專利名稱：用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，特別涉及一種具有較大的起動(dòng)力矩和較強(qiáng)的過載能力，于節(jié)能減排的同時(shí)也可高效且可靠地運(yùn)行的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的升降電梯大多采用同步曳引機(jī)，由于其所需的極數(shù)多，勢(shì)必磁鋼數(shù)量、銅及鐵的用量也大，從而造成了大量的能源消耗。因此，如何使得應(yīng)用于升降電梯的曳引機(jī)可以達(dá)到節(jié)能效果并降低運(yùn)行成本，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。同步曳引機(jī)具有力矩大的特點(diǎn)，所以在電梯行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。然而，其轉(zhuǎn)速較低，如果將其轉(zhuǎn)速提高，由于來自外界的干擾相對(duì)較多(包括現(xiàn)場(chǎng)電壓干擾、突然之間負(fù)載增大、編碼器與電機(jī)產(chǎn)生位移、磁鋼產(chǎn)生退磁等)，所以非常容易產(chǎn)生磁崩潰，進(jìn)而產(chǎn)生相當(dāng)大的安全隱患。如果選用異步曳引機(jī)，雖然沒有退磁等安全隱患，運(yùn)行也相對(duì)可靠，但是因?yàn)槠涔β室驍?shù)及效率低，不符合國(guó)家節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。因此，如何使得應(yīng)用于升降電梯的曳引機(jī)可以達(dá)到減排效果，也可以高效地、可靠地運(yùn)行，也成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶有異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其適用于如升降電梯，具有較大的起動(dòng)力矩和較強(qiáng)的過載能力，于節(jié)能減排的同時(shí)也可高效且可靠地運(yùn)行，其結(jié)合了同步電機(jī)和異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又有效地規(guī)避了兩者的弊端。為解決上述問題，本發(fā)明的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，包括有:曳引機(jī)軸，其為可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，該軸的長(zhǎng)度可至少容納用于曳引傳動(dòng)的呈扁平狀的牽引元件；套設(shè)于所述的曳引機(jī)軸上且與該曳引機(jī)軸同步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括有提供異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)繞組和提供同步轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)的永磁體；套設(shè)于所述轉(zhuǎn)子上的定子，該定子進(jìn)一步包括有提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子鐵芯和繞組；容納所述轉(zhuǎn)子和定子的電機(jī)外殼；外設(shè)于所述曳引機(jī)軸的制動(dòng)器，用以抑制所述曳引機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)；以及曳引機(jī)架，其進(jìn)一步包括支撐所述曳引機(jī)軸的成對(duì)設(shè)置的軸承座，所述軸承座提供分別與所述的電機(jī)外殼和制動(dòng)器相連的連接表面。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，還包括變頻器，其裝設(shè)于所述的曳引機(jī)架而與所述的曳引機(jī)軸形成整體式結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，還包括曳引機(jī)架蓋，其外設(shè)于所述的變頻器而將所述的變頻器與曳引機(jī)軸容納于其內(nèi)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與所述的永磁體磁化方向相互形成徑向式、切向式或混合式，從而構(gòu)成不同的磁路結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，徑向式使得轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度高且漏磁系數(shù)小。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的曳引機(jī)軸包括:電機(jī)軸，其外周面凹設(shè)有鍵槽，所述的轉(zhuǎn)子通過該鍵槽與所述的電機(jī)軸相連；以及驅(qū)動(dòng)軸，其兩端由所述的成對(duì)設(shè)置的軸承座支撐，一端通過花鍵與所述的電機(jī)軸相連且通過所述的一軸承座的連接表面連接所述的電機(jī)外殼，另一端通過所述的另一軸承座的連接表面連接有制動(dòng)器。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的驅(qū)動(dòng)軸的兩端于其外側(cè)通過卡簧與所述的曳引機(jī)架的兩端相連，用以消除驅(qū)動(dòng)軸于軸向產(chǎn)生的滑動(dòng)位移。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的曳引機(jī)軸為包括電機(jī)軸和驅(qū)動(dòng)軸的單一整體式結(jié)構(gòu)，所述的電機(jī)軸位于中部，所述的驅(qū)動(dòng)軸延伸于所述電機(jī)軸的兩端。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的電機(jī)軸的兩端由所述的成對(duì)設(shè)置的軸承座支撐，于所述的軸承座的連接表面連接有制動(dòng)器。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的驅(qū)動(dòng)軸具有用于承載呈扁平狀的牽引元件的外表面，該外表面排設(shè)有與呈扁平狀的牽引元件的橫截面的外輪廓相配合的凸槽。本發(fā)明的技術(shù)效果在于，利用異步起動(dòng)的永磁同步電機(jī)，既具有永磁同步電機(jī)力矩指標(biāo)高(即:效率高且功率因數(shù)高)、功率密度大且過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，又具有異步電機(jī)起動(dòng)方便和運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)。異步起動(dòng)后進(jìn)入同步運(yùn)行模式，在實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行的同時(shí)，一旦電機(jī)因外界干擾發(fā)生磁崩潰或同步解體，則電機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)入異步模式，大大提高了電梯的安全性。本發(fā)明的技術(shù)效果也在于，有效地規(guī)避了同步電機(jī)和異步電機(jī)的弊端，與異步電機(jī)相比，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，其功率因數(shù)接近于1，效率相比異步電機(jī)也大幅提高。與同步曳引機(jī)相t匕，異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)極數(shù)大大減少，轉(zhuǎn)速也大幅提高。由于極數(shù)的大量減少，使得磁鋼數(shù)量、銅及鐵的用量也大幅減少。本發(fā)明的技術(shù)效果也在于，在符合鋼絲繩與輪徑不小于40倍的限制下，大大減小了曳引輪的輪徑，使電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低，功率減小。本發(fā)明的技術(shù)效果也在于，可適用于呈扁平狀的牽弓I元件用以提供足夠且安全的牽引力使得轎廂提升或降低。本發(fā)明的技術(shù)效果也在于，通過變頻器有效地控制了異步起動(dòng)的永磁同步電機(jī)的運(yùn)行速度，從而避免了電機(jī)于起動(dòng)后產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致瞬間進(jìn)入同步狀態(tài)。本發(fā)明的技術(shù)效果也在于，不僅將電機(jī)軸與電動(dòng)機(jī)結(jié)合成一個(gè)整體安裝于曳引機(jī)架上，更是將變頻器也可安裝在曳引機(jī)架上，使得整個(gè)裝置整體性更強(qiáng)，集成化程度更高。這樣，將傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)由原先的單獨(dú)的控制柜整體移至井道，減少了外圍的電源連接線，也有效地減少了外部干擾，同時(shí)還大大降低了安裝難度。


下面結(jié)合附圖和較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是本發(fā)明的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)的第一較佳實(shí)施方式平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是帶有制動(dòng)器的第一較佳實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)的第二較佳實(shí)施方式平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的立體結(jié)構(gòu)示意圖。第一較佳實(shí)施方式:10曳引機(jī)軸11電機(jī)軸12驅(qū)動(dòng)軸111卡簧121凸槽20 電機(jī)21轉(zhuǎn)子22定子30制動(dòng)器40曳引機(jī) 架41第一軸承座 42第二軸承座43軸承411電機(jī)連接面 421制動(dòng)器連接面51花鍵52法蘭盤60變頻器70曳引機(jī)架蓋第二較佳實(shí)施方式:11’電機(jī)軸12’驅(qū)動(dòng)軸12Γ 凸槽20’ 電機(jī)30’制動(dòng)器40’曳引機(jī)架41’第一軸承座 42’第二軸承座43’軸承
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖1至圖3，本發(fā)明的第一較佳實(shí)施方式的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)包括曳引機(jī)軸10、驅(qū)動(dòng)曳引機(jī)軸10繞軸線旋轉(zhuǎn)的電機(jī)20以及支撐曳引機(jī)軸的曳引機(jī)架40。曳引機(jī)軸10包括套設(shè)于電機(jī)10中的電機(jī)軸11和與之相連的為曳引機(jī)架40所支撐著的驅(qū)動(dòng)軸12。優(yōu)選地，電機(jī)軸11與驅(qū)動(dòng)軸12之間通過花鍵51相連，從而實(shí)現(xiàn)同步且同向旋轉(zhuǎn)。曳引機(jī)架40與電機(jī)20之間可直接相連，也可通過法蘭盤52相連。電機(jī)20包括套設(shè)于電機(jī)軸11上且與該電機(jī)軸11同步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子21以及套設(shè)于轉(zhuǎn)子21的定子22。轉(zhuǎn)子21包括有永磁體和起動(dòng)繞組，定子22包括有定子鐵芯和繞組，其中，起動(dòng)繞組提供異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，永磁體提供同步轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)，定子鐵芯和繞組提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。永磁體位于轉(zhuǎn)子上，隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，在氣隙中產(chǎn)生一個(gè)永磁旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其轉(zhuǎn)速即為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。所述的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與所述的永磁體磁化方向相互形成徑向式、切向式或混合式，從而構(gòu)成不同的磁路結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，徑向式使得轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度高且漏磁系數(shù)小。驅(qū)動(dòng)軸12與曳引機(jī)架40相連的外側(cè)兩端設(shè)有卡簧111，用以消除驅(qū)動(dòng)軸12于旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的軸向位移。
用以支撐驅(qū)動(dòng)軸12的曳引機(jī)架40包括有成對(duì)設(shè)置的第一軸承座41和第二軸承座42，各軸承座均包括有軸承43，該軸承43旋轉(zhuǎn)地支撐驅(qū)動(dòng)軸12并用以消除驅(qū)動(dòng)軸12于旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的軸向位移。驅(qū)動(dòng)軸12具有用于承載呈扁平狀的牽引元件的外表面，該外表面排設(shè)有與牽引元件的橫截面的外輪廓相配合的凸槽121，該凸槽可使得工作狀態(tài)中的牽引元件限位于外表面而防止其軸向移動(dòng)。牽引元件隨著驅(qū)動(dòng)軸12旋轉(zhuǎn)而提升或降低轎廂。第一軸承座41形成有電機(jī)連接面411，電機(jī)20通過螺栓連接至該電機(jī)連接面411，從而固定于曳引機(jī)架40 ;第二軸承座42形成有制動(dòng)器連接面421，其連接有制動(dòng)器30，用以對(duì)旋轉(zhuǎn)中的驅(qū)動(dòng)軸12施加制動(dòng)力。該異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)還包括有變頻器60，其裝設(shè)于曳引機(jī)架20而與所述的曳引機(jī)軸10形成整體式結(jié)構(gòu)；還包括曳引機(jī)架蓋70，其外設(shè)于變頻器60而將所述的變頻器60與曳引機(jī)軸10容納于其內(nèi)，曳引機(jī)架蓋70與曳引機(jī)架40之間通過螺栓相連。請(qǐng)參考圖4至圖5，本發(fā)明的第二較佳實(shí)施方式的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)包括曳引機(jī)軸、驅(qū)動(dòng)曳引機(jī)軸繞軸線旋轉(zhuǎn)的電機(jī)20’以及支撐曳引機(jī)軸的曳引機(jī)架40，。曳引機(jī)軸為包括電機(jī)軸11’和驅(qū)動(dòng)軸12’的單一整體式結(jié)構(gòu)，所述的電機(jī)軸11’位于中部，所述的驅(qū)動(dòng)軸12’延伸于所述電機(jī)軸11’的兩端。曳引機(jī)架40’支撐著電機(jī)軸11’的兩端，其包括有成對(duì)設(shè)置的第一軸承座41’和第二軸承座42’，各軸承座均包括有軸承43’，該軸承43’旋轉(zhuǎn)地支撐電機(jī)軸11’并用以消除電機(jī)軸11’于旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的軸向位移。驅(qū)動(dòng)軸12’具有用于承載呈扁平狀的牽引元件的外表面，該外表面排設(shè)有與牽引元件的橫截面的外輪廓相配合的凸槽121’，該凸槽可使得工作狀態(tài)中的牽引元件限位于外表面而防止其軸向移動(dòng)。牽引元件隨著驅(qū)動(dòng)軸12’旋轉(zhuǎn)而提升或降低轎廂。第一軸承座41’、第二軸承座42’的相向面形成有電機(jī)連接面，電機(jī)20’通過螺栓連接至該電機(jī)連接面，從而固定于曳引機(jī)架40’。第一軸承座41’、第二軸承座42’的相反面形成有制動(dòng)器連接面，其連接有制動(dòng)器30’，用以對(duì)旋轉(zhuǎn)中的驅(qū)動(dòng)軸12’施加制動(dòng)力。作為又一種實(shí)施方式，本發(fā)明的異步起動(dòng)永磁同步電機(jī)也可適用于自動(dòng)扶梯。以上已對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于，包括: 曳引機(jī)軸，其為可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，該軸的長(zhǎng)度可至少容納用于曳引傳動(dòng)的呈扁平狀的牽引元件； 套設(shè)于所述的曳引機(jī)軸上且與該曳引機(jī)軸同步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括有提供同步轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)的永磁體和提供異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)繞組； 套設(shè)于所述轉(zhuǎn)子上的定子，該定子進(jìn)一步包括有提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子鐵芯和繞組； 容納所述轉(zhuǎn)子和定子的電機(jī)外殼； 外設(shè)于所述曳引機(jī)軸的制動(dòng)器，用以抑制所述曳引機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)；以及 曳引機(jī)架，其進(jìn)一步包括支撐所述曳引機(jī)軸的成對(duì)設(shè)置的軸承座，所述軸承座提供分別與所述的電機(jī)外殼和制動(dòng)器相連的連接表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于:還包括變頻器，其裝設(shè)于所述的曳引機(jī)架而與所述的曳引機(jī)軸形成整體式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于:還包括曳引機(jī)架蓋，其外設(shè)于所述的變頻器而將所述的變頻器與曳引機(jī)軸容納于其內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與所述的永磁體磁化方向相互形成徑向式、切向式或混合式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于:所述的曳引機(jī)軸包括: 電機(jī)軸，其外周面凹設(shè)有鍵槽，所述的轉(zhuǎn)子通過該鍵槽與所述的電機(jī)軸相連；以及 驅(qū)動(dòng)軸，其兩端由所述的成對(duì)設(shè)置的軸承座支撐，一端通過花鍵與所述的電機(jī)軸相連且通過所述的一軸承座的連接表面連接所述的電機(jī)外殼，另一端通過所述的另一軸承座的連接表面連接有制動(dòng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)軸的兩端于其外側(cè)通過卡簧與所述的曳引機(jī)架的兩端相連，用以消除驅(qū)動(dòng)軸于軸向產(chǎn)生的滑動(dòng)位移。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)軸具有用于承載呈扁平狀的牽引元件的外表面，該外表面排設(shè)有與呈扁平狀的牽引元件的橫截面的外輪廓相配合的凸槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于:所述的曳引機(jī)軸為包括電機(jī)軸和驅(qū)動(dòng)軸的單一整體式結(jié)構(gòu)，所述的電機(jī)軸位于中部而所述的驅(qū)動(dòng)軸延伸于所述電機(jī)軸的兩端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于:所述的電機(jī)軸的兩端由所述的成對(duì)設(shè)置的軸承座支撐，于所述的軸承座的連接表面連接有制動(dòng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)軸具有用于承載呈扁平狀的牽引元件的外表面，該外表面排設(shè)有與呈扁平狀的牽引元件的橫截面的外輪廓相配合的凸槽。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于升降電梯的異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，包括有可容納用于曳引傳動(dòng)的呈扁平狀的牽引元件曳引機(jī)軸；套設(shè)于所述的曳引機(jī)軸上且與該曳引機(jī)軸同步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括有提供同步轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)的永磁體和提供異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)繞組；套設(shè)于所述轉(zhuǎn)子上的定子，該定子進(jìn)一步包括有提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子鐵芯和繞組；容納所述轉(zhuǎn)子和定子的電機(jī)外殼；外設(shè)于所述曳引機(jī)軸的制動(dòng)器，用以抑制所述曳引機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)；以及曳引機(jī)架。利用本發(fā)明的帶有異步起動(dòng)的永磁同步曳引機(jī)，其適用于如升降電梯，具有較大的起動(dòng)力矩和較強(qiáng)的過載能力，于節(jié)能減排的同時(shí)也可高效且可靠地運(yùn)行；其結(jié)合了同步電機(jī)和異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又有效地規(guī)避了兩者的弊端。
文檔編號(hào)H02K21/46GK103193143SQ201310129628
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者黃立成, 張世勻 申請(qǐng)人:黃立成