專利名稱：自動(dòng)扶梯無(wú)齒輪永磁同步驅(qū)動(dòng)主機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于自動(dòng)扶梯的驅(qū)動(dòng)裝置，特別是一種采用多極永磁體、切向式磁路結(jié)構(gòu)和氣囊式制動(dòng)裝置的自動(dòng)扶梯無(wú)齒輪永磁同步驅(qū)動(dòng)主機(jī)，也適用于作為自動(dòng)人行道的驅(qū)動(dòng)主機(jī)。屬于自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為了確保商場(chǎng)、車站、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所的人員流動(dòng)的迅速、 安全，自動(dòng)扶梯作為主要交通工具之一，應(yīng)能滿足運(yùn)行快捷、節(jié)能、環(huán)保、安全、易維護(hù)等多元化的需要。傳統(tǒng)的自動(dòng)扶梯采用具有蝸論蝸桿減速機(jī)構(gòu)的異步電機(jī)曳引機(jī)作為驅(qū)動(dòng)主機(jī)，效率較低。在機(jī)械傳動(dòng)裝置中，蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)雖然具有傳動(dòng)比大的優(yōu)點(diǎn)，但因其存在效率低，耗能大，運(yùn)行噪聲大、齒輪箱需要潤(rùn)滑等缺點(diǎn)，故影響其應(yīng)用。一般，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率在60 75%，約有超過30%的電能都被浪費(fèi)掉，運(yùn)行效率非常低。據(jù)報(bào)導(dǎo)，因現(xiàn)代控制理論與技術(shù)的發(fā)展和永磁電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步，故對(duì)自動(dòng)扶梯的設(shè)計(jì)和制造要求也越來(lái)越高，因此，使自動(dòng)扶梯曳引機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)、噪音和低速平穩(wěn)運(yùn)行等性能方面都得到了改善。如專利公告號(hào)為CN101222162A的“永磁同步扶梯曳引機(jī)”，在永磁同步主機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間采用了多級(jí)減速齒輪；公告號(hào)為CN201151604Y的“自動(dòng)扶梯”，采用了圓柱斜齒輪；專利公開號(hào)為CN101293614A的“自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道驅(qū)動(dòng)裝置”，采用了行星齒輪箱；公告號(hào)CN1313352C的“永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)扶梯及自動(dòng)人行道的盤車裝置”； 也具有行星齒輪機(jī)構(gòu)。這些公開的內(nèi)容中都同樣存在因采用減速齒輪箱(主要采用斜齒輪、 行星齒輪傳動(dòng))而降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，噪聲大、潤(rùn)滑油的污染等問題，并且斜齒輪、行星齒輪存在加工工藝復(fù)雜，成本高，維護(hù)費(fèi)用高等缺陷。現(xiàn)有自動(dòng)扶梯采用的異步電機(jī)同步轉(zhuǎn)速較高，一般為IOOOrpm，實(shí)現(xiàn)安全標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于空載、有載時(shí)向下運(yùn)行制停距離的要求比較容易。但采用永磁同步驅(qū)動(dòng)主機(jī)后的自動(dòng)扶梯及人行道的傳動(dòng)系統(tǒng)固有慣量相對(duì)有載， 特別是滿載時(shí)的慣量而言較小。根據(jù)新版歐洲標(biāo)準(zhǔn)ENl 15-1:2008《自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》中的要求，關(guān)于制停距離范圍的規(guī)定速度為0. 5m/s時(shí)，制停距離應(yīng)在0. 2 1. Om0因此，要滿足安全標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于制停距離范圍的要求，必須對(duì)現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)裝置或制動(dòng)控制方法進(jìn)行改進(jìn)和完善。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的自動(dòng)扶梯無(wú)齒輪永磁同步驅(qū)動(dòng)主機(jī)，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的運(yùn)行效率低、噪聲大、潤(rùn)滑油污染等問題，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，機(jī)房占用空間小，維護(hù)方便，過載能力強(qiáng)，降低電能損耗，噪音低，減少環(huán)境污染，顯著提高運(yùn)行效率和降低制造、維護(hù)成本。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該自動(dòng)扶梯無(wú)齒輪永磁同步驅(qū)動(dòng)主機(jī)包括帶有抱閘制動(dòng)裝置的永磁同步電動(dòng)機(jī)及其帶動(dòng)的扶梯鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置，其技術(shù)要點(diǎn)是所述永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子采用極數(shù)范圍為12 30的多極永磁體的切向式磁路結(jié)構(gòu)，所述永磁體插入槽端面為T形的轉(zhuǎn)子鐵心中，定子采用斜槽鐵心和分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)，所述扶梯鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置通過鏈條與大鏈輪連接的小鏈輪直接連接到所述永磁同步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸。所述驅(qū)動(dòng)軸的軸端固定有旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器外部設(shè)置編碼器防護(hù)蓋。所述抱閘制動(dòng)裝置的制動(dòng)臂與制動(dòng)座之間設(shè)置帶有排氣節(jié)流閥的氣囊機(jī)構(gòu)，所述氣囊機(jī)構(gòu)的出氣口設(shè)置速度調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是由于本實(shí)用新型永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子采用極數(shù)范圍為12 30的多極永磁體的切向式磁路結(jié)構(gòu)，永磁體插入槽端面為T形的轉(zhuǎn)子鐵心中，定子采用斜槽鐵心和分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)啟動(dòng)作用，動(dòng)、穩(wěn)態(tài)性能好；一個(gè)極距下的磁通由相鄰兩個(gè)磁極并聯(lián)提供，可得到更大的每極磁通，在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)能輸出高轉(zhuǎn)矩。因此，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，過載能力強(qiáng)，降低電能損耗，具有維護(hù)方便，噪音低，減少環(huán)境污染，顯著提高運(yùn)行效率和降低制造、維護(hù)成本的特點(diǎn)。又因小鏈輪直接連接到永磁同步電動(dòng)機(jī)的輸出軸上，省去了傳動(dòng)齒輪箱，減少了潤(rùn)滑油的使用，電動(dòng)機(jī)機(jī)座同時(shí)作為主機(jī)機(jī)座，直接固定在扶梯機(jī)房?jī)?nèi)，故顯著減小了體積和整機(jī)質(zhì)量，其安裝調(diào)節(jié)方便，機(jī)房占用空間小，極大地改善了自動(dòng)扶梯機(jī)房的安裝環(huán)境。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的運(yùn)行效率低、噪聲大、潤(rùn)滑油污染等問題。經(jīng)實(shí)際檢測(cè)表明該裝置工作過程中的磁場(chǎng)由永磁體產(chǎn)生，節(jié)省了異步電動(dòng)機(jī)工作過程中的勵(lì)磁電流，電機(jī)功率因數(shù)接近于1，在低速狀態(tài)下也能輸出很大的轉(zhuǎn)矩，其在各個(gè)工作狀況下的效率基本一致；本實(shí)用新型的應(yīng)用可以滿足 GB16899及EN115關(guān)于制停距離范圍的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求?？墒棺詣?dòng)扶梯工作效率能達(dá)到0. 8 0. 9，與普通扶梯相比效率可提高40% 50%。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

圖1是本實(shí)用新型的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中永磁同步電動(dòng)機(jī)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的側(cè)視圖。圖4是圖3中的氣囊機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中序號(hào)說(shuō)明1永磁同步電動(dòng)機(jī)、2小鏈輪、3鏈條、4大鏈輪、5機(jī)座、6驅(qū)動(dòng)軸、7 制動(dòng)輪、8制動(dòng)臂、9永磁體、10定子鐵心、11轉(zhuǎn)子、12旋轉(zhuǎn)編碼器、13制動(dòng)塊、14制動(dòng)座、15 氣囊機(jī)構(gòu)、16速度調(diào)節(jié)閥、17制動(dòng)器頂桿。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1 4詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。該自動(dòng)扶梯無(wú)齒輪永磁同步驅(qū)動(dòng)主機(jī)，固定在自動(dòng)扶梯的上機(jī)房?jī)?nèi)，電機(jī)座作為主機(jī)機(jī)座與機(jī)房底部橫梁用螺絲直接連接。 它包括帶有抱間制動(dòng)裝置的永磁同步電動(dòng)機(jī)1及其帶動(dòng)的扶梯鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置。其中扶梯鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置采用通常由鏈條3連接的大鏈輪4與小鏈輪2的結(jié)構(gòu)。把小鏈輪2直接連接到永磁同步電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)軸6上，通過鏈條3和大鏈輪4帶動(dòng)扶梯運(yùn)行。該永磁同步電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)軸6即是主機(jī)的驅(qū)動(dòng)輸出軸，永磁同步電動(dòng)機(jī)與小鏈輪中間沒有齒輪箱減速機(jī)構(gòu)，主機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本降低，運(yùn)行效率高，降低電能損耗，降低噪聲，實(shí)現(xiàn)主機(jī)免維護(hù)。其中永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子11采用多極永磁體的切向式磁路結(jié)構(gòu)，極數(shù)范圍為12 30。永磁體9插入槽端面為T形的轉(zhuǎn)子鐵心10中，定子鐵心10采用斜槽結(jié)構(gòu)，定子繞組采用分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)。永磁體9插入槽端面為T形結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵心中，用矩形永磁體9嵌入轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部，提高了安全可靠性，隨著轉(zhuǎn)速和容量的增大，特別是內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，永磁體9的安裝、固定尤為重要；并且切向磁路結(jié)構(gòu)中永磁體9并聯(lián)作用，有兩個(gè)永磁體截面對(duì)氣隙提供每級(jí)磁通，提高氣隙磁密，尤其在極數(shù)較多時(shí)更為突出，所以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于徑向磁路，同時(shí)用矩形永磁體9替代常規(guī)的瓦形永磁體，減小了永磁體9的線切割工時(shí)和用量。定子鐵心10的斜槽能夠消除齒槽轉(zhuǎn)矩，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，分?jǐn)?shù)槽繞組能使定子齒和轉(zhuǎn)子11各磁極相互錯(cuò)開， 從而減小了定位轉(zhuǎn)矩和齒槽轉(zhuǎn)矩；能削弱磁極磁場(chǎng)非正弦分布所產(chǎn)生的高次諧波電勢(shì)；能有效地削弱齒諧波電勢(shì)的幅值，改善電動(dòng)勢(shì)的波形；減小了因氣隙磁導(dǎo)變化引起的每極磁通的脈振幅值，減少了磁極表面的脈振損耗。 抱閘制動(dòng)裝置的制動(dòng)臂8通過制動(dòng)塊13直接作用于制動(dòng)輪7的外周，具有響應(yīng)速度快，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)軸6的一端直接組裝有制動(dòng)輪7，制動(dòng)輪7與組裝在機(jī)座 5上的制動(dòng)臂8和電磁制動(dòng)器組成抱間制動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)軸6的另一軸端固定有旋轉(zhuǎn)編碼器 12，由旋轉(zhuǎn)編碼器12組成的速度位置檢測(cè)系統(tǒng)，可以使自動(dòng)扶梯速度控制精確。旋轉(zhuǎn)編碼器12外部設(shè)置編碼器防護(hù)蓋，該防護(hù)蓋還作為后端蓋的外蓋，起到定位后軸承的作用。抱閘制動(dòng)裝置的制動(dòng)臂8與制動(dòng)座14之間設(shè)置帶有排氣節(jié)流閥的氣囊機(jī)構(gòu)15，氣囊機(jī)構(gòu)15 的出氣口設(shè)置速度調(diào)節(jié)閥16，可通過速度調(diào)節(jié)閥16調(diào)整氣囊機(jī)構(gòu)15內(nèi)的壓力，達(dá)到控制抱閘制動(dòng)裝置的制動(dòng)臂8動(dòng)作速度的目的，從而保證了關(guān)于制停距離范圍的要求。氣囊機(jī)構(gòu) 15上的排氣節(jié)流閥在彈簧作用下進(jìn)行充氣，充氣時(shí)排氣節(jié)流閥不起作用，在排氣時(shí)，排氣節(jié)流閥起作用，使排氣所用的時(shí)間大于充氣的時(shí)間。氣囊機(jī)構(gòu)15腔室的進(jìn)氣口大，出氣口小， 當(dāng)抱閘制動(dòng)裝置打開時(shí)能夠無(wú)延時(shí)動(dòng)作；當(dāng)抱閘制動(dòng)裝置閉合時(shí)，進(jìn)氣口關(guān)閉，可以通過速度調(diào)節(jié)閥16調(diào)整出氣口的大小，從而調(diào)整氣囊機(jī)構(gòu)15腔室內(nèi)的壓力變化，來(lái)控制制動(dòng)臂8 制動(dòng)力變化的快慢，從而實(shí)現(xiàn)滿足制停距離的要求。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)扶梯無(wú)齒輪永磁同步驅(qū)動(dòng)主機(jī)，包括帶有抱間制動(dòng)裝置的永磁同步電動(dòng)機(jī)及其帶動(dòng)的扶梯鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子采用極數(shù)范圍為 12 30的多極永磁體的切向式磁路結(jié)構(gòu)，所述永磁體插入槽端面為T形的轉(zhuǎn)子鐵心中，定子采用斜槽鐵心和分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)，所述扶梯鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置通過鏈條與大鏈輪連接的小鏈輪直接連接到所述永磁同步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)齒輪永磁同步扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)軸的軸端固定有旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器外部設(shè)置編碼器防護(hù)蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)齒輪永磁同步扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)，其特征在于所述抱間制動(dòng)裝置的制動(dòng)臂與制動(dòng)座之間設(shè)置帶有排氣節(jié)流閥的氣囊機(jī)構(gòu)，所述氣囊機(jī)構(gòu)的出氣口設(shè)置速度調(diào)節(jié)閥。
專利摘要一種改進(jìn)的自動(dòng)扶梯無(wú)齒輪永磁同步驅(qū)動(dòng)主機(jī)，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的運(yùn)行效率低、噪聲大、潤(rùn)滑油污染等問題，包括帶有抱閘制動(dòng)裝置的永磁同步電動(dòng)機(jī)及其帶動(dòng)的扶梯鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子采用極數(shù)范圍為12～30的多極永磁體的切向式磁路結(jié)構(gòu)，所述永磁體插入槽端面為T形的轉(zhuǎn)子鐵心中，定子采用斜槽鐵心和分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)，所述扶梯鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置通過鏈條與大鏈輪連接的小鏈輪直接連接到所述永磁同步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，機(jī)房占用空間小，維護(hù)方便，過載能力強(qiáng)，降低電能損耗，噪音低，減少環(huán)境污染，顯著提高運(yùn)行效率和降低制造、維護(hù)成本。
文檔編號(hào)H02K1/27GK202007074SQ20112004874
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者于鳳軍, 張飛, 李振才, 王巖卿, 王福強(qiáng) 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)博林特電梯股份有限公司