CN209913666U - 编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，包括机座(10)，机座(10)上设有定子(11)；还包括转子(20)，转子(20)上设有包覆定子(11)线圈且与之形成径向磁场的磁体(21)；所述转子(20)为一端隆起的盘状壳体，转子(20)在隆起内侧设有与机座(10)转动配合的轴(22)，轴(22)上设有前轴承和后轴承，转子(20)在隆起外侧设有曳引轮(30)；还包括与转子(20)配合的制动器(40)和编码器(50)。本实用新型具有受力合理、成本低、强度高、使用寿命长而且可现场进行拆卸等作业维护的特点，而且本实用新型的厚度薄，井道利用率高。

Description

编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机

技术领域

本实用新型涉及一种电梯永磁同步曳引机，特别是一种编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机。

背景技术

曳引机是电梯的动力设备。1996年芬兰通力公司实用新型了EcoDisc碟式永磁同步曳引机，该型碟式马达采用轴向磁场布局，减小了同步曳引机的前后厚度；同时把进行曳引机转动速度反馈的编码器放置在曳引机的侧面，通过一个齿轮和齿环的传动机构将曳引机的转速传递到侧面安装的编码器上。

这样的设计有效的减小了同步曳引机在井道内部的占用空间，为曳引机在井道内进行布局提供了极大的便利性。同年通力公司依托这款碟式马达发布了具有全球首发意义的无机房电梯产品MonoSpace。此后碟式马达就因为其厚度和编码器位置的优势，使得以它为驱动元件的无机房电梯在井道利用率上比其他形式同步曳引机作的无机房电梯有更多的适应性和优势；更高的井道利用率就意味着更好的市场适应性和更多的市场份额。通力公司依托该垄断技术取得了良好的经济效益。市场上也出现了许多与之结构相近的曳引机。

碟式马达的推出在当时确实是了不起的技术创新，但是随着十几年的使用，这种马达的问题也逐渐显露出来，或无法满足电梯新技术与新标准的要求。

首先，这种马达采用轴向磁场结构，磁拉力无法抵消，轴承需要承受轴向力，影响了轴承的使用寿命，而且为了防止轴承润滑脂或液化后的油，泄露到制动面或曳引轮绳槽内，大多采用密封轴承，轴承不能维护，而且密封材料寿命短，致使曳引机使用年限受制约。

其次，由于该类曳引机定子电枢外径比较大，还产生如下问题：

a、曳引机钢丝绳加载后，机械系统存在一定的变形量，但由于电枢外径大，定、转子之间的气隙不均匀度会比较大。将使曳引机电磁噪声变大，同时也会带来电梯振动的增大。

b、与同步曳引机配合的制动轮直径也较大，由于磁拉力的存在，使制动轮跳动相较传统机型难以保证；制动器闸皮与制动轮相擦的风险大，导致制动轮及制动器闸皮温度急剧升高，从而引起一系列的失效。

c、如附图6所示，侧置编码器2a处于碟式马达1a转子的外圈，也就是曳引机径向尺寸的外侧，而且是通过转子外圈上的齿轮环进行转速的二次传递，考虑以上影响以及齿环的加工偏差，因此该传动的精度和平稳性得不到有效的保障，极易导致编码器的失效和损坏以及控制精度的变化。

最后，这种碟式马达定子铁芯和轴承距均比较短；且曳引机采用曳引轮悬臂结构，其受力结构如图7所示；Q为马达轴载荷，Cr为轴承额定动载荷，靠近曳引轮的轴承，即前轴承，选用条形滚子轴承，其承受的径向力为N₁，与轴载荷的距离为L₁；远离曳引轮的轴承，即后轴承，承受的径向力为N₂，两轴承之间的距离为L₂。与轴载荷相比可忽略曳引机转子的重量影响，靠近曳引轮的轴承承受的径向力N₁比较大，N₁＝(1+L₁/L₂2)Q；

调心滚子轴承，其轴承寿命LB＝(Cr/N₁)10/3；由此可见轴承距L₂越小，前轴承径向力N₁越大，由于轴承寿命LB与Cr/N₁为指数关系，当N₁增大时，轴承寿命LB也越短。同样轴承距L₂较短时，后轴承寿命也一样会缩短。

市场上现有的与之相类似的该类型同步曳引机大多编码器在非曳引轮侧，即编码器后置。为了打破该技术的垄断性，行业内做了很多尝试，但都无法给出与该技术不同的编码器前置解决方案。由于曳引机超薄设计使得两轴承距较短，转子机械稳定性差，曳引机钢丝绳加载后使得两轴承的不同心变大，会影响前置编码器的运行精度及寿命，而且由于曳引机是安装于导轨的背面，前置编码器同样无法进行正常的拆换。如果能够在此方面有所突破，将给新技术的创新者带来可观的市场和经济效应。

因此，设计一种井道利用率不逊于EcoDisc碟式马达，且运行稳定性更好，具有受力合理、成本低、强度高、使用寿命长且可现场维护的永磁同步曳引机是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机。本实用新型具有受力合理、成本低、强度高、使用寿命长而且可现场进行拆卸等作业维护的特点，同时有效的减弱和避免了EcoDisc碟式马达所产生的问题。本实用新型在无机房电梯上的应用首先可实现与EcoDisc碟式马达一致的井道利用率和使用效果，且运行稳定性高于EcoDisc碟式马达。

本实用新型的技术方案：编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，包括机座，机座上设有定子；还包括转子，转子上设有包覆定子线圈且与之形成径向磁场的磁体；所述转子为一端隆起的盘状壳体，转子在隆起内侧设有与机座转动配合的轴，轴上设有前轴承和后轴承，转子在隆起外侧设有曳引轮；还包括与转子配合的制动器和编码器。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述定子的齿形为T型。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述机座在曳引轮一侧连接有支撑座，支撑座上设有编码器；所述轴上设有容纳编码器的沉孔。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述支撑座呈拱形，支撑座与机座的连接点呈中心对称分布。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述轴在远离曳引轮一侧也设有安装编码器的沉孔。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述编码器经弹片固定。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述前轴承为开式轴承，转子上设有为前轴承加油的注油孔，注油孔处设有密封用的油杯，支撑座上设有与注油孔相对的操作孔，操作孔处设有塑料堵塞。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述轴承靠近曳引轮侧的轴承为调心滚子轴承。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述机座上用于安装定子的部位设有环状凹陷，凹陷内分布有散热筋。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述支撑座上设有径向调整的挡绳杆。

前述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机中，所述机座上设有接线盒。

与现有技术相比，本实用新型采用超薄径向磁场的电磁方案结构，避免了轴向磁场结构产生的单边磁拉力，同时全新设计T型定子冲片齿形，可以降低杂散损耗，也便于自动嵌线与转子形成径向磁场。本实用新型缩小定子铁芯径向尺寸，并且在不增加转子厚度的情况下通过转子形状增加其轴的长度。本实用新型缩短了前轴承载荷中心与曳引轮承载中心距离，同时增大了其与后轴承的间距，改善轴承受力，以保证转子运行时的稳定性，提高轴承的使用寿命。

在另一方面，本实用新型编码器定子安装在支撑座内形成前置编码器结构，支撑座为拱形桥式结构设计，与机座止口配合并通过螺钉与机座形成刚性连接，整体刚度较高。编码器可用传统编码器，其安装由外圈涨紧改为弹性片安装方式。该设计有效改善了由于曳引机受力变化而引起编码器定子转子的不同心所造成的编码器损坏或波形失真即失效，减少了编码器损坏的风险。也可根据应用需求把编码器后置安装。

不仅如此，本实用新型的前轴承采用开式轴承，转子上设有注油孔，在曳引机使用过程中不需要拆卸就可以定期加脂，使得轴承运行更可靠，寿命更长。

更进一步地，本实用新型的环状凹陷和散热筋结构可有效改善曳引机的散热状况，进一步提升运行稳定性。

综上，本实用新型具有受力合理、成本低、强度高、使用寿命长而且可现场进行拆卸等作业维护的特点，而且本实用新型的厚度薄，井道利用率高。

附图说明

图1是本实用新型的正面示意图；

图2是本实用新型的背面示意图；

图3是本实用新型的剖面示意图；

图4是定子铁芯齿形示意图；

图5是注油孔的结构示意图；

图6是通力碟式马达的示意图；

图7是轴承受力示意图。

附图标记：1a-碟式马达，2a-侧置编码器，10-机座，11-定子，12-散热筋，13-挡绳杆，20-转子，21-磁体，22-轴，23-注油孔，24-油杯，30-曳引轮，40-制动器，50-编码器，51-支撑座，52-操作孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例：超薄永磁同步曳引机，包括机座10，机座10上设有定子11；还包括转子20，转子20上设有包覆定子11线圈且与之形成径向磁场的磁体21，定子11的齿形为T型；所述转子20为一端隆起的盘状壳体，转子20在隆起内侧设有与机座10转动配合的轴22，轴22上设有前轴承和后轴承，转子20在隆起外侧设有曳引轮30；还包括与转子20配合的制动器40、编码器50和接线盒。

转子轮毂与轴22一体或分体结构，永磁体固定于轮毂内表面与定子11形成径向磁场结构，磁拉力对称抵消，理论上无轴向磁拉力。曳引轮30固定于轮毂上，设计上缩短前轴承中心与曳引轮承载中心的距离并且增加前后两轴承之间的距离以提高转子稳定性。两轴承均直接安装于机座10内，容易保证两轴承室的同心度，机座10通过结构优化，如合理布置支撑筋11等方式提高了承载能力。

所述机座10在曳引轮一侧连接有支撑座，支撑座上设有编码器50；所述轴22上设有容纳编码器50的沉孔，即编码器的主体(也称编码器定子)固定在支撑座上，编码器的转轴(也称编码器转子)与转子连接。支撑座通过止口及螺钉与机座刚性连接，确保编码器转子与电机轴线的同心，且支架呈桥式增强结构，有效增强了机座强度，特别是减少制动器安装面的形变，提高了曳引机制动安全性能。由于上述设计上的特别考虑，降低了编码器损坏的风险。编码器用弹片安装替代编码器外圈涨紧安装。由此编码器定子弹性可调，曳引机钢丝绳加载时，确保编码器转子与定子同心，保证了编码器的运行精确度，降低了编码器损坏的风险。

所述支撑座呈拱形，支撑座与机座的连接点呈中心对称分布。

所述轴22在远离曳引轮30一侧也设有容纳编码器50的沉孔，可实现编码器前置或后置的互换。

所述前轴承为开式调心滚子轴承，承载能力强且可以维护时直接注脂。

所述机座10上用于安装定子11的部位设有环状凹陷，凹陷内分布有散热筋12。

所述支撑座51上设有径向调整的挡绳杆13。

所述机座上设有接线盒。

工作原理：

本实用新型定子11位于机座10内，永磁体21固定在轮毂内圆面形成径向磁场结构，由于采用超薄径向磁场的电磁方案结构，避免了轴向磁场结构产生的单边磁拉力。主机为径向磁场分数槽集中绕组，减少整机厚度。由于无机房井道空间少，主机与井道壁距离小，不便于编码器的拆卸及维护，本设计编码器位于曳引轮侧，即编码器前置设计，且编码器可现场进行拆卸维护，也可根据要求布置在非曳引轮，即编码器后置。

同时全新设计定子11冲片齿形，可以降低杂散损耗，也便于自动嵌线与转子形成径向磁场。本实用新型缩小定子11铁芯径向尺寸，并且在不增加转子20厚度的情况下通过转子20形状增加其轴22的长度。由此，本实用新型缩短了前轴承载荷中心与曳引轮30承载中心距离，同时增大了其与后轴承的间距，改善轴承受力，以保证转子20运行时的稳定性，提高轴承的使用寿命。

在另一方面，编码器50采用正余弦形式，编码器50定子11安装在支撑座51内形成前置编码器50结构，支撑座51为桥型结构设计，与机座10止口配合并通过螺钉与机座10形成刚性连接，整体刚度较高。编码器50可用传统编码器50，其安装由外圈涨紧改为弹性片安装方式。该设计有效改善了由于曳引机受力变化而引起编码器定子转子的不同心所造成的编码器50损坏或波形失真即失效，减少了编码器50损坏的风险。也可根据应用需求把编码器50后置安装。

本实用新型的前轴承采用开式轴承，转子上设有为前轴承加油的注油孔23，注油孔处设有密封用的油杯24，支撑座上设有与注油孔相对的操作孔52，操作孔处设有塑料堵塞。在曳引机使用过程中不需要拆卸就可以定期加脂，使得轴承运行更可靠，寿命更长。而且油杯和塑料堵塞可以保证两个孔处的密封性。

本实用新型的环状凹陷和散热筋12结构可有效改善曳引机的散热状况，进一步提升运行稳定性。

Claims (9)

1.编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，其特征在于：包括机座(10)，机座(10)上设有定子(11)；

还包括转子(20)，转子(20)上设有包覆定子线圈且与之形成径向磁场的磁体(21)；所述转子(20)为一端隆起的盘状壳体，转子(20)在隆起内侧设有与机座(10)转动配合的轴(22)，轴(22)上设有前轴承和后轴承，转子(20)在隆起外侧设有曳引轮(30)；

还包括与转子(20)配合的制动器(40)和编码器(50)。

2.根据权利要求1所述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，其特征在于：所述机座(10)在曳引轮一侧连接有支撑座(51)，支撑座(51)上设有编码器(50)；所述轴(22)上设有容纳编码器(50)的沉孔。

3.根据权利要求2所述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，其特征在于：所述支撑座(51)呈拱形，支撑座与机座的连接点呈中心对称分布。

4.根据权利要求1所述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，其特征在于：所述轴(22)在远离曳引轮(30)一侧也设有容纳编码器(50)的沉孔。

5.根据权利要求2-4任一项所述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，其特征在于：所述编码器(50)经弹片固定。

6.根据权利要求4所述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，其特征在于：所述前轴承为开式轴承，转子上设有为前轴承加油的注油孔(23)。

7.根据权利要求1所述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，其特征在于：所述机座(10)上用于安装定子(11)的部位设有环状凹陷，凹陷内分布有散热筋(12)。

8.根据权利要求3所述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，其特征在于：所述支撑座(51)上设有径向调整的挡绳杆(13)。

9.根据权利要求1所述的编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，其特征在于：所述机座上设有接线盒。

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