CN101117193A - 无齿轮永磁同步曳引机 - Google Patents

Abstract

一种电梯驱动系统用的无齿轮永磁同步曳引机，包括采用多极转子磁路的永磁同步电动机、曳引轮及其由制动盘和圆形电磁铁组成的抱闸制动装置，其技术要点是：所述带绕组定子铁心通过柱销直接固定在带有凹槽式空腔的后端盖上，连接在转轴上的曳引轮组装在前、后端盖之间，通过止口定位的前、后端盖的底部分别设置起到支撑整机和安装定位作用的螺纹连接孔。它取消现有曳引机的机座，结构设计合理、制造容易，整机更加紧凑，安装调节方便，既增加了外观美感、减小了占用空间，节省了建筑面积和制造成本，又提高了传动效率和运行的安全可靠、平稳性，显著降低了噪声，实现了免维护，适应了现代高层建筑多元化的需求。

Description

无齿轮永磁同步曳引机

技术领域

本发明涉及一种电梯驱动系统用的曳引机，特别是一种无机房电梯曳引驱动的无齿轮永磁同步曳引机，属于电梯技术领域。

背景技术

目前，随着国民经济的不断发展和人们生活水平的提高，现代高层建筑遍布城乡。为确保现代高层建筑内的人员流动的迅速、安全，满足现代生活快节奏的需要，提高运行效率和设备的使用性能，对电梯的设计和制造要求也越来越高。要求设置在现代高层建筑井道内的电梯曳引机应满足环保、节能、运行快捷、安全、体积小、重量轻、易维护等多元化的需求。

根据相关文献的报导，随着现代控制理论与技术的发展和永磁电动机设计制造技术的进步，电梯曳引驱动技术也得到了迅速发展。与传统异步曳引机相比，无齿轮永磁同步曳引机作为世界领先技术已经得到实际应用，它取消了蜗轮蜗杆减速箱，将同轴传动与数字变频技术充分融合成为机电一体式结构，实现了电梯的无齿轮直接驱动，极大地提高了系统的传动效率，减小了系统的整体体积。外形美观，减小了启动电流，使传动系统在振动、噪音和低速平稳运行等性能方面得到改善，为无齿轮曳引机取代传统的有齿轮异步曳引机实现无机房电梯打下了基础。现有无齿轮永磁同步曳引机的结构型式较多，在专利公告号为CN1326312C的“无齿轮永磁同步曳引机”、专利公开号为CN1850577A的“小型永磁同步无齿轮曳引机”中，所报导的曳引机都是由一台永磁同步电动机和曳引轮、制动装置等组成。其支撑端都设置在电动机底座上。曳引轮通过转轴组装在永磁同步电动机转子端部，形成悬臂结构。因此，主轴悬臂端受力过大，导致整机受力状态不合理。当曳引轮受力时，转轴及外壳会产生弯曲变形，该机容易产生振动及低频噪音，造成电动机轴承早期磨损，降低运行性能，甚至影响曳引机及电梯的使用寿命。在专利公告号为CN2670321Y的“前支撑结构稀土永磁同步无齿轮曳引机”中，虽然改变了上述曳引轮的悬臂结构，将曳引轮和制动盘改为筒支梁结构，使两侧轴承受力趋于合理，但是该机仍然通过机座来固定和支撑定子铁心，使其整机体积加大，机械加工难度相对增加，工艺性比较复杂。因其既要保证各部件之间装配尺寸的精度公差要求，又要保证相关部件的形位公差，而且装配精度与同心度很难保证。特别是采用装配联接结构，不仅部件多，结构尺寸相对增大，增加制造成本，而且整体机械强度降低，影响整机使用性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖的无齿轮永磁同步曳引机，它取消现有曳引机的机座，结构设计合理、制造容易，整机更加紧凑，安装调节方便，既增加了外观美感、减小了占用空间，节省了建筑面积和制造成本，又提高了传动效率和运行的安全可靠、平稳性，显著降低了噪声，实现了免维护，适应了现代高层建筑多元化的需求。

本发明的目的是这样实现的：该装置包括采用多极转子磁路的永磁同步电动机、曳引轮及其由制动盘和圆形电磁铁组成的抱闸制动装置，其技术要点是：所述带绕组定子铁心通过柱销直接固定在带有凹槽式空腔的后端盖上，连接在转轴上的曳引轮组装在前、后端盖之间，通过止口定位的前、后端盖的底部分别设置起到支撑整机和安装定位作用的螺纹连接孔。

所述抱闸制动装置的制动盘组装在转轴伸出前端盖的轴端，并利用张紧弹簧压紧在前端盖侧面。

所述连接后端盖和带绕组定子铁心的柱销，在一端设置内螺纹孔、销孔或留有凸台，在另一端设置内螺纹孔或外螺纹。

所述永磁同步电动机的带绕组定子铁心的裸露端设置防护板。

所述转轴端部固定有旋转编码器，旋转编码器外部设置编码器防护罩。

由于本发明省去了机座，带绕组定子铁心通过柱销直接固定在带有凹槽式空腔的后端盖上，显著减小了体积和整机重量，降低了加工制造难度和生产成本。连接在转轴上的曳引轮组装在前、后端盖之间，前、后端盖通过止口定位，利用前、后端盖的底部分别设置的螺纹连接孔，对整机进行支撑和安装定位，所以能替代现有曳引机的机座，可以使曳引轮变成双支撑。这不仅减轻了转子的承载力，改善了曳引机的受力情况，而且提高了曳引机的载重量和运行性能。因此，该装置的结构设计合理，制造容易，使整机显得更加紧凑，安装调节方便，极大地改善了传动装置的工作环境。这既增加了该机的外观美感、减小了占用空间，节省了建筑面积和制造成本，又提高了传动效率和运行的安全性、可靠性、平稳性，有效地避免了运行中产生的振动，显著降低了噪声，而且轴承免维护，使电梯环境更加清洁，减轻了电梯维护的工作量，适应了现代高层建筑多元化的需求。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1是本发明的一种具体结构示意图。

图2-7分别是带绕组定子铁心与柱销的安装结构示意图。

图中序号说明：1柱销、2防护板、3转轴、4转子、5带绕组定子铁心、6连接器、7后端盖、8曳引轮、9前端盖、10螺纹连接孔、11制动盘、12移动盘、13电磁铁心、14弹簧、15旋转编码器、16编码器防护罩、17、18内螺纹孔、19沉孔、20内六角螺钉、21螺栓、22销钉孔、23销钉、24凸台、25外螺纹、26螺母。

具体实施方式

下面结合图1-7详细说明本发明的具体结构。该装置包括采用多极转子磁路的永磁同步电动机、曳引轮8及其由制动盘11和圆形电磁铁组成的抱闸制动装置等。其中带绕组定子铁心5通过柱销1直接固定在带有凹槽式空腔的后端盖7上，不仅可以减轻铸件重量，还可以起到保护绕组端部、减小整机占用空间的作用。连接在转轴3上的曳引轮8组装在前、后端盖9、7之间，通过止口定位的前、后端盖9、7的底部分别加工有螺纹连接孔10，利用螺钉紧固(图中未示出)对整机进行支撑和安装定位，使曳引轮8变成双支撑。因此省去了机座，改善了曳引机的受力情况，提高了曳引机的载重量和运行性能。为了更好地保护带绕组定子铁心5，在其裸露端设置防护板2。组成带绕组定子铁心5的定子冲片可以制成圆形、方形等各种不同形状，以适应不同安装空间和设计要求。转子4外圆周向粘贴高性能永磁体，可以充分利用永磁体面积，提高气隙磁通，减少定子绕组匝数，加之交轴磁阻较大，从而减少了交轴电枢反应电抗、定子漏抗和交轴同步电抗，提高了功率因数。正常运转时，通过变频器向定子绕组供电，带绕组的定子铁心5内部形成的旋转磁场与转子永磁体产生的主磁场相互作用产生电磁转矩，带动曳引机旋转。曳引轮8上的曳引钢丝绳带动电梯轿厢实现上、下运行。在伸出前端盖9外侧的转轴3端部安装有抱闸制动装置，当系统正常运转时，圆形电磁铁处于通电状态，其吸力克服了弹簧14压力，使移动盘12被吸附到电磁铁心13上，制动盘11与前端盖9侧面脱离，松开转轴3，系统正常运转。当系统失电时，在弹簧14压力的作用下制动盘11紧压前端盖9侧面，抱紧转轴3，使曳引机制动。转轴3端部固定有旋转编码器15，旋转编码器15外部设置编码器防护罩16，避免了因编码器15裸露在外而引起的损坏。取代传统电动机接线盒的外形小巧的连接器6固定在后端盖7的顶部，在保证电气性能的前提下，能够减小电动机的外形尺寸。

本发明还可以根据实际应用需要，增加手动松闸装置和手动盘车装置。

带绕组定子铁心5通过柱销1直接固定在后端盖7上，根据柱销结构形式的不同，具体可采用如下几种安装方式：

图2所示：柱销1两端加工有内螺纹孔17、18，柱销1的一端置于带沉孔19的后端盖7的通孔内，并用平垫和内六角螺钉20固定。柱销1的另一端置于带绕组定子铁心5通孔内，并用平垫和螺栓21固定。

图3所示：柱销1的一端置于后端盖7的通孔内，配作销钉孔22，打入销钉23进行固定。柱销1的另一端加工有内螺纹孔17，置于带绕组定子铁心5通孔内，并用平垫和螺栓21固定。

图4所示：柱销1的一端加工有凸台24，卡接在后端盖7的沉孔19内。柱销1的另一端加工有内螺纹孔17，置于带绕组定子铁心5通孔内，并用平垫和螺栓21固定。

图5、6、7所示的安装方式与图2、3、4一一对应，不同之处在于柱销1伸出带绕组定子铁心5的端部加工有外螺纹25，并通过平垫和螺母26锁紧。

Claims (5)

1.一种无齿轮永磁同步曳引机，包括采用多极转子磁路的永磁同步电动机、曳引轮及其由制动盘和圆形电磁铁组成的抱闸制动装置，其特征在于：所述带绕组定子铁心通过柱销直接固定在带有凹槽式空腔的后端盖上，连接在转轴上的曳引轮组装在前、后端盖之间，通过止口定位的前、后端盖的底部分别设置起到支撑整机和安装定位作用的螺纹连接孔。

2.根据权利要求1所述的无齿轮永磁同步曳引机，其特征在于：所述抱闸制动装置的制动盘组装在转轴伸出前端盖的轴端，并利用张紧弹簧压紧在前端盖侧面。

3.根据权利要求1所述的一种无齿轮永磁同步曳引机，其特征在于：所述连接后端盖和带绕组定子铁心的柱销，在一端设置内螺纹孔、销孔或留有凸台，在另一端设置内螺纹孔或外螺纹。

4.根据权利要求1所述的无齿轮永磁同步曳引机，其特征在于：所述永磁同步电动机的带绕组定子铁心的裸露端设置防护板。

5.根据权利要求1所述的无齿轮永磁同步曳引机，其特征在于：所述转轴端部固定有旋转编码器，旋转编码器外部设置编码器防护罩。

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