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曳引机结构及故障排查,直流电动机设计制造

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:曳引机是电梯运行的动力来源,在行业中多称为主机,其作用就是产生动力驱动轿厢和对重做上下往复运动。为便于后续分析曳引机的故障现象,就曳引机的结构及形式进行分类。曳引轮与制动轮为同轴固定连接,采用双点支撑;由制动器、制动轮、制动臂和制动闸瓦等组成曳引机的制动系统。曳引电动机是为电梯拖动专门设计制造的,能适应电梯工作特点,具有良好的调速性能的直流电动机、交流电动机或永磁同步电动机。

曳引机结构及故障排查,直流电动机设计制造

曳引机电梯运行的动力来源,在行业中多称为主机,其作用就是产生动力驱动轿厢和对重做上下往复运动。曳引机一般由曳引电动机制动器减速器、曳引轮、盘车手轮等组成。曳引机工作时,曳引轮旋转,缠绕在曳引轮绳槽中的曳引绳由于受到曳引轮绳槽对其摩擦力的作用而被驱动,从而带动轿厢和对重运行。

为便于后续分析曳引机的故障现象,就曳引机的结构及形式进行分类。国内外曳引机技术发展非常快,出现了很多新型的曳引机,从驱动电机机械结构两方面进行分类,如图1-2所示。

图1-2 曳引机分类

1.交流电动机驱动曳引机

交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类,其中异步电动机又分为单速、双速、调速三种类型。异步单速电动机适用于杂物梯,异步双速电动机适用于货梯,调速电动机多用于客梯、住宅梯和病床梯等。随着交流变频技术的发展和成本的降低,目前交流电动机采用变压变频调速(Variable Voltage and Variable Frequency,VVVF)技术,得到了非常广泛的使用。

2.直流电动机驱动曳引机

直流电动机调速和控制较为方便,运行速度平稳,传动效率高,在电梯上得到了较多的应用,一般在超高速电梯上大量使用。直流电动机的缺点是结构复杂,必须配备交、直流转换设备,价格昂贵,随着电子电工技术的发展,此问题逐步得到了较好的解决。

3.永磁同步电动机驱动曳引机

永磁同步电动机驱动曳引机,也称永磁同步无齿轮曳引机,主要由永磁同步电动机、曳引轮及制动系统组成。永磁同步电动机采用高性能永磁材料和特殊的电机结构,具有节能、环保、低速、大转矩等特性。曳引轮与制动轮为同轴固定连接,采用双点支撑;由制动器、制动轮、制动臂和制动闸瓦等组成曳引机的制动系统。永磁同步无齿轮曳引机以其节省能源、体积小、低速运行平稳、噪声低、免维护等优点,越来越引起电梯行业的广泛关注。

4.有齿轮曳引机

有齿轮曳引机一般使用在运行速度不超过2.0 m/s 的各种交流双速和交流调速客梯、货梯及杂物梯上,为了减少齿轮减速器运行噪声,增加工作平稳性,多采用蜗轮蜗杆减速,具有工作平稳可靠、无冲击噪声、减速比大、反向自锁、体积小、结构紧凑等优势。由于蜗轮与蜗杆在运行时啮合面间相对滑动速度较大,润滑不良,齿面易磨损。有齿轮曳引机如图1-3所示。

图1-3 有齿轮曳引机

5.无齿轮曳引机

无齿轮曳引机即取消了齿轮减速器,将曳引电动机与曳引轮直接相连,中间位置安装制动器的曳引机。此类曳引机一般多用于轿厢运行速度大于2 m/s 的高速电梯上,其曳引轮安装在曳引电动机轴上,没有机械减速装置,机构简单。曳引电动机是为电梯拖动专门设计制造的,能适应电梯工作特点,具有良好的调速性能的直流电动机、交流电动机或永磁同步电动机。

由于没有齿轮减速器的增扭作用,此类曳引机制动器工作时所需要的制动力矩比有齿轮曳引机大许多,所以无齿轮曳引机中体积最大的就是制动器。加上无齿轮曳引机多用于复绕式结构,所以曳引轮轴轴承的受力要远大于有齿轮曳引机,相应轴的直径也较大。无齿轮曳引机如图1-4所示。

(www.zuozong.com)

图1-4 无齿轮曳引机

6.永磁同步无齿轮曳引机与传统曳引机的比较

永磁同步无齿轮曳引机是近些年来得到迅速发展的新型曳引机,与传统曳引机相比,永磁同步无齿轮曳引机具有以下主要特点。

(1)整体成本较低

传统曳引机体积庞大,需要专用的机房,而且机房面积也较大,增加了建筑成本;永磁同步无齿轮曳引机则结构简单,体积小,重量轻,可适用于无机房状态,即使安装在机房也仅需很小的面积,使得电梯整体成本降低。

(2)节约能源

传统曳引机采用齿轮传动,机械效率较低,能耗高,电梯运行成本较高;永磁同步无齿轮曳引机由于采用了永磁材料,没有了励磁线圈和励磁电流消耗,使得电动机功率因数得以提高,与传统有齿轮曳引机相比,能源消耗可以降低40%左右。

(3)噪声低

传统有齿轮曳引机采用齿轮啮合传递功率,所以齿轮啮合产生的噪音较大,并且随着使用时间的增加,齿轮逐渐磨损,导致噪声加剧;永磁同步无齿轮曳引机采用非接触的电磁力传递功率,完全避免了机械噪声、振动、磨损。传统曳引电动机转速较快,产生了较大的运转和风噪;永磁同步无齿轮曳引机本身转速较低,噪声及振动小,所以整体噪声和振动得到明显改善。

(4)高性价比

永磁同步无齿轮曳引机取消了齿轮减速箱,简化了结构,降低了成本,减轻了重量;并且传动效率的提高可节省大量的电能,运行成本低。

(5)安全可靠

永磁同步无齿轮曳引机运行中,当三相绕组短接时,轿厢的动能和势能可以反向拖动电动机进入发电制动状态,并产生足够大的制动力矩阻止轿厢超速,所以能避免轿厢冲顶或蹲底事故,当电梯突然断电时,可以松开曳引机制动器,使轿厢缓慢地就近平层,解救乘员。另外,永磁同步电动机具有启动电流小、无相位差的特点,使电梯启动、加速和制动过程更加平顺,改善了电梯舒适感。

每一个机械结构件都有一套标准来规范其设计、制造、安装等过程,电梯属于特种设备之一,从设计到制造到最后功能丧失后的注销,都有相应的标准规范及过程。针对电梯曳引系统有关标准的详细内容如表1-1所示。

表1-1 曳引系统标准对接

续表

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