电梯曳引机永磁式制动器分析.doc

电梯曳引机永磁式制动器 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） 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。 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。 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=0.2cm F=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=0.22.54=0.079(in) ; F=5504.448=123.65（Ibf） 功常数： Lg =0.007 查图4-91，对应曲线12，η=3.4 将已知的F, Lg, η代入下式求得磁体重量Gm=FLg/η=(123.65×0.079) 3.4=9.768(Ibf)=2.873(Kg) 放大系数K=2.8730.122=2.355 磁体(见图4-90中12) a=2.5×2.355=6cm b=1.3×2.355=3cm c=0.5×2.355=1.177cm 经用计算机专用仿真软件验证，用本厂常用烧结铷铁硼磁钢Gm=0.66Kg a=6cm b=4cm c=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。 下附《磁路设计原理》有关计算部分图表 永磁制动器最适合在自动扶梯曳引机上使用。 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。