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《电梯结构原理及安装维修》第二章 第二节 曳引驱动系统(续)

时间:2017-09-04     

3.jpg第二节 曳引驱动系统

(3)无齿曳引机的结构原理

1)无齿曳引机在电梯产品中应用

我国20世纪80年代末前曾批量生产过采用直流电动机作为曳引电动机的无齿曳引机,这种直流电动机拖动的无齿曳引机,主要用在额定运行速度V ≧2.5 m/s的高速乘客电梯上。这种无齿曳引机已于20世纪80年代末后不再生产,在此不再赘述。

 近几年来我国的无齿曳引机生产又有了新的发展。近年来生产的无齿曳引机的曳引电动机采用的是永磁同步电动机,国内率先采用永磁同步电动机作为曳引电动机,并率先将永磁同步无齿曳引机推向国内无机房和小机房电梯市场,且取得成功的是芬兰在中国昆山创立的通力中国电梯公司,以此证明永磁同步电动机具有在低速状态下实现大功率输出的特点,能够改变传统的“电动机→减速器→曳引轮→负载(轿厢和对重)”的曳引驱动模式,做到集曳引电动机、曳引轮、制动器、光电编码器于一体的驱动新模式,且具有节能、免维护、环保等优点。这种永磁同步无齿曳引机的结构示意图如图2-7所示。

    

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在通力中国电梯公司的带动下,近几年来我国的曳引机专业制造厂和一部份大型电梯制造企业已研制出不少具有各自特点的永磁同步无齿曳引机,使我国电梯产品的节能效果向前推进了一大步。由于永磁同步无齿曳引机的体积小、重量轻(是传统有齿曳引机重量的35﹪左右)、材料消耗少、结构相对简单,价格也相对低廉,而且其节能效果又比普通交流感应电动机VVVF拖动电梯还要节能20~25左右。由于永磁同步无齿曳引机的节能、环保效果好而深受广大电梯用户的欢迎。目前国内生产的永磁同步无齿曳引机已广泛应用到各种类别、载重量、运行速度的电梯产品上。近几年来,国内电梯市场采用永磁同步无齿曳引驱动的VVVF拖动电梯,已占国内电梯市场分额的90﹪以上,而且仍有继续扩大市场占有率的趋势。

永磁同步电动机按结构型式分有内、外转子式两种。所谓内转子式就是转子在定子之内,就定子与转子的相对位置而言,这种永磁同步电动机与已往使用过的普通交直流电动机有点相似。所谓外转子式就是转子在定子之外,这种永磁同步电动机与已往使用过的普通交直流电动机几乎没有相似之处。由于内、外转子式永磁同步电动机自身的差别就比较大,因此构成永磁同步无齿曳引机的曳引轮、制动器与永磁同步电动机的组装形式也就有比较大的差异。至于永磁同步电动机的结构原理将在本书第三章的第十三节中描述。

2)永磁同步无齿曳引机制动器

永磁同步无齿曳引机的制动器也由直流电磁线圈、电磁铁芯、闸瓦架和闸瓦及闸皮、制动轮(它属于曳引机的一个部件)、抱闸弹簧等构成。永磁同步无齿曳引机由于甩掉减速器以及永磁同步电动机自身的特点,使永磁同步无齿曳引机具有自已的特色。对于采用外转子式永磁同步电动机的无齿曳引机,其转子外壳与制动器的制动轮和曳引绳轮易于铸造成一体,制动器的制动轮仍在电机转动部份与曳引绳轮之间,但主要构成部件的几何形状和尺寸则差异很大。对于采用内转子式永磁同步电动机的无齿曳引机,曳引绳轮也与永磁同步电动机的转动部分同轴,曳引绳轮稳装在永磁同步电动机转轴的左侧或右侧,若曳引绳轮稳装在永磁同步电动机转轴的左侧,则多将制动轮稳装在永磁同步电机转轴的右侧,制动器的闸瓦架和闸瓦及闸皮、直流电磁线圈、电磁铁芯、也与制动轮同装在右侧,也易于将制动器的闸瓦架与永磁同步曳引电动机的外壳铸造成一体。由于永磁同步无齿曳引机没有减速器,所以永磁同步电动机输出的扭矩就比较大,也就要求永磁同步无齿曳引机制动器产生的制动力矩必须足以制停电梯继续运行,因而永磁同步无齿曳引机的制动器多采用双直流电磁线圈,而且供电电源电压也比较高,以降低直流电磁线圈的电流。永磁同步无齿曳引机制动器的外形结构和形式请参阅图2-7。

2、导向轮

  导向轮也称抗绳轮。导向轮由轴、轴套和绳轮等机件构成。轴套和绳轮装成一体,再将轴装进轴套里,轴通过轴瓦架(或U型螺栓)紧固在曳引机承重梁的下方,其安装示意图如图2-2中的6所示。导向轮上开有曳引绳槽,槽的直径稍大于曳引绳的直径,但绳槽与绳槽的中心距与曳引轮的绳槽与绳槽的中心距相等。导向轮的作用是调节和控制轿厢架绳头板中心与对重架绳头板中心的距离,以及曳引绳在曳引轮上的包角,该包角对于如图2-2所示的曳引方式为1:1的电梯应不小于135°。

3、曳引绳和曳引绳补偿装置

(1)曳引绳

电梯的曳引钢丝绳(俗称曳引绳)是连接轿厢和对重装置的机件,承载着轿厢、对重装置和额定载重量的总和。电梯用曳引绳一般采用按国家标准GB8903-2004规定生产的电梯用钢丝绳。这种钢丝绳分为6×19S+NF和8×19S+NF两种,均采用天然纤维或人造纤维作芯子,其截面结构示意图如图2-8所示。其中:6×19S+NF为6股,每股3层,外面两层各9根钢丝,最里层一根钢丝;8×19S+NF为8股,每股3层,外面两层各9根钢丝,最里层一根钢丝。每种曳引绳的直径有6mm、8mm、11mm、13mm、16mm、19mm、22mm等多种规格。电梯用钢丝绳的钢丝化学成分、力学性能等在GB8903-2004中也做了详细规定。

   

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(2)曳引绳补偿装置

每台电梯所用曳引绳的根数和绳的直径,与电梯的额定载重量、额定运行速度有关。所用曳引绳的长度与电梯的曳引方式和提升高度有关。当电梯的提升高度比较大时,电梯运行过程中会导致电梯的平衡系数随轿厢位置的变化而变化。这种变化大到一定程度时除给电梯的调整工作造成困难外,还会降低电梯的整机性能和安全性能。为此,当电梯的提升高度大到一定程度时,电梯设计人员就必须在轿厢和对重装置之间装设与曳引绳重量变化的补偿绳或补偿链,以减少电梯平衡系数随轿厢位置的变化而变化。




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