專利名稱：永磁同步扶梯曳引機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動扶梯或自動人行道上使用的曳引機。
技術背景10 由于扶梯曳引機的應用場合決定了扶梯曳引機工作的最大特點是低轉速大轉矩。現在的扶梯曳引機，輸出端轉速一般在40rpm左右， 這種速度對于傳統的三相交流異步電機顯然是無法實現的。而且由于 提升自動扶梯所需要的轉矩很大， 一般在1100~3000N.m，所以傳統 的扶梯曳引機都是有兩部分組成電機和減速機。 一般電機為三相交15 流異步電機，是曳引機的原動機，然后通過一個蝸輪蝸桿減速機來降 低轉速，增大轉矩。蝸輪蝸桿傳動的優點是容易的得很大的單級傳動 比；但是其缺點也很明顯，就是傳動效率過低， 一般為0.7左右。另 夕卜，由于異步電機在工作過程中需要勵磁電流來產生電磁場，增加了 無功損耗及定子(或轉子)的銅損及鐵損，所以其功率因數較低，一20般為0.8左右，因此現有的扶梯曳引機在額定工作狀態下的效率僅為 0.6左右。并且，啟動時功率損耗更大，如果考慮到非額定狀態下(如 啟動狀態)的能量損耗，效率將會更低。因此，傳統的扶梯曳引機的 一大缺陷就是效率低下，很大一部分能量白白浪費掉了。現在也有一些節能扶梯，結構形式是改變傳統的低效率的蝸輪蝸25 桿傳動，采用的齒輪傳動。但僅僅是改變了傳動部分，原動機仍然采 用的是高速低轉矩的異步電動機，而且產品僅僅是將二者簡單的拼湊 到一起，比如有一種產品就是將異步電動機放置在一個齒輪減速箱上 方，通過皮帶傳動獎電機的輸出功率傳遞到齒輪減速箱上，再通過減 速箱減速最終輸出功率。這種曳引機，由于減速比較高，必然導致效30率大為降低。而且僅僅只是將異步電機和齒輪減速箱這兩種的機器進行機械的拼裝，不能實現有機的結合，產品機械和電氣性能很難得到保證。發明內容35本發明的目的在于:設計一種新型扶梯曳引機，該曳引機能夠實 現拖動自動扶梯的功能，并且工作效率得到很大提升，起到節能降耗 的作用。為了實現以上目的，本發明采用了如下結構，原動機采用了永磁同步技術的永磁同步電機，通過減速機構將永磁同步電機的輸出轉化 為扶梯曳引機的輸出。在曳引機座上固定有永磁同步電機及齒輪減速 傳動結構，齒輪減速傳動結構為一級齒輪傳動結構，其中高速齒輪軸 為永磁同步電機的電機軸，低速齒輪軸為永磁同步扶梯曳引機的輸出 5軸，高速齒輪軸和低速齒輪軸通過齒輪副連接；曳引機機座分前后兩 部分，后面部分作為永磁同步電機的機殼，電機后蓋與之相連，殼內 裝有永磁同步電機部分，曳引機機座的前面部分為齒輪減速箱體，高 速齒輪軸末端通過軸承支撐在減速箱體的端蓋上，低速齒輪軸也通過 兩端的軸承支撐在曳引機機座和減速箱端蓋上，并且末端伸出減速箱10端蓋一部分作為曳引機的輸出軸，減速箱端蓋固定在曳引機座上；高 速齒輪軸上設有圓柱斜齒輪，并與低速齒輪軸上的低速大齒輪嚙合。 本發明是一種將永磁同步電機與高效率的齒輪傳動裝置有機地 結合的一種高效率曳引機。充分利用了永磁同步電機的低轉速大轉矩 高效率和圓柱斜齒輪傳動的高效率。能夠在低速狀態下輸出很大的轉15矩，因此不需要很高的傳動比就能得到提升自動扶梯所需的轉矩。本 發明的一種實施方式中，永磁同步電機轉速為160rpm，輸出轉矩可 達750N.m，因此只需要通過一個減速比為4的減速機構就能得到滿 足工作需求的輸出轉矩和轉速。特別是采用一級圓柱斜齒輪傳動。其 傳動優點是傳動平穩，使用壽命長，傳動效率高。 一般能達0.96~0.99。20 而且由于輸入端采用的是永磁同步電機，其在工作過程中磁場是由永 磁體產生，節省了異步電動機工作過程中的勵磁電流，電機功率屈數 接近于l。因此電機效率較異步電動機高，而且由于永磁同步電機在 低速狀態下也能輸出很大的轉矩，因此其在各個工作狀況下的效率基 本一致。因此，永磁同步電機的效率能達到0.9以上。基于以上原理，25 這里提到的新型永磁同步扶梯曳引機，工作效率一般能達到0.87 0.9。 與傳統扶梯曳引機相比，效率提高40 50%。該曳引機可用于自動扶梯、自動人行道的拖動。由于采用永磁同 步技術，并且采用效率很高的一級斜齒輪傳動，所以能夠實現很高的 傳動效率，起到節能環保的效果。30
圖1為本發明結構2為圖1的A-—A剖面圖具體實施方式
本發明中原動機為采用了永磁同步技術的永磁同步電機，通過減速機構將永磁同步電機的輸出轉化為扶梯曳引機的輸出。本發明具體實施例描述如下從圖中我們看到，曳引機機座13 分前后兩部分，后面部分作為永磁同步電機的機殼14，其上有一個 裝有電機定子2的電機后蓋3與之相連。在機殼內部，電機定子2的 5外部是電機轉子1，它與高速齒輪軸(電機軸)7為剛性連接，通過 高速齒輪軸兩端的軸承16，電機轉子1固定在電機機殼的內部，并 且能夠繞著電機定子2旋轉。曳引機機座13的前面部分是一個齒輪 減速箱體4，高速齒輪軸(電機軸)7從電機內部伸出來的部分帶有 圓柱斜齒輪5，并與大齒輪19嚙合，高速齒輪軸7末端通過軸承16io支撐在減速箱端蓋5上，作為齒輪傳動機構的另一部分，低速齒輪軸 (輸出軸)18也通過兩端的軸承17支撐在曳引機機座13和減速箱 端蓋5上，并且末端8伸出減速箱端蓋5—部分，用于安裝拖動自動 扶梯與轉的鏈輪(圖中未示)。另外，工作中需要制動時，是通過制 動瓦9與電機轉子1的外表面摩擦實現的。制動瓦9安裝于制動臂15 IO上面，制動時通過制動彈簧ll壓縮產生的壓力將制動瓦壓在電機 轉子1的外表面上產生摩擦，以達到制動效果。當曳引機工作時，磁 力器12通電產生反向的推力，以克服彈簧的壓力，使制動瓦9與電 機轉子1外表面分離，電機轉子1可以自由轉動。本永磁同步扶梯曳引機的工作原理如下通電后，電機定子2上20面形成一個旋轉磁場，由此驅動貼有永磁體的外轉子l，外轉子l帶 動與之相連的高速齒輪軸(電機軸)7與之一起轉動；然后通過一級 斜齒輪傳動，帶動相嚙合的低速大齒輪軸(輸出軸)18轉動，由此 實現了功率的傳遞，最終將電機的輸出的能量傳遞到輸出軸上。 .停止工作或制動時，電機斷電的同時，磁力器12也斷電，制動25彈簧11通過制動臂10將制動瓦9壓在電機轉子1外表面上，使曳引 機保持靜止。本發明將永磁同步電機用于自動扶梯、自動人行道的拖動時，可 在永磁同步電機上增加減速機構，上面所述的單級圓柱斜齒輪傳動只 是其中的一種實施方式，也可以根據輸出需求更改為其他傳動方式，30 如多級齒輪傳動，蝸輪蝸桿傳動。
權利要求
1、一種永磁同步扶梯曳引機，其特征在于原動機為采用了永磁同步技術的永磁同步電機，通過減速機構將永磁同步電機的輸出轉化為扶梯曳引機的輸出。
2、 根據權力要求1所述的永磁同步扶梯曳引機，其特征在于 在曳引機座上固定有永磁同步電機及齒輪減速傳動結構，齒輪減速傳 動結構為一級齒輪傳動結構，其中高速齒輪軸為永磁同步電機的電機 軸，低速齒輪軸為永磁同步扶梯曳引機的輸出軸，高速齒輪軸和低速10 齒輪軸通過齒輪副連接。
3、 根據權力要求1或2所述的永磁同步扶梯曳引機，其特征在 于曳引機機座分前后兩部分，后面部分作為永磁同步電機的機殼， 電機后蓋與之相連，殼內裝有永磁同步電機部分，曳引機機座的前面 部分為齒輪減速箱體，高速齒輪軸末端通過軸承支撐在減速箱體的端15蓋上，低速齒輪軸也通過兩端的軸承支撐在曳引機機座和減速箱端蓋 上，并且末端伸出減速箱端蓋一部分作為曳引機的輸出軸，減速箱端 蓋固定在曳引機座上。
4、 根據權力要求l、 2或3所述的永磁同步扶梯曳引機，其特征在于高速齒輪軸上設有圓柱斜齒輪，并與低速齒輪軸上的低速大齒 20 輪嚙合。
5、 根據權力要求1所述的永磁同步扶梯曳引機，其特征在于 減速傳動機構可以為多級齒輪傳動結構，行星齒輪傳動或蝸輪蝸桿傳動等傳動方式。
全文摘要
一種永磁同步扶梯曳引機，原動機采用了永磁同步技術的永磁同步電機，通過減速機構將永磁同步電機的輸出轉化為扶梯曳引機的輸出。在曳引機座上固定有永磁同步電機及齒輪減速傳動結構，齒輪減速傳動結構為一級齒輪傳動結構，其中高速齒輪軸為永磁同步電機的電機軸，低速齒輪軸為永磁同步扶梯曳引機的輸出軸，高速齒輪軸和低速齒輪軸通過齒輪副連接；采用這種結構的永磁同步扶梯曳引機，工作效率一般能達到0.87～0.9。與傳統扶梯曳引機相比，效率提高40～50％；該曳引機可用于自動扶梯、自動人行道的拖動。由于采用永磁同步技術，并且采用效率很高的一級斜齒輪傳動，所以能夠實現很高的傳動效率，起到節能環保的效果。
文檔編號H02K7/10GK101222162SQ20071014400
公開日2008年7月16日 申請日期2007年12月10日 優先權日2007年12月10日
發明者劉成輝, 劉金忠, 張慶東, 李明輝, 林萬里, 王義彬, 石正鐸 申請人:許昌博瑪曳引機制造有限公司