齒電梯曳引機，其特征在于，所述曳引機分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式，對所述內(nèi)轉(zhuǎn)子式曳引機，將所述曳引輪(3)、制動盤和盤車大齒輪三個零件設計整合為一個零件；對所述外轉(zhuǎn)子式曳引機，則所述將曳引輪(3)、制動盤、盤車大齒輪和轉(zhuǎn)子凸極四個零件設計整合為一個零件。
4.根據(jù)權利要求1所述的磁阻式無齒電梯曳引機，其特征在于，所述曳引機采用三相24/16極開關磁阻電動機，是雙重型的開關磁阻電動機，且磁路為短磁路結(jié)構。
5.根據(jù)權利要求1所述的磁阻式無齒電梯曳引機，其特征在于，所述機座(9)上采用環(huán)狀周向散熱筋，所述散熱筋截面呈上窄下寬的形狀。
6.根據(jù)權利要求1所述的磁阻式無齒電梯曳引機，其特征在于，所述位置傳感器(16)采用多極旋轉(zhuǎn)變壓器或者高分辨率光電編碼器。
7.根據(jù)權利要求1所述的磁阻式無齒電梯曳引機，其特征在于，所述曳引輪(3)設有凹槽牽引鋼絲繩或者不設凹槽牽引鋼絲曳引帶。
8.根據(jù)權利要求1所述的磁阻式無齒電梯曳引機，其特征在于，所述電磁鼓式制動器(7)為電磁雙推式鼓式制動器。
【文檔編號】B66B11/04GK104150330SQ201410362081
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權日:2014年7月28日
【發(fā)明者】任壽萱 申請人:蘇州發(fā)源地科技發(fā)展有限公司