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永磁无齿轮驱动在电梯驱动中的应用展望


永磁无齿轮驱动在电梯驱动中的应用展望

　

 

       随着国民经济的发展，我国的电梯工业获得了极大的发展，近年来都以20%左右的速度递增，2006年达到了16.8万台，产量超过了世界总产量的三分之一。作为电梯主要部件的驱动机（曳引机）的产量也随着提高。
 
    有齿轮驱动结构
   传统的电梯驱动机（有齿轮结构）主要由电动机、制动及制动释放装置、机械减速机构组成。
   为了保证整机的机械传动性能，减速机构通常需要很高的加工精度，加工复杂，加工成本高。传统减速机构中，加工复杂，加工成本高。传统减速机构中，以蜗轮蜗杆传动为主，有传动平稳、传动比大等优点，但低效率、高能耗是其不可克服的致命缺陷。一般机械效率在70%~80%。由于减速机构的存在使得曳引机占有较大的体积和重量。
    永磁无齿轮驱动结构
   永磁无齿轮驱动是由低速永磁电动机、制动及制动释放装置组成，由电机轴直接驱动电梯运行，其特点是：
    （1）结构简单紧凑
    （2）在电梯曳引统应用更**可靠
   如使用永磁同步电动机来作为电梯曳引机的驱动，则在失电或上述故障时系统监控到失速信号超过一定量时立即切断控制器供电回路，电动机立即自闭减速（电机在无源状态下自行短接定子回路或通过可调电阻器短接）。在外力作用下，处于发电状态的同时产生制动转矩。实现了防堕落防飞车。永磁体和闭合的电枢回路产生自闭系统这种非接触双向保护大大增加了电梯运行的**性和可靠性。
    （3）降低了对环境的污染
   有齿轮曳引机工作时，为了减少蜗轮、蜗杆在推动过程中的滑移摩擦热以及齿轮传动啮合间的接触/挤压/摩擦热，特别是蜗轮蜗杆传动接触面须形成有一定厚度的油膜才能保证其有效寿命，必不可少的润滑油及更换时的废弃油同样不利于环境保护。
     (4)高效率
   由于永磁电机具有较高效率，同时去除了机械减速机构的损耗，因此系统效率可以大幅度提高。
   由于永磁无齿轮具有的优点，在电梯中的应用得到了快速发展，目前垂直梯已经普遍采用。
    无齿轮驱动应用于自动扶梯驱动机的问题
   从结构上看，一台驱动机在输出轴上安装绳轮就是垂直梯驱动机；而装上链轮就是自动扶梯驱动机，二者没有区别，有所不同的是技术指标的差异，这个差异使得无齿轮驱动技术至今不能由于自动扶梯。
   自动扶梯与垂直梯对驱动机的要求差异主要体现在转速上，垂直梯要求驱动机输出转速一般在150r/min以上，而自动扶梯一般要求在50r/min以下，这使得电机的体积和重量大幅度提高，成本也随之大幅度上升，不仅经济性下降，而且自动扶梯机舱没有足够的空间安装。
    无齿轮自动扶梯驱动机的研究方向探讨
   低速大转矩直接驱动是当前电机界研究的一个重点方向，也取得了很多成果，特别是对横向磁通电机的研究成果，对无齿轮自动扶梯的研究有重要指导意义。横向磁通电机由于可以获得较高的功率密度，通常可以达到传统结构电机的3~5倍，这样就可以解决体积和重量大的矛盾。
   以往对横向磁通电机的研究大多集中在获得高的功率密度上，往往选择很高的磁通密度和电负荷，这使得横向磁通电机的磁阻转矩很大，转矩波动大，这会造成较大的噪声，而自动扶梯驱动机可以接受的噪声要在声功率能68db(A)以内。这需要进行大量的理论分析和试验研究在功率密度和噪声之间找到*佳的平衡。
   永磁无齿轮驱动技术在电梯驱动方面有广阔空间，但也有很多问题有待探索，随着永磁电机极其相关研究的发展，其技术也将越来越多地被移植到电梯技术中，并*终推动电梯技术的进步。





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