磁粉离合器在电梯调速系统中的应用

摘要：分析了常用电梯调速系统中存在的问题．应用磁粉离合器可定转矩输出、能实现无级调速特性．设计了一种应用干电梯的新型调速结构。关量词：电梯调速系统 磁粉离合器 定转矩输出 无级调速。[b][align=center]The Application of Magnetic Particle Cluctch in the Systemof Adjusting Speed of ElevatorZHANG Li-jun ZHAO Wen[/align][/b]（Machinery ＆ Electricity Department，Yueyang Normal University，Hunan 414000 China）Abstract：This paper analyses the problem of the system of adjusting speed of elevator and applies specific of expert by constant moment and stepless regulation of magnetic particle clutch，designing a new type of the structure of adjusting speed of applying to elevator．Key word：the system of adjusting。Peed about elevator；magnetic particle clutch；expert by constant moment；stepless speed regulation 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、磁粉离合器、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。磁粉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。参考文献[1]西北工业大学机槭原理晟机械零件教研组．机械设计基础[M]．北京：人民教育出版杜，1979[2]李秩耕电梯的使用与保养[M]北京：中国劳动出版社。1990．