磁粉离合器在电梯调速系统上的应用

发布时间：2018-05-28

   随着城市建筑业的发展，对高层建筑电梯的电机调速系统要求越来越高。既要求舒适感好、平层准确度高，又需要调速性能好、调速范围大。常用的调速电机有交流电动机和直流电动机。交流电动机结构紧凑，维护简单，价格较低，但舒适感较差，一般用载货电梯，且调速范围窄，所控制的电梯速度在1米/秒以下。直流电动机具有调速性能好，调速范围大的特点，控制的电梯速度达4米/秒，但机组结构体积大，耗电多，维护工作量多，造价高，主要适用于电梯的额定速度在2米/秒或2米/秒以上的各类电梯上。1984年，第一台用变频变压(VVVF)系统控制的电梯问世，所控制的速度可达6米/秒，体积小，重量轻，效率高+节省能源，但价格昂贵，调速范围受到频率变化影响，调速不可能从0-额定转速+而从实际应用中看，还易引起故障。为此，我们根据磁粉离合器的工作特性，将其应用于电梯电机调速系统中+采用交流电动机驱动，达到直流电动机的调速效果，且具有体积小，重量轻，经济、适用的特性。
1 设计方法及调速原理
现设计的电梯调速系统机构运动简图如图l所示。这种结构主要有交流电动机、电磁离合器、变速机构、卷筒、滑轮组等组成。与其它电梯调速系统相比较，不同之处在于采用普通交流电动机驱动，磁粉离合器参与调速。
对于交流电动机，转速公式为n=60f1*(1一s)/P(f1一电源频率p一极对数 s一转差率)，如果均匀地改变定子的电源频率，则可平滑地改变电动机的同步转速。在许多情况下，需要保持调速时电动机的最大转矩不变。周电动机转矩m= k2(u1/f1(k2为常数，u1为定子绕组电压，f1为定子供电电源频率)．若要保证电磁转矩为定值，即u1定值，则在改变电源颧率的同时，要求定供电电压也要作相应的调整。
电磁离合器的结构示意图如图2所示，其中1为金属外筒，2为磁粉．3为励磁线圈，4为电磁转子．5为导电环。1与4之间留有少量间隙，一般为1．5— 2mm，内装极擞小的耐磨球状磁性粉末，当励磋线圈中无电流时，散抄似的粉柬不阻碍主从动件之间的楣对运动，离合器处于分离状态；当通人电流时，电磁粉末即在磁场作用下被吸引磁化聚集，并沿气隙磁路形成链状固体，通过其结合力，将主从动件联系起来，离合器即接合。
而在磁粉离合器调速系统中，如图3所示，磁粉离合器转矩的变化与励磁电流基本呈线性关系，这样就能通过电刷供电后，调节励磁电流以准确地控制转矩的大小，应答及时，并能显示很好的重复性。而且，从图4中看出，输出转矩对应于某一电流值，而与转速无关，通过调整励磁电流值，既可保持定转矩输出，又能自由改变转矩值，从而得到更宽的调速范围，当采用剩磁很少的工业纯铁制作磁粉离合器时，调速范围可以从零至额定转矩。
2 磁粉离合器调速系统主要技术参数及特点
现以3．7kw四级变频调整速电机为例，比较磁粉离合器交流电机调速系统主要技术参数如下
从以上结果可知，磁粉离台器电机调速系统有调整范围大，结构简单，安全可靠，应答迅速，体积小重量轻，价格便宜等优点。且由于转矩对应于某一电流i值并重复性能好，可以很好地实现转矩控制，电机输出有负载时，能精确控制转速。