一种磁阻式无齿电梯曳引的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁阻式无齿电梯曳引机，包括主轴，所述主轴上连接有曳引轮，所述曳引轮旁设有可脱卸盘车手轮，所述可脱卸盘车手轮所在轴的另一端连接电磁鼓式制动器，所述电磁鼓式制动器下端固定连接在机座上，所述机座的一端与前端盖连接，所述前端盖分别与调心轴承和后轴承外盖连接，所述前端盖两侧分别连接前轴承外盖和前轴承内盖，机座内设有带绕组定子铁心，所述带绕组定子铁心内腔设有转子铁心，所述机座的另一端与后端盖连接，所述后端盖分别与深沟球轴承和后轴承外盖连接，所述主轴尾端设有位置传感器。本发明有效地削弱或消除双凸极结构对开关磁阻电机带来的不利影响，降低了开关磁阻电机的振动和噪声，提高了运行的平稳性。
【专利说明】一种磁阻式无齿电梯曳引机
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于开关磁阻电动机的【技术领域】，具体涉及一种磁阻式无齿电梯曳引机。
【背景技术】
[0003]电梯曳引机的驱动电机最早采用的是直流电动机，由于其有换向装置，结构复杂，存在换向电火花，维护不方便，于上世纪80年代已陆续被淘汰。随后采用的是传统的三相交流异步单速、多速和变频调速电动机，同时配备减速机来增加驱动力矩，曳引机的结构复杂，传动效率低，维护成本高，减速机还存在漏油还会造成环境污染。为此，上世纪90年代末开始，国内外开始用交流永磁同步无齿电梯曳引机来取代交流三相异步电动机的电梯曳引机，由于其是低速大转矩直接驱动，效率高而节能，没有减速机油污污染而环保，因此发展非常迅速，以至到现在，采用交流永磁同步无齿电梯曳引机的新生产的电梯，数量已高达90%的。虽然如此，在大量实际应用的过程中，也存在诸如因稀土资源日益匮乏，永磁材料的价格迅速增长，增加了曳引机的制造成本，同时磁钢在高温下容易退磁，，如电机设计不当，将严重影响到电梯曳引机的安全可靠性，由于另部件加工精度以及磁钢本体的剩磁的不均匀性，造成转子磁极不均布，影响曳引机的运行效果等一些缺点，并日益凸现，影响它的进一步发展。
[0004]伺服型开关磁阻电动机作为一种新型的特种电动机，是集电机技术、现代电力电子技术与计算机控制技术相结合的产物。它具有无磁钢，不用减速机，成本低、效率高、结构简单坚固、容错性好、低速输出转矩高等很多优良的特点，开始为电梯从业人员所关注，采用伺服型开关磁阻式电机作为电梯曳引系统用驱动电机，已成为当前电梯行业又一个新的选择。
[0005]开关磁阻电机双凸级结构，会带来转矩的脉动和噪声，转矩波动和噪声将直接影响电梯的乘座舒适性，这两个问题以往成为了制约开关磁阻电机进入电梯行业应用领域的主要障碍。而在电梯的曳引系统中，采用低噪声振动的磁阻式无齿电梯曳引机，能有效地抑制转矩脉动及噪声，为开关磁阻电动机在电梯曳引系统中的应用起到了积极的推动作用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种磁阻式无齿电梯曳引机，将伺服型开关磁阻电动机的应用范围扩展到电梯曳引机上，成为磁阻式无齿电梯曳引机，适用于乘客电梯、家用别墅电梯以及货梯等电梯的曳引系统，为电梯提供驱动力；且由于无永磁体,解决永磁同步电机电梯曳引机现存的技术问题,如永磁材料的高温下的退磁失磁、成本增高、磁钢的不均匀性造成磁极分布的不均匀影响运行等问题。伺服型开关磁阻电机的电梯曳引机具有设计合理，结构紧凑，无永磁体，制造容易，生产工艺简单，成本低，免维护，控制简单等特点，充分发挥了开关磁阻电机起动转矩大、效率高、运行平稳以及安全可靠的特长。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种磁阻式无齿电梯曳引机，包括主轴，所述主轴上方连接有曳引轮，所述曳引轮旁设有可脱卸盘车手轮，所述可脱卸盘车手轮所在轴的另一端连接电磁鼓式制动器，所述电磁鼓式制动器下端连接有前端盖，所述前端盖下端连接调心轴承，所述前端盖两侧分别连接前轴承外盖和前轴承内盖，所述电磁鼓式制动器下端一部分固定机座上，所述机座上方外侧固定有接线盒，所述机座下方连接带绕组定子铁心，所述带绕组定子铁心下端设有转子铁心，所述机座的一端与后端盖连接，所述后端盖分别与深沟球轴承和后轴承外盖连接，所述后轴承外盖下方设有位置传感器。
[0008]优选的，所述前端盖，所述机座，所述后端盖以及定子，转子和前后轴承组成开关磁阻调速电动机，所述定子凸极的两端顶部是带外斜角结构或者转子凸极的两顶端部是圆角结构。
[0009]进一步的，所述曳引机分为内转子式和外转子式，对所述内转子式曳引机，将曳引轮、制动盘和盘车大齿轮三个零件设计整合为一个零件；对所述外转子式曳引机，则将曳引轮、制动盘、盘车大齿轮和转子凸极四个零件设计整合为一个零件。
[0010]进一步的，所述曳引机采用三相24/16极开关磁阻电动机，是双重型的开关磁阻电动机,且磁路为短磁路结构。
[0011 ] 进一步的，所述机座上采用环状周向散热筋，所述散热筋截面呈上窄下宽的形状。
[0012]进一步的，所述位置传感器采用多极旋转变压器或者高分辨率光电编码器。
[0013]进一步的，所述曳引轮设有凹槽牵引钢丝绳或者不设凹槽牵引钢丝曳引带。
[0014]进一步的，所述电磁鼓式制动器为电磁双推式鼓式制动器。
[0015]本发明的有益效果:
本发明电梯曳引机有效地削弱或消除双凸极结构对开关磁阻电机带来的不利影响，降低了开关磁阻电机的振动和噪声，提高了曳引机运行的平稳性。
[0016]开关磁阻电机效率在82% -92%，节电效果十分明显。在保证生产量一定的情况下，伺服型开关磁阻电机比普通电机节约电能约3 0%。
[0017]本电梯曳引机适用于低噪声低振动频繁正反转工况的电梯曳引系统，作为曳引电梯轿厢上下运行的驱动力。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的数据采集器的原理框图；
图2是本发明的24/16极的定子、转子磁极示意图；
图3是本发明的定子、转子凸极顶端示意图。
[0019]图中标号说明:1、主轴,2、可脱卸盘车手轮,3、曳引轮,4、前轴承外盖,5、前端盖，6、调心轴承，7、电磁鼓式制动器，8、前轴承内盖，9、机座，10、带绕组定子铁心，11、转子铁心，12、接线盒,13、后端盖,14、深沟球轴承，15、后轴承外盖,16、位置传感器。
【具体实施方式】
[0020]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0021]参照图1所示，一种磁阻式无齿电梯曳引机，包括主轴(1)，其特征在于，所述主轴
(I)前端连接有曳引轮(3)，所述曳引轮(3)旁设有可脱卸盘车手轮(2)，所述可脱卸盘车手轮(2 )所在轴的另一端连接电磁鼓式制动器(7 )，所述电磁鼓式制动器(7 )下端连接机座
(9)上,机座(9) 一端连接有前端盖(5),所述前端盖(5)内连接调心轴承(6),所述前端盖
(5)两侧分别连接前轴承外盖(4)和前轴承内盖(8)，所述机座(9)上方外侧固定有接线盒
(12)，所述机座(9)内连接带绕组定子铁心(10)，所述带绕组定子铁心(10)下端设有转子铁心(11)，所述机座(9)的另一端与后端盖(13)连接，所述后端盖(13)分别与深沟球轴承
(14)和后轴承外盖(15)连接，所述主轴(I)尾端设有位置传感器(16)。
[0022]优选的，所述前端盖5，所述机座9，所述后端盖13以及定子，转子和前后轴承组成开关磁阻调速电动机，参照图3所示，所述定子凸极的两端顶部是带外斜角结构或者转子凸极的两顶端部是圆角结构，使所述定子、所述转子磁极相遇开始重合时，减缓了气隙长度的变化速度，气隙磁场不会产生突变，电磁转矩的过渡平缓，有效抑制转矩的脉动。
[0023]优选的，双凸极的定、转子磁极间存在脉动的切向和径向磁拉力，脉动的切向磁拉力产生脉动的电磁转矩，它使转子运行不平稳，产生振动和噪声；定子受到径向磁拉力作用而产生的振动和变形是噪声的主要根源，特别当径向磁拉力的谐波频率和定子的固有频率一致时，电机的振动和噪声明显增大。
[0024]进一步的，所述曳引机的电机一相内的定子线圈，其连接方法采用全并联连接，有利于减小的转子偏心带来的影响，产生的单边磁拉力要远小于线圈全串联的连接方式，有利于减少电机运行时的振动和噪声。
[0025]进一步的，所述曳引机分为内转子式和外转子式，对所述内转子式曳引机，将曳引轮3、制动盘和盘车大齿轮三个零件设计整合为一个零件；对所述外转子式曳引机3，则将曳引轮、制动盘、盘车大齿轮和转子凸极四个零件设计整合为一个零件。
[0026]进一步的，参照图2所示，所述曳引机采用三相24/16极开关磁阻电动机，是双成型的开关磁阻电动机，且磁路为短磁路结构，磁通经相邻定、转子磁极闭合，有效减少铁心损耗和吸收定子轭中的磁动势。
[0027]进一步的，所述机座9上采用环状周向散热筋，所述散热筋截面呈上窄下宽的形状；开关磁阻电动机的振动和噪声主要来源于低阶固有频率，传统配置的轴向散热筋对低阶固有频率几乎无影响，反而会降低高阶固有频率，而环状周向散热筋既可增加机座的刚度，又可有效提升定子系统的低阶固有频率，大大地减少了电机的振动和噪声。
[0028]进一步的，所述位置传感器16采用多极旋转变压器或者高分辨率光电编码器。
[0029]进一步的，所述曳引轮3设有凹槽牵引钢丝绳或者不设凹槽牵引钢丝曳引带。
[0030]进一步的，所述电磁鼓式制动器7为电磁双推式鼓式制动器，也可以采用盘式制动式，块/板式制动器，碟式制动器等。
[0031]本发明的原理:
定子凸极由薄型导磁材料硅钢片叠压而成，采用斜槽结构，其槽内嵌有绕组，带绕组的定子压装在机座9内。转子凸极也由薄型导磁材料硅钢片叠压而成，压装在转轴上，前后轴承分别固定在转轴的左右两端，通过前端盖5和后端盖13的固定支撑，转子凸极处于定子凸极的内腔之中，转子凸极可以在定子内腔里自由转动。电磁鼓式制动器7和位置传感器16分别位于曳引机的前端和尾端，曳引轮3安装在电机的输出端，上有凹槽可以牵引钢丝绳，也可牵引钢丝曳引带。
[0032]伺服型开关磁阻电机的运行，由转子位置传感器(旋转变压器或绝对式编码器)、功率变换器和控制器共同配合来实现，控制器在得到转子的位置信息后，根据控制程序，发出改变三相定子绕组的通电顺序的指令，驱动曳引机正反转运转，实现电梯轿厢的上下运行。简而言之，当定、转子凸极位置错位时，气隙大磁阻大，定子绕组通电后，形成对转子凸极的磁拉力，使气隙变小，磁路的磁阻小，转子向磁阻小的方向转动；在此同时，驱动控制器按照一定的规律切换定子绕组的通电顺序，产生连续旋转的力矩，电机正常进行运转。
[0033]实施例:
磁阻式无齿电梯曳引机的伺服型开关磁阻电机，转子处在不同位置时，其相电感L( Θ、i)是不同的，按规律控制每相绕组的通电时刻，即可改变电流的大小及波形，产生不同的转速、转向，进入不同的运行状态。控制器位置检测是闭环的，它根据位置检测器检测到定、转子间的相对位置，按照给定的运行指令，导通相应的相绕组的开关元件。相绕组中就有电流流过，就产生磁通，转子因受到使其向磁阻最小位置运动的趋而产生的磁拉力，在此力的作用而转动，直至转子凸极转到和被其吸引的定子凸极相重合时为止。同时，控制器根据新的位置信息关断当前相，而导通下一相，转子继续向下一个平衡位置转动。这样，控制器根据位置传感器反馈的转子相应位置信息，按照一定的控制逻辑，连续不断地控制相应的主开关的导通和关断，以产生连续的同方向转矩，使转子在一定的转速下连续运行。
[0034]在伺服型开关磁阻电机通电的同时。电磁双推鼓式制动器的磁力器线圈通电，产生电磁力推动两侧的推杆，克服制动弹簧力向外运动，带动制动臂和制动瓦脱离制动盘，制动释放，电机转子能自由运动。
[0035]根据规定的使用要求，采用一定的控制策略，控制各相绕组的通断时刻以及绕组电流的大小，使磁阻式无齿电梯曳引机在调速、稳速，正反转等状态下运行。
[0036]在伺服型开关磁阻电机断电时，电机停止运转，同时磁阻式无齿电梯曳引机电磁双推鼓式制动器的磁力器线圈失电，电磁铁停止工作，在制动弹簧力的作用下，磁力器两侧的推杆向内缩进，制动臂带动制动瓦紧压在制动盘上，制动摩擦力产生的制动力矩，将制动盘紧紧抱住，电机迅速停止转动，处于制动状态，磁阻式无齿电梯曳引机停止工作。
[0037]当电梯停电或发生故障需要对困在轿厢内的乘客实施救援时，需要进行手动紧急操作，即“人工盘车”。盘车时须同时进行制动器的人工开闸操作，使其保持松闸的制动释放状态,盘车操作时将小齿轮和大齿轮相啮合,用手转动手轮盘,带动大齿轮和转子转动，就可使轿厢上下移动。通过盘车将轿厢移动到平层位置。不盘车时小齿轮轴和盘车手轮均取下，安放在指定的位置上，随时等待取用。
[0038]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种磁阻式无齿电梯曳引机，包括主轴(I )，其特征在于，所述主轴(I)前端连接有曳引轮(3 )，所述曳引轮(3 )旁设有可脱卸盘车手轮(2 )，所述可脱卸盘车手轮(2 )所在轴的另一端连接电磁鼓式制动器(7 )，所述电磁鼓式制动器(7 )下端连接机座(9 )上，机座(9 ) 一端连接有前端盖(5)，所述前端盖(5)内连接调心轴承(6)，所述前端盖(5)两侧分别连接前轴承外盖(4)和前轴承内盖(8)，所述机座(9)上方外侧固定有接线盒(12),所述机座(9)内连接带绕组定子铁心(10)，所述带绕组定子铁心(10)下端设有转子铁心(11 )，所述机座(9)的另一端与后端盖(13)连接,所述后端盖(13)分别与深沟球轴承(14)和后轴承外盖(15 )连接，所述主轴(I)尾端设有位置传感器(16 )。
2.根据权利要求1所述的磁阻式无齿电梯曳引机，其特征在于，所述前端盖(5)，所述机座(9)，所述后端盖(13)以及定子，转子和前后轴承组成开关磁阻调速电动机，所述定子凸极的两端顶部是带外斜角结构或者转子凸极的两顶端部是圆角结构。
3.根据权利要求1所述的磁阻式无齿电梯曳引机，其特征在于，所述曳引机分为内转子式和外转子式，对所述内转子式曳引机，将所述曳引轮(3)、制动盘和盘车大齿轮三个零件设计整合为一个零件；对所述外转子式曳引机，则所述将曳引轮(3)、制动盘、盘车大齿轮和转子凸极四个零件设计整合为一个零件。
4.根据权利要求1所述的磁阻式无齿电梯曳引机，其特征在于，所述曳引机采用三相24/16极开关磁阻电动机，是双重型的开关磁阻电动机，且磁路为短磁路结构。
5.根据权利要求1所述的磁阻式无齿电梯曳引机，其特征在于，所述机座(9)上采用环状周向散热筋，所述散热筋截面呈上窄下宽的形状。
6.根据权利要求1所述的磁阻式无齿电梯曳引机，其特征在于，所述位置传感器(16)采用多极旋转变压器或者高分辨率光电编码器。
7.根据权利要求1所述的磁阻式无齿电梯曳引机，其特征在于，所述曳引轮(3)设有凹槽牵引钢丝绳或者不设凹槽牵引钢丝曳引带。
8.根据权利要求1所述的磁阻式无齿电梯曳引机，其特征在于，所述电磁鼓式制动器(7)为电磁双推式鼓式制动器。
【文档编号】B66B11/04GK104150330SQ201410362081
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】任寿萱 申请人:苏州发源地科技发展有限公司