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内转子曳引机
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    TU976.3
  • 关键词:
  • 成果简介:
    在高层建筑普遍的今天,电梯是不可缺少的。现在人们对电梯的舒适性、安全性要求越来越高,与此同时,使用单位希望电梯具有成本低、效率高,空间占据体积小等优点。为此,一部优质电梯系统需要同时满足这些性能要求,需要同时满足现代人们这些性能要求,这就对电梯电动机设计情况及其控制模式、控制方法、节能环保等方面提出了新的挑战。 整个电梯系统的涉及专业很广,其中有大量的工作需要,但是课题组只研究电气工程相关的部分-曳引电机部分。电梯所应用电机称为曳引电机,即拖动电梯部分,是电梯传动系统的关键部分,它的性能直接决定着电梯的高级程度,电梯的起动、制动频繁,能否达到要求很关键。此外,其加减速度代表着乘坐舒适程度,加减速度能否符合人体的感官的要求是指标的好坏的象征。国内使用最多的是电动机-减速机的驱动模式,但是由于存在各种缺点,达不到当今时代的要求。在齿轮传动系统中,由于减速机构复杂,导致整体结构复杂,其通常采用蜗轮蜗杆,这也加大了工作人员要做的维护工作,也增加了各项费用,不易维护。还有重要的缺点是噪声较大,影响建筑中居民的休息。而且由于蜗轮蜗杆的传动效率仅达到70%左右,导致齿轮传动系统运行的效率很低、运行成本较高,使整个系统能耗较大。同时,齿轮传动需要体积较大的上置式机房,上置式机房中需要安装齿轮箱和曳引机。它们体积较大,并需要一定成本进行安装与维护,这既占用了大量的建筑体积,又增加成本。这种驱动模式的弊端除了效率较低、成本高、占用建筑物较大体积的问题,诸多技术问题有待解决,例如低速平稳性不够好、难以达到舒适性的要求,机械噪音较大影响人们生活质量等。由于存在减速机齿轮,在电梯这种低速、平稳性要求高、舒适度要求较高、大转矩系统中,它已经越来越难以达到现代电梯系统对驱动的要求。 电梯曳引机在运行过程中需频繁的起动、制动,而且负荷变化大,需要专用的电动机。对曳引电动机有如下的技术性能要求: (1)电梯曳引电动机为短时重复工作制,应该可以进行频繁起动,并可以反复制动、正反转运行;(2)电机可以适应电源有小范围的波动的情况,可以正常运行;可以有足够大的起动力矩,当轿厢满负荷起动时,或需要满负荷加速,可以满足该指标;(3)起动电流要小;(4)由于电梯的负载会随时变化并没有规律性,电梯速度容易随载重变化而变化。因此电动机须有较硬的机械特性,可以实现平稳运行;(5)要有良好的调速性能,特别是在电梯系统低速运行时,转矩不能下降太大或变化过于突然,以免电机波动较大;(6)应能够运行平稳、噪音污染较小、便于工作人员维护与检修、可靠性高。永磁同步电动机因为具有体积轻、效率高优点使用更为广泛。由于国民经济的迅猛发展和人民群众的生活水平的提高,科技高速发展,要求环保节能性越来越好、电机的运行越来越稳定。因而每一位电机设计者都应该担起研究开发高性能的电动机的重任。 近年来,随着永磁材料和永磁电机技术的进步,国内外开启了对开发和生产永磁同步无齿轮曳引电梯的的大规模生产的时代。永磁同步电机具有低速大转矩的优越性能,并以其高效节能、低噪声等优势成为当今电梯行业的新宠。永磁同步无齿轮曳引电梯具有机械结构简化、节能、低噪声、高性价比及无污染等特点,在有机房和小机房布置时也显示出极高的自由度和灵活性。永磁同步无齿轮曳引技术,仍在不断完善,其作为电梯行业技术的突破和进步,虽然仍有一些缺点,在电梯业界制造与应用越来越广泛。 内转子永磁同步电动机的结构是转子在内、定子在外,内转子在轴向方向设计,使得主机高度达到最小化,减小了体积,即节省了建筑面积,在相等径向高度的设计中,设计到最大输出扭矩值,使其运行平稳、噪声低。真实实现高力矩,高梯速,大载重的特色。而且可以很方便的实现不同系列不同规格的曳引机,在同一机座与轴承支座的基础上通过调节定子长度以满足电梯的不同动力的需求,且结构简单合理、成本低廉、零部件通用性高,实现速度调节宽,载重能力强功能。 创新点一:内转子置于前轴承支座与后轴承支座中间位置,内转子沿转轴轴向布置,内转子套在转轴上并与转轴固定,转轴的两端分别通过前轴承和后轴承安装在前后轴承支座上,外定子套在内转子外侧,内转子在轴向方向的设计,使得主机高度达到最小化,减小了体积,在相等径向高度的设计中,达到最大输出扭矩值。 创新点二:前轴承支座侧的转轴上装有曳引轮,后轴承支座侧的转轴上装有制动器与编码器,在同一机座与轴承支座的基础上,通过调节定子长度,满足电梯的不同动力的需求,实现不同系列不同规格的曳引机,速度调节宽,载重能力强。 创新点三:将外定子直接固定在机座内腔,利用热胀冷缩的原理,过盈配合,机座经加热后与外定子采用热套方式定位,可传递轴向力、扭矩及轴向力与扭矩同时作用的载荷。 经济效益:该产品投放市场后,计划在2016年实现935万元销售,随着市场的不断开拓,该产品生产规模的进一步扩大,单位产品的生产成本和管理成本也随之下降,经济效益也将会进一步提高。
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