无齿轮永磁同步曳引机优势对比2(从结构上)
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浅析无齿轮永磁同步电梯曳引机摘要:无齿轮永磁同步曳引电梯因简单的结构、低噪声、低能耗的特点在业内受到高度关注。
本文通过对永磁同步无齿轮曳引机的结构和工作原理阐述,分析了无齿轮永磁同步曳引机与传统曳引机相比的优点和缺点,但是作为新型的曳引机的发展方向,其以小型化和灵活性,为电梯行业的发展提供了更广阔的空间。
关键词:无齿轮永磁同步电梯曳引机;工作原理;优点;缺点随着科技的进步,永磁材料和永磁电机技术有了长足的发展,永磁电机被各领域广泛应用,其中包括在电梯曳引机上的应用。
这些年来我国高档电梯越来越多,这都与永磁同步调速电机和曳引机无齿轮化的有机结合分不开,永磁同步无齿轮曳引电梯因简单的结构、低噪声、低能耗的特点在业内受到高度关注。
由于永磁同步无齿轮曳引机的小型化和灵活性,可以布置出各种曳引方式的无机房电梯,这样不仅大大节约了电梯成本,同样也减少了电梯对空间的占用,为电梯行业的发展提供了更广阔的空间。
1.无齿轮永磁同步电梯曳引机的结构齿轮永磁同步电梯曳引机结构主要由永磁同步电动机、曳引轮及制动系统和盘车装置组成。
曳引轮与制动轮为同轴固定联接,并直接安装在电动机的轴伸端。
而曳引机的制动系统由制动体、制动轮、制动臂和制动瓦等组成。
无齿轮曳引机由于采用的是电机直接驱动曳引轮,制动力矩很大,无法用手轮直接盘车。
需通过齿轮比来减小盘车时需用的力,因此需专门设计盘车装置。
2.无齿轮永磁同步电梯曳引机的工作原理永磁同步无齿曳引机工作原理是电动机动力由轴伸端通过曳引轮输出扭矩,再通过曳引轮和钢丝绳的摩擦来带动电梯轿厢的的上、下运动。
当电梯停止运行时则由常闭制动器通过制动瓦刹住制动轮,从而保持轿厢静止不动。
其动力控制其原理是通过电机上安装的变频装置(编码器)和高精度的速度传感器,对电机运行电流快速跟踪、检测、反馈和控制,控制永磁电机以同步转速进行转动,由于永磁电机具有线性、恒定转矩及可调节速度的特性,使曳引轮能够平稳运行。
无刷直流电动机与永磁同步电动机的结构和性能比较1.在电动机结构与设计方面这两种电动机的基本结构相同,有永磁转子和与交流电动机类似的定子结构。
但永磁同步电动机要求有一个正弦的反电动势波形,所以在设计上有不同的考虑。
它的转子设计努力获得正弦的气隙磁通密度分布波形。
而无刷直流电机需要有梯形反电动势波,所以转子通常按等气隙磁通密度设计。
绕组设计方面进行同样目的的配合。
此外,BLDC控制希望有一个低电感的绕组,减低负载时引起的转速下降,所以通常采用磁片表贴式转子结构。
内置式永磁(IPM)转子电动机不太适合无刷直流电动机控制,因为它的电感偏高。
IPM结构常常用于永磁同步电动机,和表面安装转子结构相比,可使电动机增加约15%的转矩。
2.转矩波动两种电动机性能最引人关注的是在转矩平稳性上的差异。
运行时的转矩波动由许多不同因素造成,首先是齿槽转矩的存在。
已研究出多种卓有成效的齿槽转矩最小化设计措施。
例如定子斜槽或转子磁极斜极可使齿槽转矩降低到额定转矩的1%~2%以下。
原则上,永磁同步电动机和无刷直流电动机的齿槽转矩没有太大区别。
其他原因的转矩波动本质上是独立于齿槽转矩的,没有齿槽转矩时也可能存在。
如前所述,由于永磁同步电动机和无刷直流电动机相电流波形的不同,为了产生恒定转矩,永磁同步电动机需要正弦波电流,而无刷直流电动机需要矩形波电流。
但是,永磁同步电动机需要的正弦波电流是可能实现的,而无刷直流电动机需要的矩形波电流是难以做到的。
因为无刷直流电动机绕组存在一定的电感,它妨碍了电流的快速变化。
无刷直流电动机的实际电流上升需要经历一段时间,电流从其最大值回到零也需要一定的时间。
因此,在绕组换相过程中,输入到无刷直流电动机的相电流是接近梯形的而不是矩形的。
每相反电动势梯形波平顶部分的宽度很难达到120°。
正是这种偏离导致无刷直流电机存在换相转矩波动。
在永磁同步电动机中驱动器换相转矩波动几乎是没有的,它的转矩纹波主要是电流纹波造成的。
电梯曳引机分析解析电梯曳引机是电梯的动力设备,又称电梯主机。
功能是输送与传递动力使电梯运行。
它由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。
导向轮一般装在机架或机架下的承重梁上。
盘车手轮有的固定在电机轴上,也有平时挂在附近墙上,使用时再套在电机轴上。
一.按减速方式分类1.有齿轮曳引机:拖动装置的动力,通过中间减速器传递到曳引轮上的曳引机,其中的减速箱通常采用蜗曳引机轮蜗杆传动(也有用斜齿轮传动),这种曳引机用的电动机有交流的,也有直流的,一般用于低速电梯上。
曳引比通常为35:2。
如果曳引机的电动机动力是通过减速箱传到曳引轮上的,称为有齿轮曳引机,一般用于2.5m/s以下的低中速电梯。
2.无齿轮曳引机:拖动装置的动力,不用中间的减速器而是直接传递到曳引轮上的曳引机。
以前这种曳引机大多是直流电动机为动力,现在国内已经研发出来有自主知识产权的交流永磁同步无齿轮曳引机。
曳引比通常是2:1和1:1。
载C1——与加速度、减速度及电梯特殊安装情况有关的系数,一般称为动力系数C2——由于磨损导致曳引轮槽断面变化的影响系数(对半圆或切口槽:C2=1,对V型槽:C2=1.2)。
efα中,f为曳引绳在曳引槽中的当量摩擦系数,α为曳引绳在曳引导轮上的包角。
efα称为曳引系数。
它限定了T1/T2的比值,efα越大,则表明了T1/T2允许值和T1—T2允许值越大,也就表明电梯曳引能力越大。
因此,一台电梯的曳引系数代表了该台电梯的曳引能力。
3安装编辑安装步骤(1)当承重梁在机房楼板下面时,一般需要做一个比曳引机底盘大30mm左右、厚度为250~300mm的钢筋混凝土底座,底座上预埋好固定曳引机的螺栓。
在混凝土底座下面,承重梁的上面应放臵减振橡胶垫,曳引机应固定在混凝土底座上。
混凝土底座与曳引机由压板和挡板固定在一起。
(2)当承重梁在机房楼板上面时,可将曳引机底盘的钢底座与承重梁螺栓连接为一体,如需减振,则应制作减振装臵。
工艺设备科学大众·Popular Science2019年5月浅谈永磁同步无齿轮曳引机的结构以及制动器的分析广州广日电梯工业有限公司 黄杰勋摘 要:电梯曳引机是电梯的动力设备,关键功能是启动电梯和输送动力。
结构的方式直接影响到电梯运行的平稳,同时,动力装置常常存在一些抱闸的问题,文章阐述了相应的解决方法。
关键词:曳引机;制动器;块式电梯曳引机分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机两类。
有齿轮曳引机主要用于低速、吨位大的电梯,而无齿轮曳引机主要使用在速度相对快,且吨位稍少的电梯中。
曳引机通俗地说就是一种起重装置的动力装置。
1 曳引机的分析与应用电梯曳引机在正常状态下包括曳引轮、电机、制动器、联轴器、机架、导向轮、盘车手轮、减速箱等零部件,而无齿轮曳引机则少了减速箱及与其相关的零部件。
在结构中,导向轮通常安装在曳引架或固定在井道里的搁机梁上。
盘车手轮通常挂在电机轴附近的墙上,有需要的时候装上来盘车,或者固定在电机轴上。
曳引钢丝绳穿过曳引轮与电梯轿厢相连,另一侧则相连于对重装置来平衡轿厢。
对重和轿厢为两个相对运行的部件,为了在井道中不相碰,则需要通过导向轮导向,并分别与升降上轿厢的导轨和对重的导轨分开运行。
轿厢与对重装置的重力通过钢丝绳的接触设计引起牵引线之间的摩擦,通过这种方式,电机旋转带动钢丝绳摩擦,驱动运动,使得轿厢和对重能相对运动。
在有齿轮曳引机和无齿轮曳引机中,各厂家比较常用的是无齿轮曳引机,应用永磁同步技术的,通常称为永磁同步无齿轮曳引机。
永磁同步无齿轮曳引机一般能应用于高速的电梯,且平稳安静,永磁同步无齿轮曳引机无传动结构,体现出以下优点。
1.1 运行平稳由于没有传动结构,皮带传动装置没有磨损或滑移。
该电梯具有精度高、平稳性好、运行可靠等特点,是电梯绿色节能的突出特点。
1.2 节能无齿轮曳引机没有传动结构,所以没有机械动力损失,能量消耗会相对降低。
1.3 节省润滑油齿轮牵引车没有传动结构,没有了齿轮箱使用润滑油的环节,使轴承有足够的润滑油即可。
一、永磁同步无齿轮曳引机与有齿轮曳引机相比有哪些优点?1 体积小、重量轻伊士顿电梯引进和技术转化的永磁同步曳引机采用高性能钕铁硼稀土永磁材料和现代永磁电机设计技术,使曳引机的功率传输密度大大提高,取消了传统有齿轮曳引机的齿轮减速机构(齿轮减速箱),实现了曳引机的无齿轮传动,使得曳引机的整个体积缩小30%左右,重量减轻30%左右。
2 噪音低、振动小由于取消了齿轮减速机,有效降低了曳引机传输系统的噪音和振动,同时消除了传统有齿轮曳引机有可能发生的曳引机机械振动频率与建筑物固有频率发生共振现象,噪音下降可达10分贝.3 少维护或免维护齿轮减速机的取消,不用在使用齿轮油和每年1—2次的更换,大大减少了曳引机的维护成本和工作,使曳引机做到少维护甚至免维护。
4 效率高、节能永磁同步曳引机采用永磁体励磁,没有励磁损耗,电机本身效率提高,另外齿轮减速箱的取消,减少了曳引机曳引传动中的机械能量损耗,使整个曳引传动系统的效率大大提高(可达40%),功率减少30%左右,节能效果显著。
5 可靠性高曳引轮与制动轮采用整体结构形式,安全可靠性提高。
制动系统采用上电释放的双臂闸瓦刹车系统,双臂制动力矩达2.2倍额定转矩,安全性更高。
6 安装过程简化由于无齿轮永磁同步曳引机本身具有上行超速保护功能,不用在另外增加上行安全钳(额外增加上行超速保护装置),简化安装过程,减少故障点。
7.节约成本1)齿轮减速机的取消,不用在使用齿轮油和每年1—2次的更换;2)机房尺寸可以降低和缩小;二、我公司永磁同步无齿轮曳引机产品概况伊士顿电梯率先在国内通过 2.5M/S高速永磁同步无齿轮的国家电梯质量检验中心检验,各项性能指标均符合国家标准要求。
目前永磁同步无齿轮曳引机产品包括N(ESW800)和W(ESW1000)两个系列。
N(ESW800)系列为内转子结构,与普通电机结构相同,即电机的转子位于电机内部,定子位于转子外部并固定在机座内腔。
内转子结构适用于大载重量、高速度应用要求。
(附答案)T电梯修理作业考试100题1、【多选题】《特种设备安全法》规定了特种设备的生产、O及特种设备安监管理等责任主体的法律义务与责任。
(ABCD)A、经营B、检测C、使用D N检验2、【多选题】《特种设备安全法》规定:特种设备()、检测人员和()应当按照国家有关规定取得相应资格,方可从事相关工作。
(AB)A、安全管理人员B、作业人员C、营销人员D、采购人员3、【多选题】控制柜到曳引机之间的导线有:()和盘车轮安全开关线。
(ABCD)A、电机电源线B、抱闸电源线C、开闸检测开关线D、旋转编码器线4、【多选题】无齿轮,配永磁同步电动机的曳引机,相比比传统曳引机,具有()等优点。
(ABC)A、体积小重量轻B、能耗低C、噪音小D、载重量较大5、【多选题】自动人行道的导轨系统Oo(AB)A、没有转向壁B、没有副轮导轨C、有转向壁D、有副轮导轨6、【多选题】自动人行道的踏板O,都是前后踏板共用轮。
(CD)A、有主轮B、有副轮C、没有主轮D、没有副轮7、【多选题】自动扶梯一般由()和安保系统组成。
(ABCD)A、梯路B、驱动C、框架D、控制8、【多选题】自动扶梯采用制动器,一般有O制动器。
(ABC)A、工作制动器B、紧急制动器C、辅助制动器D、正常制动器9、【单选题】TSGT7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则一曳引与强制驱动电梯》对下行制动试验,轿厢装载()倍额定载重量,以正常运行速度下行至行程下部,切断电动机与制动器供电,曳引机应当停止运转,轿厢应当完全停止。
(C)A、0.5B、1C、1.25D、1.510、【单选题】《中华人民共和国特种设备安全法》规定:以下哪些特种设备使用单位可以根据情况,设置特种设备安全管理机构或者配备专职、兼职的特种设备安全管理人员?(D)A、电梯使用单位B、客运索道运营单位C、大型游乐设施运营单位D、除电梯、客运索道和大型游乐设施之外的其它特种设备运营使用单位11、【单选题】《中华人民共和国特种设备安全法》规定:特种设备安全工作应当坚持()、预防为主、节能环保、综合治理的原则。
随着电子技术和控制技术的发展,电梯用无齿轮永磁同步曳引机的控制技术日趋成熟,促进了永磁同步电动机的开发和应用。
由于永磁同步电动机具有体积小,重量轻效率,高等一系列优点,所以这种电动机引起人们越来越多的重视。
尤其与矢量控制技术结合以后,使其具有由低速到高速恒转矩输出的特性,能够满足了电梯驱动的要求,成为新一代电梯曳引机。
进入20世纪90年代以来,环保要求越来越高,绿色环保已经是电梯产品发展不可抗拒的趋势。
另外重要的一点,中国是一个能源紧缺大国,节约能耗,走低成本发展之路是时代发展的必然要求。
无齿轮永磁同步曳引机采用直接驱动方式,传动效率提高20%~30%,而且无需提供定子励磁电流,转子无电流、无损耗,这些总计可以节能30%以上。
上述符合环保要求的特点,恰恰引导了电梯产品的新一代绿色环保革命。
这就是说,该产品不仅为电梯安装者提供了方便,也为电梯所有者创造了价值,全面降低了物业管理成本。
电梯用无齿轮永磁同步曳引机无疑会深受广大消费者的欢迎。
同传统的有齿曳引电梯相比,永磁同步曳引机具有高性能、低价格的特点,具体分析如下:
①机械结构简化。
有齿轮曳引机包括有复杂的机械减速机构,如蜗轮蜗杆减速机构、行星齿轮减速机构等。
为了保证曳引机的运行性能,对这些减速机构的机械加工精度提出了很高的要求。
而无齿曳引机则不需机械减速机构,由电机直接带动曳引轮驱动电梯运行,使无齿永磁同步曳引机的机械结构变得非常简单。
从而降低了机械制造费用,降低了生产成本。
免维护。
无齿曳引机不需要复杂的润滑系统,彻底解决了漏油的麻烦,实现了免维护。
减少了维护费用。
同时没有了废弃油对环境的污染,避免了失火的危险,被誉为绿色电梯,它的环保价值更是不可估量。
②节省空间。
使用无齿轮永磁同步曳引机可以大大减少电梯的机房占用空间,甚至可以做到无机房运行,把影响建筑造型美观和人们居室日照的楼顶机房取消,既节省了建筑空间,又降低了制造成本。
在寸土寸金、追求时尚的繁华大都市,这一点更显得尤为突出。
无齿轮永磁同步曳引机已成为房地产开发商的首选电梯曳引机。
③节约能源。
首先,省去了机械减速机构相应的损耗。
传统曳引机减速机
构中,蜗轮蜗杆传动应用最多,该系列产品具有传动平稳、传动比大等优点,但效率低、能耗高是其不可克服的致命缺陷。
其次,由于无齿轮永磁同步曳引机转子部分采用高性能永磁材料,电动机不需要励磁电流,功率因数可达到近似于1。
采用永磁同步电动机在低极数时可使电机效率提高15%左右,在高极数时就更突出了。
所以与传统交流有齿轮曳引技术相比通常可节约能源达30%。
具体数据如下:根据目前电梯的使用次数按照20000次/年计算,电费按照0.5元/千瓦时计算,采用无齿轮永磁同步电动机每年比VVVF电机节约费用1350元左右,比双速电机节约2000元左右。
具体对比分析见表1:
表1.永磁同步电动机与其他电机运行对比分析表
注:以额定载重量为1000kg,梯速为1m/s电梯为基准进行相关项的对比。