电梯曳引机永磁式制动器及操作机构

电梯曳引机永磁式制动器中科富思信息技术有限公司李峰石定良电梯曳引机的制动器非常重要，工作频繁，不能有差错。通常用弹簧紧紧把刹车皮压住曳引轮，一直呈刹车状。需要运行时，由电磁线圈通入强大的电流，产生强大的磁场，将中心顶杠往二边强行推开压住曳引轮的刹车皮，稀土同步电机便带动曳引机轮运转。运转过程电磁线圈必须一直通电使曳引轮保持自由状态。（见图1）图1.电磁制动用稀土永磁铁代替电磁线圈产生的磁场，将会节约大量的铜线材料，并且也可节约大量的电能。在大批量生产的产品上应用，将会给生产企业降低成本。给用户提供更加节能的产品。图2是用一块方形稀土永久磁铁充以图示的二极，二极处各用软磁镶嵌在极上，使成为圆柱形，塞进用二块软磁材料中间用隔磁材料制成的壳体的圆形孔中。二边用非导磁材料将磁铁处在孔中心，留有一定间隙，磁铁可以顺利转动。a.总体图b.制动位磁路图c.a.总体图b.制动位磁路图c.运转位磁路图单永磁体制动（转动90度）动铁心推杆软磁壳体a.总体图永磁体 固定磁铁隔磁间隙c.运转位b.动铁心推杆软磁壳体a.总体图永磁体 固定磁铁隔磁间隙c.运转位b.制动位图2给出了在曳引机上安装的情况、旋转磁钢90度时，制动和运转状态磁路的工作原理需要驱动推杆力比较大的话，可以采用图3的方案。加强型双永磁体制动(转动180度)该方案在软磁壳体内预埋了一块永久磁钢，在可转动稀土永磁体极性与其相反排列时(图3c)，磁力线内部成回路，外部不呈现磁性，动铁心不能被吸动，为刹车位。当2个稀土永磁体都转动180度时，软磁壳体被3块永磁体磁化，外部就呈现3块磁铁的合成磁力，将动铁心吸住，带动推杆推开刹车，曳引机可以运行。需要刹车时可再接通操动电磁铁，将可转动稀土永磁体极性再转动180度，磁力线又回c图的状态，动铁心失磁后，曳引轮被推杆处弹簧力作用下的刹车皮紧压刹车。操动机构可设计成双稳态，仅在转换运行和刹车瞬间通电，节电效果就更加明显了。实例计算：已知：YJ140制动器Lg=0.2cmF=550N，选用各向异性钡铁氧体，求需要多大尺寸的永磁铁和轭铁。解：将单位换算成英寸(in)和磅(Ibf)Lg=0.2：2.54=0.079(in);F=550^4.448=123.65(Ibf)功常数：Lg：F=0.007查图4-91，对应曲线12，n=3.4将已知的F,Lg,^代入下式求得磁体重量Gm=FLg/n=(123.65X0.079)：3.4=9.768(Ibf)=2.873(Kg)放大系数K=2.873+0.122=2.355磁体(见图4-90中12)a=2.5X2.355=6cm

b=1.3X2.355=3cmc=0.5X2.355=1.177cm经用计算机专用仿真软件验证，用常用烧结铷铁硼磁钢Gm=0.66Kga=6cmb=4cmc=1cm按图2方案（见下图）就能在左右二边空气隙中产生631N吸力，大于550N吸力的要求。制动器总尺寸与原电磁制动器相同。验证了采用永磁后力和允许体积的可行性。至辰 MW网YJ140制动器改用永磁尺寸图永磁制动器最适合在自动扶梯的曳引机上使用。用于地铁、机场、超市、体育馆等大型场馆的自动扶梯都是连续运行机械，要求曳引机一直在运行状，常规的制动器就只能把装在制动器里的线圈长期通电来顶开刹车皮。那么除多用电不算，还带来不可靠。万一线圈电路中某个元件故障（线圈回路一般都有整流元件和抗干扰电容、导线接头等）、线圈发热（电源电压过高引起烧线圈是经常的事）等因素都会引起停机故障。用永磁制动器，使用双稳态工作机构，就能够避免上述问题。双稳态工作机构仅仅用于将永磁体转动固定角度，转好后就恢复自然状态，工作是靠永磁力将刹车皮顶开，不发热，不通电，不需要外界任何能量。非常低碳、环保。由于永磁制动器将需要转动的力的作用点移到外部，空间比线圈那点空间自由，方便任意支配。因此尽管扶梯用曳引机开、停的频率很低，，也可以设计力的放大机构来缩小驱动设备的短暂工作时的耗能及体积。永磁式制动器设计得与常用的制动器尺寸相同，因而可以作为一个独立的部件对大批运行中的自动扶梯进行更换改造。相信必定会取得广大自动扶梯用户的欢迎，它的诞生将会产生巨大的社会效益和经济利益。曳引机要求制动响应时间很短（标准为0.5秒），而永磁制动器只有使用双稳态操作机构才能发挥它的节电优势，因此不能用常规方式来转动永磁体达到制动目的。双稳态操作时不可避免的会在突然停电时永磁体不能自己返回到制动位置，会造成危险。为解决这二个问题，专为永磁制动器设计类似断路器的弹簧储能操作机构和欠压保护环节，来满足曳引机拖动的要求。断路器对合闸和分闸都有时间要求，为了减少拉弧，尤其对分闸时间要求在0.3秒以下。合、分闸也是转动动触头的动作，与转动永磁制动器的永磁体动作一样。制动器的动作只需要朝一个方向转动，而断路器需要合、分二个方向转动。较之制动器转动的动作更加复杂。实践中，断路器的转动动作时间可以用调整储能弹簧的弹性来改变的，那么永磁制动器永磁体转动时间的问题在原理上就有大量应用的断路器的例子在先，应该是不难解决的问题了。

储能电机输出主动轮储能电机输出主动轮动铁心永磁双面制动及弹簧储能操作机构K磁振瞿媵借渊怀I测潘M弹簧释能到右边限位开关处，压合该限位开关，又接图示的是永磁双面制动（与现在电磁铁制动器相应）的弹簧储能操作机构示意图和电原理图。图中储能电机带动储能轮逆时针运转。储能电机输出轮也是棘轮机构，只能在储能时输出轮带动储能轮顺时针转动，而释能时释能轮逆时针转动不会带动电机轴一起旋转的。这可以将电机到输出轴之间加几级减速器，增加电机输出轮上的力矩，缩小电机功率和体积；在释能时，释能轮顺时针转动时，与释能轮啮合的电机输出轮通过棘轮机构与电机轴部分脱离，不会增加释能轮释能时的阻力。储能轮是空套在主轮轴上的。它同时拉动弹簧（也可以设计成卷簧，压簧），此时电磁铁必须得电伸出销杆待命，检测电磁铁位置的“电磁铁吸合到位”限位开关常闭节点接通，接通储能电机回路，使电机得电转动，同时继电器J也得电吸合，J接点保持电机回路仍然得电旋转，不因为储能轮转动脱开释能到位限位开关而失电。到储能轮缺口到达时，销杆插入，储能轮被销杆定位。同时左面的“储能轮储能到位”限位开关也被压开，电机停转。储能结束。需要转动永磁体，也就是转动主轮，只要按下“开”按钮，断开电磁铁，销杆缩回，储能轮在弹簧的拉动下顺时针快速转动，固定在储能轮上的棘爪抵住与主轮同轴的棘轮也跟着储能轮转动，主轮带动二边二个齿轮转动。齿轮是与二个永磁体连为一体的，永磁体也就一起快速转通电机回路，储能电机又开始转动储能。回复上面的过程。储能待命。按“关”，也就是再转动主轮，带动二个永磁体再转动90度，上述过程被重复：即按常闭按钮，断开电磁铁，销杆缩回，储能轮在弹簧的拉动下顺时针快速转动，固定在储能轮上的棘爪抵住与主轮同轴的棘轮也跟着储能轮转动，主轮带动二边二个齿轮转动。齿轮是与二个永磁体连为一体的，永磁体也就一起快速转动了。弹簧释能到右边限位开关处，压合该限位开关，又接通电机回路，储能电机又开始转动储能。回复上面的过程。储能待命。在曳引机运转过程中，如