CN105356640B - 电动机以及具有该电动机的电梯曳引机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动机，包括机壳和轴，固定在机壳内的定子组件，与轴同步转动的转子组件；所述的定子组件和转子组件沿轴向串列分布；所述机壳内设有环绕在定子组件和转子组件外，且与定子组件和转子组件间均具有气隙的调磁组件；所述的调磁组件用于对定子组件通电后的电枢磁场进行调制，并在转子组件外的气隙处形成驱动轴的谐波磁场。本发明还公开了一种具有上述电动机的电梯曳引机。本发明基于永磁齿轮磁场调制原理，利用谐波磁场传递能量，实现低速大转矩的目的，同时采用双永磁励磁方式，具有高转矩密度、高效率的特点。

Description

电动机以及具有该电动机的电梯曳引机

技术领域

本发明涉及电梯的动力设备，尤其涉及一种电动机以及具有该电动机的电梯曳引机。

背景技术

电梯曳引机是电梯的动力设备，又称电梯主机。功能是输送与传递动力使电梯运行。它由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。

在机房内，曳引钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对重装置。为使井道中的轿厢与对重各自沿井道中导轨运行而不相蹭，曳引机上设置导向轮使二者分开。轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮槽内产生摩擦力。电动机转动带动曳引轮转动，驱动钢丝绳，拖动轿厢和对重作相对运动。轿厢在井道中沿导轨上、下往复运行，电梯执行垂直运送任务。

电梯用曳引机为低速大转矩曳引机，现有曳引机实现低速大转矩方法主要有传统异步电机加机械减速器结构和多对极永磁直驱。传统异步电机加机械减速箱方案体积大、结构复杂、效率低。而多对极永磁直驱方案因为电机的极对数较多，将导致漏磁通增加影响电机出力，且为了实现低速大转矩，体积一般较大。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种电动机以及具有该电动机的电梯曳引机，基于永磁齿轮磁场调制原理，利用谐波磁场传递能量，实现低速大转矩的目的，同时采用双永磁励磁方式，具有高转矩密度、高效率的特点。

本发明的具体技术方案如下：

一种电动机，包括机壳和轴，固定在机壳内的定子组件，与轴同步转动的转子组件；

所述的定子组件和转子组件沿轴向串列分布；

所述机壳内设有环绕在定子组件和转子组件外，且与定子组件和转子组件间均具有气隙的调磁组件。

所述的调磁组件用于对定子组件通电后的电枢磁场进行调制，并在转子组件外的气隙处形成驱动轴的谐波磁场。

本发明中的定子组件和转子组件在轴向上的位置错开，且具有一定间隔，形成串列分布。

本发明中由于定子组件和转子组件在轴向上错开，则定子组件和转子组件之间不存在有气隙，因此定子组件通电后的磁场需要通过调磁组件传递能量给转子组件并驱动转子组件转动。

优选的，所述的调磁组件包括环绕在定子组件和转子组件外的调磁块，所述调磁块正对转子组件的内壁中嵌装有调磁永磁体。在调磁组件中，调磁块的一端套设在定子组件外，另一端套设在转子组件外。

进一步优选的，所述的调磁永磁体为沿轴向设置且等间隔环列的多个。

调磁块的内壁设有轴向延伸的燕尾槽，调磁永磁体插装在燕尾槽中，相邻两调磁永磁体之间为调磁块上凸出的齿部，每个调磁永磁体和与之相邻的齿部构成一对磁极。

优选的，所述的转子组件包括固定套设在轴上的转子磁轭，以及沿轴向嵌装在转子磁轭表面的转子永磁体。

本发明中，转子磁轭的表面有燕尾槽结构，用于插装转子永磁体，且若干转子永磁体也是环转子磁轭的表面间隔分布，各转子永磁体和与之相邻的转子磁轭的齿部也构成一对磁极，且转子永磁体和调磁永磁体的励磁方向一致(沿径向向外或者向内)，形成双永磁励磁，使调制后的谐波磁场用以驱动转子组件。

优选的，所述的调磁永磁体与转子永磁体在轴向上的长度相同。

本发明中，部分次谐波磁场的极对数分别与转子永磁体和调磁永磁体形成的磁场的极对数相同，由于两极对数相同而能传递能量，形成转矩， 驱动电动机旋转。

优选的，所述的定子组件包括定子铁心和电枢绕组，定子铁心和调磁组件间为所述的气隙；其中，电枢绕组接入机壳外的接线盒，通上一定频率的交流电后，形成高速旋转的电枢磁场。

优选的，所述调磁块具有伸入相邻两调磁永磁体之间的调磁凸起。

进一步优选的，所述转子永磁体的极对数和电枢绕组的极对数之和等于调磁凸起的个数，保证谐波磁场能量的传递，以驱动轴转动。

优选的，所述定子组件与调磁组件间以及转子组件与调磁组件间的气隙，在径向上等宽，在轴向上等长；以保证两气隙间磁场波形的对称，避免造成额外的损耗。

本发明还提供了一种电梯曳引机，包括曳引轮，所述的曳引轮由上述的电动机驱动。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本发明采用谐波磁场传递能量，与机械传动相比，无接触、噪音低、振动小、效率高、可靠性高；

2、采用双永磁励磁，同样的定转子体积，转矩密度更大；

3、电枢磁场为高速磁场，极对数少，漏磁通小，方便做集中绕组设计，节省铜材料用量。

附图说明

图1为本发明中电梯曳引机结构示意图；

图2为转子组件截面示意图；

图3为调磁块组件截面示意图；

图4为定转子永磁体激励在气隙处的磁密频谱图；

图5为电枢绕组激励在气隙处的磁密频谱图；

图6为表贴式永磁曳引机和永磁谐波曳引机转矩波形对比图；

图中，1、电动机，2、曳引轮，3、接线盒，4、制动器，5、编码器，101、机壳，102、后端盖，103、前端盖，104、后轴承，105、前轴承，106轴，107、定子铁心，108、电枢绕组，109、调磁块，110、调磁永磁体，111、转子磁轭，112、转子永磁体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图进一步描述本发明的技术内容和具体实施方式。

如图1所示，该曳引机由电动机1、曳引轮2、接线盒3、制动器4、编码器5组成。电动机1负责驱动曳引轮2旋转。曳引轮2固定在电动机1的轴106的前端上，曳引轮2表面有绳槽。制动器4通过制动盘与电动机1的轴106后端相连，负责制动曳引机停止。编码器5与电动机的轴106相连，负责反馈电动机1转速。

前轴承105和后轴承104分别装在前端盖103和后端盖102上。转子磁轭111与轴106相连。转子磁轭111的表面有燕尾槽结构，槽内插有转子永磁体112。轴106通过前轴承105和后轴承104分别于前端盖103和后端盖102相连。定子铁心107的槽内嵌有电枢绕组108，固定在后端盖102上。调磁块109固定在机壳101内，调磁块109的一端开有燕尾槽，槽内插入调磁永磁体110。前端盖103和后端盖102分别固定在机壳101的两端。电枢绕组108的引线接入接线盒3。

如图2和图3所示。转子永磁体112和与之相邻的转子磁轭111的齿部构成一对磁极。本实施例中，调磁块109具有伸入相邻两调磁永磁体110之间的调磁凸起，调磁永磁体110和与之相邻的调磁凸起构成一对磁极。转子永磁体和调磁永磁体的励磁方向都是一样的(沿径向向外或者向内)。

如图4、图5和图6所示。电枢绕组108通上一定频率的交流电后，形成一个转速n_s为高速旋转的电枢磁场。高速旋转磁场经过调磁块109调磁后，在转子气隙处形成一系列不同极对数的谐波磁场。转子永磁体112和调磁永磁体110也在转子气隙处形成永磁体磁场。其中，谐波磁场中的若干个磁场因与永磁体磁场极对数相同而传递能量，形成转矩，驱动电动机以n_r的转速旋转。其中电枢绕组的极对数p_s和转子永磁体的极对数p_r之和等于调磁凸起的个数n_t，即p_r+p_s＝n_t。减速比为:负号表示电枢磁场的旋转方向和转子磁场的旋转方向相反。

Claims (7)

1.一种电动机，包括机壳和轴，固定在机壳内的定子组件，与轴同步转动的转子组件，其特征在于：

所述的定子组件和转子组件沿轴向同轴串列分布；

所述机壳内设有环绕在定子组件和转子组件外，且与定子组件和转子组件间均具有气隙的调磁组件；

所述的调磁组件包括环绕在定子组件和转子组件外的调磁块，所述调磁块正对转子组件的内壁中嵌装有调磁永磁体；

所述的转子组件包括固定套设在轴上的转子磁轭，以及沿轴向嵌装在转子磁轭表面的转子永磁体；所述调磁块具有伸入相邻两调磁永磁体之间的调磁凸起，调磁永磁体和与之相邻的调磁凸起构成一对磁极。

2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述的调磁永磁体为沿轴向设置同时在圆周方向上等间隔环列。

3.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述的调磁永磁体与转子永磁体在轴向上的长度相同。

4.如权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述的定子组件包括定子铁心和电枢绕组，定子铁心和调磁组件间为所述的气隙。

5.如权利要求4所述的电动机，其特征在于，所述转子永磁体的极对数和电枢绕组的极对数之和等于调磁凸起的个数。

6.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述定子组件与调磁组件间以及转子组件与调磁组件间的气隙，在径向上等宽，在轴向上等长。

7.一种电梯曳引机，包括曳引轮，其特征在于，所述的曳引轮由权利要求1～6任一项中的电动机驱动。