曳引機(jī)制動(dòng)器電磁設(shè)計(jì)
梁昌勇
(順德金泰德勝電機(jī)有限公司．佛山528308)
摘要：介紹曳引機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)及工作原理，重點(diǎn)討論制動(dòng)器電磁設(shè)計(jì)方法和思路、計(jì)算公式
及計(jì)算程序，提出了制動(dòng)器近似等值磁路計(jì)算的觀點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：曳引機(jī)；制動(dòng)器；磁場(chǎng)分析；電磁設(shè)計(jì)；電磁吸力；磁路計(jì)算；近似等值磁路
0引 言
曳引機(jī)制動(dòng)器的工作特點(diǎn)是通電吸合，斷電抱閘，所以，在電梯運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器處于通電吸合狀態(tài)，這就要求制動(dòng)器必須有足夠的電磁吸力，才能保證電梯正常工作；同時(shí)，制動(dòng)器還必須滿足兩個(gè)條件[1]：①當(dāng)電壓降低到額定電壓的80時(shí)，制動(dòng)器還能可靠地吸合；②在吸合狀態(tài)時(shí)，電壓降低到額定電壓的百分之55時(shí)制動(dòng)器還能有足夠的吸力，不至于釋放。這就要求制動(dòng)器必須滿足不同工作點(diǎn)的需要；但由于空間和成本的限制，制動(dòng)器不可能做得很大，因此，準(zhǔn)確計(jì)算制動(dòng)器電磁參數(shù)就顯得尤為重要。
l結(jié)構(gòu)原理
無(wú)論是塊式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器還是疊式制動(dòng)器，其電磁結(jié)構(gòu)基本相同，如圖1所示。電磁鐵心座、線圈和銜鐵組成制動(dòng)器最基本的電磁結(jié)構(gòu)。當(dāng)線圈通過(guò)電流時(shí)，電磁鐵心就會(huì)產(chǎn)生磁通，若不考慮漏磁通，磁通路徑將由電磁鐵心座底部一電磁鐵心座外部一電磁鐵心座外部空氣隙一銜鐵一電磁鐵心座內(nèi)部空氣隙一電磁鐵心座內(nèi)部形成回路。電磁鐵心座對(duì)銜鐵產(chǎn)生的電磁拉力為[2]：
式中，F(xiàn)為電磁吸力，單位為N；φ為電磁鐵心座端面氣隙流出的磁通，單位為Wb；μ。為空氣磁導(dǎo)系數(shù)，其值為1．25 x10～H／m；S為電磁鐵心座端面流出磁通氣隙面積，單位為m2；α為修正系數(shù)，一般取3～5；δ為氣隙長(zhǎng)度，此處單位為cm。
通過(guò)上式，可以很方便計(jì)算出電磁吸力的大小，不過(guò)，磁通φ是需要通過(guò)磁路計(jì)算來(lái)獲得，所以，設(shè)計(jì)制動(dòng)器必須要進(jìn)行磁路設(shè)計(jì)和計(jì)算。
2磁路分析和計(jì)算
根據(jù)電磁結(jié)構(gòu)，可以很方便地繪制出磁通分布狀態(tài)圖如圖2所示。
圖中，M為總磁通；u為有效磁通；σ為漏磁通。
從圖2可看出，漏磁通的分布是沿著電磁鐵心座內(nèi)部外圓面向電磁鐵心座外部的內(nèi)圓面流向。由于各點(diǎn)磁勢(shì)不同，所以沿著電磁鐵心座內(nèi)部高度方向磁密的分布也不相同，漏磁通磁密的分布顯然也不同，所以，靠近電磁鐵心座底部的磁通最多，接近總磁通φM，靠近電磁鐵心座頂部的磁通
其中,FM=Iω,為電流與匝數(shù)的乘積。漏磁系數(shù)計(jì)算：
顯然，漏磁系數(shù)與氣隙磁導(dǎo)Gδ1、Gδ2、銜鐵磁導(dǎo)G4有關(guān)。由于空氣隙磁導(dǎo)遠(yuǎn)小于銜鐵磁導(dǎo)，所以，空氣隙磁導(dǎo)對(duì)漏磁系數(shù)起決定作用，并且，所似于常數(shù)。
3 電磁設(shè)計(jì)程序
根據(jù)額定數(shù)據(jù)，據(jù)工作電壓U、工作行程δ、電最少，近似等于有效磁通φu，但為了計(jì)算方便此處gl入近似等值磁路進(jìn)行計(jì)算，如圖3所示。
圖中，G1為電磁鐵心座底部磁導(dǎo)；G2為電磁鐵心座外部磁導(dǎo)；G3為電磁鐵心座內(nèi)部磁導(dǎo)；G4為銜鐵磁導(dǎo)；Gδ1為電磁鐵心座外部空氣隙磁導(dǎo)；Gδ2為電磁鐵心座內(nèi)部空氣隙磁導(dǎo)；Gσ為漏磁導(dǎo)。
由于G2、G3為軟磁材料，其數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Gδ1，Gδ2,Gσ,因此，此近似等值磁路所引起的謅差是比較小的，在工程計(jì)算允許范圍內(nèi)。根據(jù)掣值磁路可以列出如下關(guān)系式[3]：
磁吸力F、絕緣等級(jí)等已知條件，一般還根據(jù)制動(dòng)力矩、制動(dòng)輪直徑、摩擦系數(shù)等參數(shù)計(jì)算電磁吸力F，而絕緣等級(jí) |
