專利名稱：無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用的曳引機(jī)，特別是一種適用于小機(jī)房和無(wú)機(jī)房電梯曳引驅(qū)動(dòng)的無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī)。該機(jī)可廣泛應(yīng)用于其它需要低速大扭矩運(yùn)行場(chǎng)合。
隨著現(xiàn)代控制理論與技術(shù)的發(fā)展和永磁電機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步，電梯曳引驅(qū)動(dòng)技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。采用永磁同步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的無(wú)齒輪曳引機(jī)已經(jīng)得到了實(shí)際應(yīng)用。與傳統(tǒng)異步曳引機(jī)相比，永磁同步曳引機(jī)取消了齒輪減速箱，實(shí)現(xiàn)了電梯的無(wú)齒輪直接驅(qū)動(dòng)，大大提高了系統(tǒng)的傳動(dòng)效率，減小系統(tǒng)整體體積，并使傳動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)、噪音和低速平穩(wěn)性等運(yùn)行性能方面得到改善。無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī)最終取代傳統(tǒng)有齒輪異步曳引機(jī)已成為電梯曳引驅(qū)動(dòng)的必然發(fā)展趨勢(shì)。
據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料介紹，該類型曳引機(jī)采用的都是分離組合件。其主要結(jié)構(gòu)為(1)機(jī)座外殼、定子鐵心固定架和轉(zhuǎn)軸支撐架是由多個(gè)分離部件組合而成；
(2)轉(zhuǎn)子和曳引輪的固定采用裝配聯(lián)接形式，是以曳引輪作為轉(zhuǎn)子的支架，由螺栓聯(lián)接，將轉(zhuǎn)子固定在曳引輪上，曳引輪既要傳遞扭矩又要支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；(3)制動(dòng)部件的制動(dòng)臂和剎車片為固定整體聯(lián)接部件；(4)旋轉(zhuǎn)編碼器裝配機(jī)殼外部。
由其結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不足和缺陷如下(1)就機(jī)座而言，分離部件的組合結(jié)構(gòu)，使機(jī)械加工難度相對(duì)增加，工藝性比較復(fù)雜。這既要保證各部件之間裝配尺寸的精度公差要求，又要保證相關(guān)部件的形、位公差，且裝配精度與同心度很難保證。特別是采用裝配聯(lián)接結(jié)構(gòu)，不僅部件多，結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)增大，增加制造成本，而且整體機(jī)械強(qiáng)度降低，將影響整機(jī)使用性能和使用壽命。
(2)轉(zhuǎn)子和曳引輪的固定采用裝配聯(lián)接形式，使得曳引機(jī)的整體性變差，同心度較低，嚴(yán)重時(shí)曳引機(jī)將無(wú)法工作。當(dāng)更換曳引輪時(shí)，需要整機(jī)分離，裝配精度很難保證。更因曳引輪與軸的裝配聯(lián)接方式，使得曳引輪受力中心與前軸承的支撐中心距增大，軸的抗彎強(qiáng)度降低，一旦螺栓松動(dòng)，制動(dòng)失效，曳引機(jī)將無(wú)法工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成事故。
(3)制動(dòng)臂與剎車片的整體固定聯(lián)接結(jié)構(gòu)，不僅加工精度要求高、裝配質(zhì)量差，而且當(dāng)剎車片與制動(dòng)輪接觸不良時(shí)很難進(jìn)行調(diào)整，影響制動(dòng)效果。
(4)編碼器裝配在機(jī)座外側(cè)，使整機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸增大，而且編碼器裸露在外部，容易損壞。
電梯曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由曳引機(jī)及其控制系統(tǒng)組成，如何進(jìn)一步提高曳引機(jī)力能密度，減小曳引機(jī)體積，使之滿足小機(jī)房甚至無(wú)機(jī)房需要，并降低整個(gè)曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本，已成為工程技術(shù)人員研究的重要課題和新期望。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種高效、高力能密度外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī)，它結(jié)構(gòu)緊湊，工藝性好，加工方便，體積小，氣隙磁場(chǎng)諧波含量小，噪聲低，低速運(yùn)行平穩(wěn)，可靠性高。在提高曳引機(jī)效率的同時(shí)，還可降低控制系統(tǒng)變頻器容量，減少整個(gè)曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該裝置包括定子、轉(zhuǎn)子及其制動(dòng)裝置，其中機(jī)座與定子外殼、支撐套鑄成整體，轉(zhuǎn)子的外周壁內(nèi)側(cè)周向粘貼等半徑平行充磁弧形永磁體，轉(zhuǎn)軸固裝在轉(zhuǎn)子軸套的軸孔內(nèi)，定子鐵心壓裝在定子外殼的支撐套外周上，將定子外殼和轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承支撐連接在一起，并在轉(zhuǎn)軸的后端位于定子外殼內(nèi)組裝旋轉(zhuǎn)編碼器，在機(jī)座的兩側(cè)分別設(shè)置帶有閘瓦的制動(dòng)臂，雙向推力電磁開(kāi)閘制動(dòng)器置于機(jī)座上部?jī)芍苿?dòng)臂之間，鉸接在制動(dòng)臂上的閘瓦吻合接觸在轉(zhuǎn)子的外周壁對(duì)稱兩側(cè)，曳引輪固裝在轉(zhuǎn)子端部臺(tái)肩上。
上述定子鐵心和轉(zhuǎn)子永磁體為不等長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子永磁體長(zhǎng)于定子鐵心3％～15％。
采用等半徑平行充磁弧形結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子永磁體，極弧系數(shù)為0.75～0.95。
定子繞組采用分?jǐn)?shù)槽繞組，定子鐵心斜0.5-1.5個(gè)定子齒距。
由于本實(shí)用新型采用轉(zhuǎn)子永磁體比定子鐵心稍長(zhǎng)的外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所以顯著提高曳引機(jī)的力能密度；在相同負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，有效地降低了變頻器輸出電流，降低曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)造價(jià)。曳引機(jī)抱閘制動(dòng)輪與外轉(zhuǎn)子為一體化鑄件結(jié)構(gòu)，曳引輪與抱閘制動(dòng)輪固定在一起，并與雙向推力電磁開(kāi)閘制動(dòng)器共同構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子永磁體采用等半徑平行充磁弧形結(jié)構(gòu)，均勻粘貼在轉(zhuǎn)子外周壁內(nèi)側(cè)，極弧系數(shù)為0.75～0.95，有效地改善了氣隙磁場(chǎng)波形；定子鐵心斜槽和定子繞組采用分?jǐn)?shù)槽，有效地削弱了氣隙磁場(chǎng)諧波含量，提高了曳引機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性。機(jī)座與定子外殼、支撐套鑄成整體，定子鐵心壓裝在定子外殼的支撐套外周上，定子外殼既是定子的固定支架，又是支撐轉(zhuǎn)子的軸承支撐架。因此，其整體強(qiáng)度高，易于加工，工藝性好，一次裝卡就可完成全部加工，而且形、位公差易保證，減少了聯(lián)接部件，整體結(jié)構(gòu)尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)加成本降低。轉(zhuǎn)子、制動(dòng)輪和轉(zhuǎn)子支撐軸套的整體式結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，可靠性和工藝性更高，特別是支撐軸套上裝有軸承，在曳引機(jī)承受力的作用和輸出扭矩時(shí)，使得受力點(diǎn)和支撐點(diǎn)力矩減小，結(jié)構(gòu)受力更合理，而且支撐軸套與轉(zhuǎn)軸的復(fù)合裝配結(jié)構(gòu)，使曳引機(jī)軸的整體抗彎強(qiáng)度高，剛度大，整機(jī)裝配性能好，整體性強(qiáng)。曳引輪只作為一個(gè)獨(dú)立的部件，固定聯(lián)接在作為制動(dòng)輪的整體式轉(zhuǎn)子端部臺(tái)肩上，即轉(zhuǎn)子支撐軸套外的輪轂上，拆卸方便，不影響整機(jī)的原裝配性能，可靠性高。
制動(dòng)部分的制動(dòng)臂和閘瓦采用鉸接方式，易于調(diào)節(jié)，裝配方便，效果好，而且制動(dòng)可靠性高。
編碼器采用內(nèi)置式，將編碼器安裝在轉(zhuǎn)軸的后端位于定子外殼內(nèi)，編碼器得到了保護(hù)，不易因運(yùn)輸、搬運(yùn)而損壞，而且整機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸大大減小。


圖1是本實(shí)用新型一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的側(cè)視圖。
圖3為轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施實(shí)例為曳引機(jī)額定載荷1噸，提升速度1.75m/s，曳引輪懸掛方式2∶1繞法。在該實(shí)例中，曳引機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體7比定子長(zhǎng)5mm，采用等半徑平行充磁的釹鐵硼永磁體，極弧系數(shù)為0.93；定子繞組采用每極每相槽數(shù)為1.2的分?jǐn)?shù)槽繞組，定子鐵心斜1個(gè)定子齒距，有效地削弱了氣隙磁場(chǎng)諧波含量，保證了曳引機(jī)低速運(yùn)行平穩(wěn)；曳引機(jī)力能密度高，氣隙磁場(chǎng)基波磁密達(dá)1.15T；曳引機(jī)體積小，重量輕，性能/價(jià)格比優(yōu)異。
本實(shí)用新型還可廣泛應(yīng)用于其它需要低速大扭矩運(yùn)行場(chǎng)合，并可根據(jù)不同工況分別采用不同的制動(dòng)方式，如斷電制動(dòng)、給電制動(dòng)、離合器以及盤式平面制動(dòng)等，以滿足驅(qū)動(dòng)機(jī)械的要求。
權(quán)利要求1.一種無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子及其制動(dòng)裝置，其特征在于機(jī)座與定子外殼、支撐套鑄成整體，轉(zhuǎn)子的外周壁內(nèi)側(cè)周向粘貼等半徑平行充磁弧形永磁體，轉(zhuǎn)軸固裝在轉(zhuǎn)子的軸套軸孔內(nèi)，定子鐵心壓裝在定子外殼的支撐套外周上，將定子外殼和轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承支撐連接在一起，并在轉(zhuǎn)軸的后端位于定子外殼內(nèi)組裝旋轉(zhuǎn)編碼器，在機(jī)座的兩側(cè)分別設(shè)置帶有閘瓦的制動(dòng)臂，雙向推力電磁開(kāi)閘制動(dòng)器置于機(jī)座上部?jī)芍苿?dòng)臂之間，鉸接在制動(dòng)臂上的閘瓦吻合接觸在轉(zhuǎn)子的外周壁對(duì)稱兩側(cè)，曳引輪固裝在轉(zhuǎn)子端部臺(tái)肩上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于電動(dòng)機(jī)的定子鐵心和轉(zhuǎn)子永磁體為不等長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子永磁體長(zhǎng)于定子鐵心3％～15％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于采用等半徑平行充磁弧形結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子永磁體，極弧系數(shù)為0.75～0.95。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于定子繞組采用分?jǐn)?shù)槽繞組，定子鐵心斜0.5-1.5個(gè)定子齒距。
專利摘要一種無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子及其制動(dòng)裝置，其中機(jī)座與定子外殼、支撐套鑄成整體，轉(zhuǎn)子的外周壁內(nèi)側(cè)周向粘貼等半徑平行充磁弧形永磁體，轉(zhuǎn)軸固裝在轉(zhuǎn)子軸套的軸孔內(nèi)，定子鐵心壓裝在定子外殼的支撐套外周上，將定子外殼和轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承支撐連接在一起，并在轉(zhuǎn)軸的后端位于定子外殼內(nèi)組裝旋轉(zhuǎn)編碼器，雙向推力電磁開(kāi)閘制動(dòng)器置于機(jī)座兩制動(dòng)臂之間，鉸接在制動(dòng)臂上的閘瓦吻合接觸在轉(zhuǎn)子的外周壁對(duì)稱兩側(cè)，曳引輪固裝在轉(zhuǎn)子端部臺(tái)肩上。它結(jié)構(gòu)緊湊，工藝性好，加工方便，體積小，氣隙磁場(chǎng)諧波含量小，噪聲低，低速運(yùn)行平穩(wěn)，可靠性高。在提高曳引機(jī)效率的同時(shí)，還可降低控制系統(tǒng)變頻器容量，減少整個(gè)曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本。
文檔編號(hào)H02K21/22GK2544461SQ0227340
公開(kāi)日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月11日
發(fā)明者徐廣人, 張盛亮 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)藍(lán)光驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司