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具有低速大轉矩特性的無齒輪永磁同步曳引機以其節(jié)省能源、體積小、低速運行平穩(wěn)、噪聲低、免維護等優(yōu)點,越來越引起電梯行業(yè)的廣泛關注。無齒輪永磁同步電梯曳引機,主要由永磁同步電動機、曳引輪及制動系統組成。永磁同步電動機采用高性能永磁材料和特殊的電機結構,具有節(jié)能、環(huán)保、低速、大轉矩等特性。曳引輪與制動輪為同軸固定聯接,采用雙點支撐;由制動器、制動輪、制動臂和制動瓦等組成曳引機的制動系統。

組成

一種永磁同步曳引機,包括機座、定子、轉子體、制動器等,永磁體固定在轉子體的內壁上,轉子體通過鍵安裝于軸上,軸安裝在后機座上的雙側密封深溝球軸承和安裝在前機座上的調心滾子軸承上,錐形軸上通過鍵固定曳引輪,并用壓蓋及螺栓鎖緊曳引輪,軸后端安裝旋轉編碼器,壓板把定子壓裝在后機座的定子支撐上,前機座通過止口定位在后機座上,前機座14兩側開有使制動器上的摩擦塊穿過的孔。

常規(guī)曳引機曳引輪及制動臂工作受力均為懸臂機構,運動部件受力條件不良。有些曳引機增加前端蓋后,將曳引輪及制動臂工作受力改成雙向支撐,特別是在采用復繞方式時,曳引輪長度增加后,其受力由于是雙向支撐,無任何不良影響,比之市面上已有的曳引輪及制動臂工作受力均為懸臂的工作方式具有更加優(yōu)越的工作性能、噪音低、振動小不產生共振,安全性好。

不易損壞

常規(guī)曳引機的人工盤車機構是在制動輪或曳引輪上安裝一個齒輪圈,再用一個小齒輪與其相配,通過手輪或備用動力盤動該小齒輪轉動,再通過齒輪圈帶動曳引輪旋轉來實現的。但一個帶齒的齒輪圈直接外露,并跟著曳引輪一起旋轉,容易傷人,很不安全。同時操作時還需兩個人,一人操作制動機構,另一個操作盤車機構,存在安全隱患。有些將曳引機盤車機構做成外置式蝸輪蝸桿傳動的機構,平時不用時卸下,有需盤車時鎖在前端蓋上使用。蝸輪蝸桿盤車裝置有傳動比大,省力,且有自鎖功能,能夠保證盤車時轎廂不會出現沖頂或蹲底的安全隱患,且只需一人操作。

穩(wěn)定性好

采用雙支撐受力合理,不易損壞軸承,延長使用壽命。

對于電梯運行中共振的分析如下:

因為電梯的軌道所產生磨擦力因安裝質量而異,但最好的安裝技術都存在電梯在運行中因為軌道的磨擦力的不同帶來運行中受力的變化,這種變化導致了鋼絲繩在彈性區(qū)域的變形,也就是產生彈簧效應,這種鋼絲繩的彈簧效應傳導到曳引機上,會使懸臂受力的曳引機產生共振使得電梯運行中抖動不平穩(wěn),然而雙支撐的采用大大地緩解了這種矛盾,從而增加運行中電梯的穩(wěn)定性。

驅動系統使用永磁同步無齒曳引機。由于永磁同步無齒曳引機與傳統的蝸輪、蝸桿傳動的曳引機相比具有如下優(yōu)點:1、永磁同步無齒曳引機是直接驅動,沒有蝸輪、蝸桿傳動副,永磁同步電機沒有作異步電機所需非常占地方的定子線圈,而制作永磁同步電機的主要材料是高能量密度的高剩磁感應和高矯頑力的釹鐵硼,其氣隙磁密一般達到0.75T以上,所以可以做到體積小和重量輕。

2、傳動效率高。由于采用了永磁同步電機直接驅動(沒有蝸輪蝸桿傳動副)其傳動效率可以提高20%~30%。

3、永磁同步無齒曳引機由于不存在一個異步電機在高速運行時軸承所發(fā)生的噪聲和不存在蝸輪蝸桿副接觸傳動時所發(fā)生噪聲,所以整機噪聲可降低5~10db(A)。

4、能耗低。 從永磁同步電機工作原理可知其勵磁是由永磁鐵來實現的,不需要定子額外提供勵磁電流,因而電機的功率因數可以達到很高(理論上可以達到1)。同時永磁同步電機的轉子無電流通過,不存在轉子耗損問題 。一般比異步電機降低45%~60% 耗損。由于沒有效率低、高能耗蝸輪蝸桿傳動副,能耗進一步降低。

5、永磁同步無齒曳引機由于不存在齒廓磨損問題和不需要定期更換潤滑油,因此其使用壽命長,且基本不用維修。在近期如果能盡快解決生產永磁同步電機成本問題,永磁同步無齒曳引機將代替由蝸輪蝸桿傳動副異步電機組成的曳引機。當然將來超導電力拖動技術和磁懸浮驅動技術也會在電梯上應用。

特點

1、節(jié)能、驅動系統動態(tài)性能好:

采用多極低速直接驅動的永磁同步曳引機,無需龐大的機械傳動效率僅為70%左右的蝸輪、蝸桿減速齒輪箱;與感應電動機相比,無需從電網汲取無功電流,因而功率因數高;因沒有激磁繞組沒有激磁損耗,故發(fā)熱小,因而無需風扇、無風摩耗,效率高;采用磁場定向矢量變換控制,具有和直流電動機一樣優(yōu)良的轉矩控制特性,起、制動電流明顯低于感應電動機,所需電動機功率和變頻器容量都得到減小。

2、平穩(wěn)、噪聲低:

低速直接驅動,故軸承噪聲低,無風扇、無蝸輪蝸桿噪聲。噪聲一般可低5~10分貝,減小對環(huán)境噪聲污染。

3、節(jié)約空間:無龐大減速齒輪箱、無激磁繞組、采用高性能釹鐵硼永磁材料,故電機體積小,重量輕,可縮小機房或無需機房。

4、壽命長、安全可靠:

永磁同步曳引機

電機無需電刷和集電環(huán),故使用壽命長,且無齒輪箱的油氣,對環(huán)境污染少。

5、維護費用少:刷、無減速箱,維護簡單。

相對于有齒輪式曳引機,永磁同步曳引機具節(jié)能環(huán)保之絕對優(yōu)勢,此于歐洲日本早有認知,近來于中國業(yè)界亦多有論述。除以上客戶端能明顯體認之優(yōu)點外,于安全性之層面:因結構簡化,具剛性直軸制動的特點,提供全時上下行超速保護能力外,利用永磁電機的反電動勢特點,實現蝸輪蝸桿之自鎖功能,為電梯系統與乘客提供多層安全防護。于應用面之層面:因永磁同步曳引機小型化及薄型化特點,對電梯配置安排及與建筑物間整合空間的搭配性,大大提升,相信對建筑設計師提供更大的彈性設計空間,間接改善人于建物空間中之使用機能與品質。