專利名稱：永磁同步扶梯曳引機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道上使用的曳引機(jī)。
技術(shù)背景10 由于扶梯曳引機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合決定了扶梯曳引機(jī)工作的最大特點(diǎn)是低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩?，F(xiàn)在的扶梯曳引機(jī)，輸出端轉(zhuǎn)速一般在40rpm左右， 這種速度對(duì)于傳統(tǒng)的三相交流異步電機(jī)顯然是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。而且由于 提升自動(dòng)扶梯所需要的轉(zhuǎn)矩很大， 一般在1100~3000N.m，所以傳統(tǒng) 的扶梯曳引機(jī)都是有兩部分組成電機(jī)和減速機(jī)。 一般電機(jī)為三相交15 流異步電機(jī)，是曳引機(jī)的原動(dòng)機(jī)，然后通過(guò)一個(gè)蝸輪蝸桿減速機(jī)來(lái)降 低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩。蝸輪蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是容易的得很大的單級(jí)傳動(dòng) 比；但是其缺點(diǎn)也很明顯，就是傳動(dòng)效率過(guò)低， 一般為0.7左右。另 夕卜，由于異步電機(jī)在工作過(guò)程中需要?jiǎng)?lì)磁電流來(lái)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，增加了 無(wú)功損耗及定子(或轉(zhuǎn)子)的銅損及鐵損，所以其功率因數(shù)較低，一20般為0.8左右，因此現(xiàn)有的扶梯曳引機(jī)在額定工作狀態(tài)下的效率僅為 0.6左右。并且，啟動(dòng)時(shí)功率損耗更大，如果考慮到非額定狀態(tài)下(如 啟動(dòng)狀態(tài))的能量損耗，效率將會(huì)更低。因此，傳統(tǒng)的扶梯曳引機(jī)的 一大缺陷就是效率低下，很大一部分能量白白浪費(fèi)掉了?，F(xiàn)在也有一些節(jié)能扶梯，結(jié)構(gòu)形式是改變傳統(tǒng)的低效率的蝸輪蝸25 桿傳動(dòng)，采用的齒輪傳動(dòng)。但僅僅是改變了傳動(dòng)部分，原動(dòng)機(jī)仍然采 用的是高速低轉(zhuǎn)矩的異步電動(dòng)機(jī)，而且產(chǎn)品僅僅是將二者簡(jiǎn)單的拼湊 到一起，比如有一種產(chǎn)品就是將異步電動(dòng)機(jī)放置在一個(gè)齒輪減速箱上 方，通過(guò)皮帶傳動(dòng)獎(jiǎng)電機(jī)的輸出功率傳遞到齒輪減速箱上，再通過(guò)減 速箱減速最終輸出功率。這種曳引機(jī)，由于減速比較高，必然導(dǎo)致效30率大為降低。而且僅僅只是將異步電機(jī)和齒輪減速箱這兩種的機(jī)器進(jìn)行機(jī)械的拼裝，不能實(shí)現(xiàn)有機(jī)的結(jié)合，產(chǎn)品機(jī)械和電氣性能很難得到保證。發(fā)明內(nèi)容35本發(fā)明的目的在于:設(shè)計(jì)一種新型扶梯曳引機(jī)，該曳引機(jī)能夠?qū)?現(xiàn)拖動(dòng)自動(dòng)扶梯的功能，并且工作效率得到很大提升，起到節(jié)能降耗 的作用。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用了如下結(jié)構(gòu)，原動(dòng)機(jī)采用了永磁同步技術(shù)的永磁同步電機(jī)，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)將永磁同步電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)化 為扶梯曳引機(jī)的輸出。在曳引機(jī)座上固定有永磁同步電機(jī)及齒輪減速 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，齒輪減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為一級(jí)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中高速齒輪軸 為永磁同步電機(jī)的電機(jī)軸，低速齒輪軸為永磁同步扶梯曳引機(jī)的輸出 5軸，高速齒輪軸和低速齒輪軸通過(guò)齒輪副連接；曳引機(jī)機(jī)座分前后兩 部分，后面部分作為永磁同步電機(jī)的機(jī)殼，電機(jī)后蓋與之相連，殼內(nèi) 裝有永磁同步電機(jī)部分，曳引機(jī)機(jī)座的前面部分為齒輪減速箱體，高 速齒輪軸末端通過(guò)軸承支撐在減速箱體的端蓋上，低速齒輪軸也通過(guò) 兩端的軸承支撐在曳引機(jī)機(jī)座和減速箱端蓋上，并且末端伸出減速箱10端蓋一部分作為曳引機(jī)的輸出軸，減速箱端蓋固定在曳引機(jī)座上；高 速齒輪軸上設(shè)有圓柱斜齒輪，并與低速齒輪軸上的低速大齒輪嚙合。 本發(fā)明是一種將永磁同步電機(jī)與高效率的齒輪傳動(dòng)裝置有機(jī)地 結(jié)合的一種高效率曳引機(jī)。充分利用了永磁同步電機(jī)的低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩 高效率和圓柱斜齒輪傳動(dòng)的高效率。能夠在低速狀態(tài)下輸出很大的轉(zhuǎn)15矩，因此不需要很高的傳動(dòng)比就能得到提升自動(dòng)扶梯所需的轉(zhuǎn)矩。本 發(fā)明的一種實(shí)施方式中，永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速為160rpm，輸出轉(zhuǎn)矩可 達(dá)750N.m，因此只需要通過(guò)一個(gè)減速比為4的減速機(jī)構(gòu)就能得到滿 足工作需求的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。特別是采用一級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)。其 傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，使用壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)效率高。 一般能達(dá)0.96~0.99。20 而且由于輸入端采用的是永磁同步電機(jī)，其在工作過(guò)程中磁場(chǎng)是由永 磁體產(chǎn)生，節(jié)省了異步電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的勵(lì)磁電流，電機(jī)功率屈數(shù) 接近于l。因此電機(jī)效率較異步電動(dòng)機(jī)高，而且由于永磁同步電機(jī)在 低速狀態(tài)下也能輸出很大的轉(zhuǎn)矩，因此其在各個(gè)工作狀況下的效率基 本一致。因此，永磁同步電機(jī)的效率能達(dá)到0.9以上?；谝陨显恚?5 這里提到的新型永磁同步扶梯曳引機(jī)，工作效率一般能達(dá)到0.87 0.9。 與傳統(tǒng)扶梯曳引機(jī)相比，效率提高40 50%。該曳引機(jī)可用于自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道的拖動(dòng)。由于采用永磁同 步技術(shù)，并且采用效率很高的一級(jí)斜齒輪傳動(dòng)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)很高的 傳動(dòng)效率，起到節(jié)能環(huán)保的效果。30


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)2為圖1的A-—A剖面圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明中原動(dòng)機(jī)為采用了永磁同步技術(shù)的永磁同步電機(jī)，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)將永磁同步電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)化為扶梯曳引機(jī)的輸出。本發(fā)明具體實(shí)施例描述如下從圖中我們看到，曳引機(jī)機(jī)座13 分前后兩部分，后面部分作為永磁同步電機(jī)的機(jī)殼14，其上有一個(gè) 裝有電機(jī)定子2的電機(jī)后蓋3與之相連。在機(jī)殼內(nèi)部，電機(jī)定子2的 5外部是電機(jī)轉(zhuǎn)子1，它與高速齒輪軸(電機(jī)軸)7為剛性連接，通過(guò) 高速齒輪軸兩端的軸承16，電機(jī)轉(zhuǎn)子1固定在電機(jī)機(jī)殼的內(nèi)部，并 且能夠繞著電機(jī)定子2旋轉(zhuǎn)。曳引機(jī)機(jī)座13的前面部分是一個(gè)齒輪 減速箱體4，高速齒輪軸(電機(jī)軸)7從電機(jī)內(nèi)部伸出來(lái)的部分帶有 圓柱斜齒輪5，并與大齒輪19嚙合，高速齒輪軸7末端通過(guò)軸承16io支撐在減速箱端蓋5上，作為齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一部分，低速齒輪軸 (輸出軸)18也通過(guò)兩端的軸承17支撐在曳引機(jī)機(jī)座13和減速箱 端蓋5上，并且末端8伸出減速箱端蓋5—部分，用于安裝拖動(dòng)自動(dòng) 扶梯與轉(zhuǎn)的鏈輪(圖中未示)。另外，工作中需要制動(dòng)時(shí)，是通過(guò)制 動(dòng)瓦9與電機(jī)轉(zhuǎn)子1的外表面摩擦實(shí)現(xiàn)的。制動(dòng)瓦9安裝于制動(dòng)臂15 IO上面，制動(dòng)時(shí)通過(guò)制動(dòng)彈簧ll壓縮產(chǎn)生的壓力將制動(dòng)瓦壓在電機(jī) 轉(zhuǎn)子1的外表面上產(chǎn)生摩擦，以達(dá)到制動(dòng)效果。當(dāng)曳引機(jī)工作時(shí)，磁 力器12通電產(chǎn)生反向的推力，以克服彈簧的壓力，使制動(dòng)瓦9與電 機(jī)轉(zhuǎn)子1外表面分離，電機(jī)轉(zhuǎn)子1可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。本永磁同步扶梯曳引機(jī)的工作原理如下通電后，電機(jī)定子2上20面形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，由此驅(qū)動(dòng)貼有永磁體的外轉(zhuǎn)子l，外轉(zhuǎn)子l帶 動(dòng)與之相連的高速齒輪軸(電機(jī)軸)7與之一起轉(zhuǎn)動(dòng)；然后通過(guò)一級(jí) 斜齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)相嚙合的低速大齒輪軸(輸出軸)18轉(zhuǎn)動(dòng)，由此 實(shí)現(xiàn)了功率的傳遞，最終將電機(jī)的輸出的能量傳遞到輸出軸上。 .停止工作或制動(dòng)時(shí)，電機(jī)斷電的同時(shí)，磁力器12也斷電，制動(dòng)25彈簧11通過(guò)制動(dòng)臂10將制動(dòng)瓦9壓在電機(jī)轉(zhuǎn)子1外表面上，使曳引 機(jī)保持靜止。本發(fā)明將永磁同步電機(jī)用于自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道的拖動(dòng)時(shí)，可 在永磁同步電機(jī)上增加減速機(jī)構(gòu)，上面所述的單級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)只 是其中的一種實(shí)施方式，也可以根據(jù)輸出需求更改為其他傳動(dòng)方式，30 如多級(jí)齒輪傳動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)。
權(quán)利要求
1、一種永磁同步扶梯曳引機(jī)，其特征在于原動(dòng)機(jī)為采用了永磁同步技術(shù)的永磁同步電機(jī)，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)將永磁同步電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)化為扶梯曳引機(jī)的輸出。
2、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的永磁同步扶梯曳引機(jī)，其特征在于 在曳引機(jī)座上固定有永磁同步電機(jī)及齒輪減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，齒輪減速傳 動(dòng)結(jié)構(gòu)為一級(jí)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中高速齒輪軸為永磁同步電機(jī)的電機(jī) 軸，低速齒輪軸為永磁同步扶梯曳引機(jī)的輸出軸，高速齒輪軸和低速10 齒輪軸通過(guò)齒輪副連接。
3、 根據(jù)權(quán)力要求1或2所述的永磁同步扶梯曳引機(jī)，其特征在 于曳引機(jī)機(jī)座分前后兩部分，后面部分作為永磁同步電機(jī)的機(jī)殼， 電機(jī)后蓋與之相連，殼內(nèi)裝有永磁同步電機(jī)部分，曳引機(jī)機(jī)座的前面 部分為齒輪減速箱體，高速齒輪軸末端通過(guò)軸承支撐在減速箱體的端15蓋上，低速齒輪軸也通過(guò)兩端的軸承支撐在曳引機(jī)機(jī)座和減速箱端蓋 上，并且末端伸出減速箱端蓋一部分作為曳引機(jī)的輸出軸，減速箱端 蓋固定在曳引機(jī)座上。
4、 根據(jù)權(quán)力要求l、 2或3所述的永磁同步扶梯曳引機(jī)，其特征在于高速齒輪軸上設(shè)有圓柱斜齒輪，并與低速齒輪軸上的低速大齒 20 輪嚙合。
5、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的永磁同步扶梯曳引機(jī)，其特征在于 減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以為多級(jí)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，行星齒輪傳動(dòng)或蝸輪蝸桿傳動(dòng)等傳動(dòng)方式。
全文摘要
一種永磁同步扶梯曳引機(jī)，原動(dòng)機(jī)采用了永磁同步技術(shù)的永磁同步電機(jī)，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)將永磁同步電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)化為扶梯曳引機(jī)的輸出。在曳引機(jī)座上固定有永磁同步電機(jī)及齒輪減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，齒輪減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為一級(jí)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中高速齒輪軸為永磁同步電機(jī)的電機(jī)軸，低速齒輪軸為永磁同步扶梯曳引機(jī)的輸出軸，高速齒輪軸和低速齒輪軸通過(guò)齒輪副連接；采用這種結(jié)構(gòu)的永磁同步扶梯曳引機(jī)，工作效率一般能達(dá)到0.87～0.9。與傳統(tǒng)扶梯曳引機(jī)相比，效率提高40～50％；該曳引機(jī)可用于自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道的拖動(dòng)。由于采用永磁同步技術(shù)，并且采用效率很高的一級(jí)斜齒輪傳動(dòng)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)很高的傳動(dòng)效率，起到節(jié)能環(huán)保的效果。
文檔編號(hào)H02K7/10GK101222162SQ20071014400
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者劉成輝, 劉金忠, 張慶東, 李明輝, 林萬(wàn)里, 王義彬, 石正鐸 申請(qǐng)人:許昌博瑪曳引機(jī)制造有限公司