直线电机驱动电梯的研究与发展.docx

屮国科技论文在线 屮国科技论文在线 http://\\w. paper, edu. cn 中 中 賴技ffixS线 http://\\w. paper, edu. cn 直线电机驱动电梯的研究与发展 叶云岳 浙江大学{31 0027} ypyunyuo^yahoo, com 摘要：直线电机驱动电梯是电梯界公认的发展方向，特别是超高层建筑。本文就目前国内 外直线电机电梯研究中的驱动方式、直线电机种类的选择、控制系统的方案以及与现有各种 驱动方式的比较作一综述。本文还就直线电机电梯的发展亦作了一的描述。 关键词:直线电机、电梯建筑 1、 概述 臼1852年世界上第一台电梯诞生以来，电梯在不断发展，现在国际建筑界提出并将有 可能实现的超1000m的超超高层人度的构想，从而引起了如何处理超超高层人度的垂直输送 人和物的问题，这一迫切需要解决的问题。以前，超卨层人M的垂直输送是使用悬吊的绳式 电梯，当提升高度增人吋，在总垂直载荷屮钢丝绳重量所占比例增加，如果要满足标准屮规 定的钢丝绳极限强度的安全系数为10倍以上的话，受现行钢丝绳材料和构造的限制，电梯 提升高度的实W界限为700?800m。另外，绳式电梯一般在一个井道内只能运行…个轿厢， 假如要限制候梯吋间就得增加电梯台数，冈而就得增加辅助建筑而积。可以测算，这样的超 超岛层建筑其电梯屮心区的而积将rV人M总水平投影而积的比例会超过50%，闪此将成为非 常不经济的建筑，而直线电机驱动的无绳电梯将能改变这种状态，打破现行绳式电梯的界限。 H前世界上认为先进的电梯技术正如Albert. T.P等所著《电梯技术发展概况》一文屮的树 形丨冬丨所示（见阁1 )，从该丨冬丨屮可以看出，直线电机驱动的电梯是一种先进的电梯，它将是 未来电梯的发展方向。 先进电梯技术 新型驱动 \ 人工智能应用 小 ^ / 1/ 变压变频 直线电机 校拟和 建模 监督管 理控制 专家 模糊 计算机 人工神 系统 逻辑 图象 经网络 阌1先进电梯技术主要绀成部分的树形阁 国外从1983年幵始将直线电机应州于电梯驱动的研究，1990年4只，第一台使服直线 电机驱动的电梯被安装在日本东京都丰岛区万卅人楼，它的载重景为600Kg,速度为 105m/min。提升高度为22. 9m。同内浙江大学与哈尔滨泰窝科技实业公司、焦作矿业学院也 在这方面进行了研究，并研制了样机。 直线电机驱动的电梯和传统的电梯相比，具有结构简肀，占地面积少，髙速、高层， 节能，可靠性高及抗震等优点。文屮将会对此进行具体比较。 2、直线电机电梯的类型、结构和控制方式 在0前国内外所研究的直线电机电梯屮，有多种不同的类型、结构和控制方式，但归结 起来主要为二人类，即一为直线感应电机驱动型式，它包拈圆筒型电动机和扁平型电动机的 驱动方式；另一为直线同步电机驱动型式，它包拈永磁直线同步电动机和超导直线电动机的 驱动型式。 2.1直线感应电机驱动的电梯 直线电机初级乎衡块制动机直线电机次级阌2-1 B:线电机驱动电梯结构示意1. M通哦直线感应电动机的初级2.轿筘图2—2 直线电机初级 乎衡块 制动机 直线电机次级 阌2-1 B:线电机驱动电梯结构示意 1. M通哦直线感应电动机的初级2.轿筘 图2—2浙江大学与哈尔滨泰富公司直线电机电梯 这种直线电机驱动的电梯也用钢丝绳将轿厢和对重相连接。对重装置屮装柯圆筒型线感应 电动机的初级。而次级则呈立柱贳穿于对重，丼延伸到整个井道。直线感应电动机既是驱动 装置，乂是对重的一部分。此外，对重装置上还装有制动器和速度检测装置以及其它传感器。 采用圆筒型直线感应电动机驱动电梯的原因如下： 初次级之间的中边磁拉力间距可以基本消除，初次级之间的气隙易于保持，电机结 构简单。 次级结构简单，升降路线构造亦简单。 成本较低，易与现有传统电梯竞争。 类似于传统电梯，易被用户接受。 圆简型货线感应电动机的初次级结构如图3所示。 表丄为日本某货线电机电梯jljW线感应电动机的冇关参数。 表1电梯用A线感应电动机的有关参数 项目 数值 额定推力/ N 3600 额定电压/V 150 额定电流/A 100 额定频率/ Hz 6 极数 6 气隙/ mm 2 初级重量/ kg 265 圆简型直线感应电动机电梯的整个控制系统结构如图4所示，它由四个控制部分组成。 运行管理控制部分：电梯的呼叫、登录、层次表示以及电梯的运行管理等。 阁4 ft线感应电动机电梯控制系统阌  运动控制部分：电梯安全装a的监视，产生到达0标层的指令等。 电动机控制部分：直线电动机的运行速度控制，它通过安装在对重（平衡块）屮的 速度传感器的反馈信号，在运动控制部分产生速度指令进行跟踪反馈控制。直线电动机的速 度和推力的控制，采用变频器进行控制。 门的控制部分：电梯门的开闭控制