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磁粉离合器在电梯调速系统上的应用


磁粉离合器在电梯调速系统上的应用 

     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

 

  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。

磁粉离合器


  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。

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