摘要：分析了常用電梯調(diào)速系統(tǒng)中存在的問題．應(yīng)用磁粉離合器可定轉(zhuǎn)矩輸出、能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速特性．設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用干電梯的新型調(diào)速結(jié)構(gòu)。
關(guān)量詞：電梯調(diào)速系統(tǒng) 磁粉離合器 定轉(zhuǎn)矩輸出 無級(jí)調(diào)速。
隨著城市建筑業(yè)的發(fā)展，對(duì)高層建筑電梯的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)要求越來越高。既要求舒適感好、平層準(zhǔn)確度高，又需要調(diào)速性能好、調(diào)速范圍大。常用的調(diào)速電機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)簡單，價(jià)格較低，但舒適感較差，一般用載貨電梯，且調(diào)速范圍窄，所控制的電梯速度在1米／秒以下。直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好，調(diào)速范圍大的特點(diǎn)，控制的電梯速度達(dá)4米／秒，但機(jī)組結(jié)構(gòu)體積大，耗電多，維護(hù)工作量多，造價(jià)高，主要適用于電梯的額定速度在2米／秒或2米／秒以上的各類電梯上。1984年，第一臺(tái)用變頻變壓（VVVF）系統(tǒng)控制的電梯問世，所控制的速度可達(dá)6米／秒，體積小，重量輕，效率高+節(jié)省能源，但價(jià)格昂貴，調(diào)速范圍受到頻率變化影響，調(diào)速不可能從0-額定轉(zhuǎn)速+而從實(shí)際應(yīng)用中看，還易引起故障。為此，我們根據(jù)磁粉離合器的工作特性，將其應(yīng)用于電梯電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中+采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速效果，且具有體積小，重量輕，經(jīng)濟(jì)、適用的特性。
1 設(shè)計(jì)方法及調(diào)速原理
現(xiàn)設(shè)計(jì)的電梯調(diào)速系統(tǒng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖l所示。這種結(jié)構(gòu)主要有交流電動(dòng)機(jī)、磁粉離合器、變速機(jī)構(gòu)、卷筒、滑輪組等組成。與其它電梯調(diào)速系統(tǒng)相比較，不同之處在于采用普通交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，磁粉離合器參與調(diào)速。
對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速公式為n=60f1＊（1一s）／P（f1一電源頻率p一極對(duì)數(shù) s一轉(zhuǎn)差率），如果均勻地改變定子的電源頻率，則可平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。在許多情況下，需要保持調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不變。周電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩m= k2（u1/f1（k2為常數(shù)，u1為定子繞組電壓，f1為定子供電電源頻率）．若要保證電磁轉(zhuǎn)矩為定值，即u1定值，則在改變電源顴率的同時(shí)，要求定供電電壓也要作相應(yīng)的調(diào)整。
磁粉離合器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，其中1為金屬外筒，2為磁粉．3為勵(lì)磁線圈，4為電磁轉(zhuǎn)子．5為導(dǎo)電環(huán)。1與4之間留有少量間隙，一般為1．5— 2mm，內(nèi)裝極擻小的耐磨球狀磁性粉末，當(dāng)勵(lì)磋線圈中無電流時(shí)，散抄似的粉柬不阻礙主從動(dòng)件之間的楣對(duì)運(yùn)動(dòng)，離合器處于分離狀態(tài)；當(dāng)通人電流時(shí)，電磁粉末即在磁場作用下被吸引磁化聚集，并沿氣隙磁路形成鏈狀固體，通過其結(jié)合力，將主從動(dòng)件聯(lián)系起來，離合器即接合。
而在磁粉離合器調(diào)速系統(tǒng)中，如圖3所示，磁粉離合器轉(zhuǎn)矩的變化與勵(lì)磁電流基本呈線性關(guān)系，這樣就能通過電刷供電后，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以準(zhǔn)確地控制轉(zhuǎn)矩的大小，應(yīng)答及時(shí)，并能顯示很好的重復(fù)性。而且，從圖4中看出，輸出轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)于某一電流值，而與轉(zhuǎn)速無關(guān)，通過調(diào)整勵(lì)磁電流值，既可保持定轉(zhuǎn)矩輸出，又能自由改變轉(zhuǎn)矩值，從而得到更寬的調(diào)速范圍，當(dāng)采用剩磁很少的工業(yè)純鐵制作磁粉離合器時(shí)，調(diào)速范圍可以從零至額定轉(zhuǎn)矩。
2 磁粉離合器調(diào)速系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
現(xiàn)以3．7kw四級(jí)變頻調(diào)整速電機(jī)為例，比較磁粉離合器交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)如下
從以上結(jié)果可知，磁粉離臺(tái)器電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有調(diào)整范圍大，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，應(yīng)答迅速，體積小重量輕，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。且由于轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)于某一電流i值并重復(fù)性能好，可以很好地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制，電機(jī)輸出有負(fù)載時(shí)，能精確控制轉(zhuǎn)速。
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