CN2128627Y - 安全可靠的电梯制动装置 - Google Patents

Abstract

一种安全可靠的电梯制动装置，是用数控全速稀 土同步电机作其驱动电机，并用双向交流接触器作该 电机的电力传动控制器件：它的三个彼此独立的常开 触头分别接入电机的三相主电路，三个短连在一起的 常闭触头也分别接入电机的定子绕组，使定子线圈在 未加电时呈短路状态，利用稀土同步电机的本身固有 特性，使电梯失电，控制系统失灵或保护装置失控时， 都能有效制止吊仓下滑，使之悬停或缓慢下降，避免 机毁人亡事故的发生。

Description

本实用新型涉及一种新型电梯制动装置，属于电力拖动的机械设备技术领域。

传统的电梯因其需要频繁地升降运行，且往往是在吊仓内载乘许多人员或货物进行升降操作的。在这种经常短时而间隙的工作场合下，通常采用能够产生大的启动转矩和允许多次频繁接通和换向的启动特性良好的绕线式异步电机作为驱动电机。在其控制传动线路中，也往往采用能耗制动或反接制动技术和相应器件来实现制动。这种传统的制动技术，能耗高，且这些能耗全部是无功损耗，白白浪费了。再者，控制器件较多，线路也比较复杂。对于电梯这种既载人又载货的特殊运载工具，它的安全尤为重要，是所有使用、操作人员都极为关心的大事。因为一旦电梯制动失效而呈自由落体下坠时，其后果将会是无法挽救的机毁人亡惨重悲剧。因此，一般电梯都有十多层嵌套的安全保障措施，即便如此，一些恶性事故还是偶有发生。而且，一旦系统失电，所有涉及电控自动化的安全措施就全部失效了；而如果机械制动系统失效时，即使有再多的安全保护措施，层次再多，再完善，也还是无济于事。这也就是为什么有了那么多的电梯安全保护措施后，仍不能绝对保证电梯能100％地安全可靠运行的原因。

本实用新型的目的是提供一种能克服上述弊病，只要电梯的悬挂系统不脱开，无论它出现什么综合、复杂的嵌套故障，都能确保其安全运行的电梯制动装置。

本实用新型所以能实现的最大奥秘是将电梯的驱动电机由绕线式异步电机改为数控全速稀土同步电机，同时采用双向交流接触器作该电机的电力传动的控制器件，其中除有三个彼此独立的常开触头分别接入驱动电机的三相主电路外，还有三个常闭触头与驱动电机的定子绕组（线圈）分别连接，使电机定子线圈在未加电时呈短路状态。

图1是本实用新型中的数控全速稀土同步电机结构及其驱动电梯的结构示意图。

图2是由驱动电机及其控制器件构成的本实用新型结构示意图。

图1所示的是申请人已经获准的专利：数控全速稀土同步电机（专利号为：CN91203427.0）的结构及其驱动电梯的示意图。1是吊仓，2是钢丝绳，3是滚筒，4是平衡挂载，10是驱动电机，5是定子，6是定子线圈，7是转子，它与电梯滚筒3同轴，转子外缘有稀土永磁材料制成的磁极8，在磁体外围包有护环9。这种电机结构类似鼠笼式交流异步电机，但可以实现同步电机的高功率因数，既可以作为电动机，使三相调频交流电流入定子线圈6，与转子7的永磁体磁极8作用产生力矩，驱动滚筒3旋转而使吊仓1升降；也可以作为发电机运转，这时滚筒3因其上缠绕的钢丝绳2在吊仓1和平衡挂载4的两者重量力差作用下转动时，与其同轴的转子7也会旋转，转子7上的永磁体磁极8也会随之旋转，该磁极的磁通切割不转动的定子线圈6就在其中产生感应电动势，如用导线引出，即产生电流、电能。这种电机可以在从低速到超高速的状态都能平稳旋转和实现无级变速。它是在微电子技术、电力电子技术和新材料（稀土）基础上改造传统电机的多年研究成果结晶，采用全数控的这种电机可以通过改变其电流的频率、相位、电流大小，以及对输出电流、频率进行积分处理，实现对其转子的转动速度、方向、扭矩大小以及行程长短的控制。

图2画出了本实用新型的结构示意图，10是数控全速稀土同步电机，11是双向交流接触器J，它的三个彼此独立的常开触头（JA、JB、JC）分别接入驱动电机10的三相主电路，还有三个常闭触点（Ja、Jb、Jc）也与驱动电机的定子线圈相连接，此三个常闭触头是互相连接的，使电机10的定子线圈在未加电时呈短路状态。图中12是数控可变频逆变电源，13是可编程控制器。逆变电源12接受可编程控制器13的指令，对驱动电机10的电源频率、相位、加电时间等实行数字控制。双向交流接触器11在加电前常开触头断开、常闭触头闭合，使驱动电机10的定子线圈6处于短路状态。只有整个电梯装置加电合闸，交流接触器11马上翻转，常闭触头断开，常开触头闭合，此时，驱动电机10才能接收来自数控变频逆变电源送来的频率、相位和电流大小都可调的电流，定子线圈6馈入此交流电流后产生旋转磁场，该磁场与转子7外缘固装的稀土永磁材料制成的磁极8所产生的永磁场相互作用产生扭矩，带动转子7转动使滚筒旋转，电梯升降。假设电梯整个装置在运行过程中突然掉电，如果是用传统电机驱动的话，吊仓会在其本身重力作用下，克服平衡配重的拉力而自由下落，传统驱动电机对此无能为力，其后果是不堪设想的。而在本实用新型中，由于驱动电机是稀土同步电机，其一旦失电或者在未加电的常态下，电机的定子绕组6是短路相连的，如果吊仓因其重力作用而逐渐下滑使滚筒转动时，此时也会带动同轴的转子7旋转，转子中的稀土材料制成的磁极8也随之旋转。这种旋转磁场会在其定子线圈6里感应生成电动势。由于交流接触器11在一旦失电或常态未加电时均由常闭触头把定子线圈6连成短路，感应生成的电动势在短路的定子线圈内产生的电流，恰恰是阻止转子继续顺此方向旋转而施加的反向扭矩。这样，转子应该是逐渐停止其转动，使吊仓接近于悬停状态。即使电梯处在极限载荷的情况，吊仓满载时，电梯的下滑速度也不会超过其正常运行时的升降速度，这样，只要电梯的悬吊系统不发生脱开的严重故障，不管是电梯运行时掉电，控制系统失灵还是电梯保护装置失控，本实用新型均能安全可靠地进行制动控制，这是由本实用新型中的驱动电机和具有双向触头的交流继电器的本身特性所决定的，这也是数控全速同步电机在应用于电梯设备领域中所具有的特殊优异性能，是本实用新型赖以成功的根本原因。

Claims (1)

1、一种安全可靠的电梯制动装置，包括有驱动电机和交流接触器，其特征在于：驱动电机为数控全速稀土同步电机，所用的双向交流接触器除有三个彼此独立的常开触头分别接入驱动电机的三相主电路外，还有三个常闭触头电与驱动电机的定子绕组(线圈)相连接，此三个常闭触点是互相连接的，使电机的定子线圈在未加电时呈短路状态。

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