一种混合励磁非接触悬浮导向系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种混合励磁非接触悬浮导向系统，采用永磁体和电磁体混合励磁，显著降低控制电流，功耗低，可用于提升机、电梯的非接触导向。它包括导轨和导向组件，导向组件由左轭铁，右轭铁，永磁体，左线圈绕组，右线圈绕组，左齿和右齿组成；左、右轭铁均为C形槽状体，二者槽口相对、左右对称设置在导轨两侧构成半环抱结构，并形成两侧气隙；左右轭铁的两个下臂通过永磁体连成一体，左右轭铁的下臂沿竖直向上方向分别对称设置折条状的左齿和右齿，对应套有线圈绕组，左右齿的顶端端面与导轨侧面平行并设置齿气隙。本实用新型专利技术提供一种数量少、占用空间小、功耗低、控制简单的混合励磁非接触悬浮导向系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电工、电梯领域，尤其涉及一种电磁导向系统，具体涉及一种混合励磁非接触悬浮导向系统。
技术介绍
随着社会经济的发展，人们越来越多的建设高层和超高层大楼，比如，阿拉伯联合酋长国的迪拜塔总高828米，共162层；沙特阿拉伯王国的麦加皇家钟塔饭店高601米，共95层；上海中心大厦高632米，共125层；台北101金融中心高509米，共106层；马来西亚首都的双峰塔高457米，共88层。目前还有多个摩天大楼处在规划和建设阶段。随着楼层高度的不断增加，需要配置高速电梯，传统的机械导轮或滑靴接触导向方式已不满足实际运行的需要:受到导靴摩擦力限制，轿厢运行速度难以大幅提高；在高速运行过程中，导靴磨损严重，维护量大；由于偏差和错位引起的振动和噪声影响了乘坐的舒适性等。基于此，人们又提出了非接触型电磁导轨，通过电磁力无磨损的导向，无需润滑油，和传统机械导向系统相比，由于无摩擦运行，电梯可以运行在更高的速度，同时，通过电磁调节控制导向系统的阻尼率，可以大幅改善乘坐舒适性。申请公布号为CN102689830A的中国专利技术专利“磁悬浮电梯导向系统及其控制方法”，公布了一种利用U型电磁铁实现非接触的磁悬浮导向装置及电梯系统，该专利技术采用8个对角布置的电磁导向装置来保持轿厢状态，虽然实现了非接触导向运行，但其所用电磁铁数量多、占用空间大、控制复杂，控制电流大，电能损耗大。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术中的不足提供一种数量少、占用空间小、功耗低、控制简单的混合励磁非接触悬浮导向系统。本技术的技术方案是这样实现的:一种混合励磁非接触悬浮导向系统，包括导轨和导向组件，所述导轨为截面为矩形的条状结构，所述导轨竖直固定在井道壁上；所述导向组件包括左轭铁、右轭铁、永磁体、左线圈绕组、右线圈绕组、左齿及右齿；所述左轭铁为C形槽状体，具有相互平行的水平上臂和下臂，所述右轭铁与所述左轭铁结构完全相同，二者的C形槽槽口相对且左右对称设置在导轨的两侧，构成半环抱结构；所述导轨设置在所述左轭铁的上臂和所述右轭铁的上臂之间，所述导轨的左右两个侧面分别与所述左轭铁和所述右轭铁的两个上臂端面之间形成左臂气隙和右臂气隙；所述左轭铁下臂端面和右轭铁下臂端面之间设置矩形的永磁体，左轭铁和右轭铁经永磁体连接成为一体；左轭铁下臂和右轭铁下臂沿竖直向上方向分别对称设置所述左齿和所述右齿，左齿和右齿分别对应套有左线圈绕组和右线圈绕组；所述左齿和所述右齿的顶端端面与所述导轨的前侧面平行并设置有左齿气隙和右齿气隙，两气隙长度相等。所述的左齿和右齿均为折条状，两个齿顶外缘间距dl与导轨的水平宽度d满足dl ( d，两个齿顶内缘间距d2与左齿气隙长度d3满足d2 > d3。所述的永磁体采用稀土永磁材料或钕铁硼永磁材料制成。所述的左辄铁、右辄铁、左齿和右齿均米用导磁良好的电工纯铁或娃钢制成。本技术的技术方案产生的积极效果如下:永磁体产生的磁通经过两个并联回路，一回路经过永磁体、左轭铁、左气隙、导轨、右气隙和右轭铁，另一永磁回路经过永磁体、左齿、左齿气隙、导轨、右齿气隙和右齿。而左右齿上设置的线圈绕组形成左右两个独立磁路，一路经过左齿、左齿气隙、导轨、左气隙到左轭铁，另一路经过右齿、右齿气隙、导轨、右气隙到右轭铁，线圈绕组磁路和永磁磁路在左气隙、右气隙、左齿气隙、右齿气隙4个气隙中均有重叠，绕组线圈磁路不经过永磁体。由现有技术可知，磁场对铁磁材料作用产生的吸力与磁通的平方成正比，永磁磁通作为基本工作磁通，电磁通作为调节磁通，当永磁磁通叠加电磁通后，左右气隙中的合成磁场会有较大的变化，比如，左气隙磁通增加，右气隙磁通减小时，就能产生较大的向右的合成电磁吸力；或者左气隙磁通减小，右气隙磁通增加时，就能产生较大的向左的合成电磁吸力。这样可以在线圈绕组中通入较小电流产生电磁通，来调节X方向和Y方向各个气隙中的合成磁通量，进而独立调节X方向力和Y方向电磁力，实现电磁非接触导向功能。本技术公开了一种混合励磁非接触悬浮导向系统，采用永磁体和电磁体混合励磁，显著降低控制电流，功耗低，可用于提升机、电梯的非接触导向。本技术的混合励磁非接触悬浮导向系统，其两套线圈绕组完全处于左轭铁和右轭铁形成的环抱结构内部，便于防护绕组、安全性高，整体体积可以做得较小，铁芯利用率高。所述的永磁体采用稀土永磁材料或钕铁硼永磁材料制成，磁性能高，能进一步降低装置体积。所述的左轭铁、右轭铁、左齿和右齿均采用导磁良好的电工纯铁或硅钢制成，可以显著减小漏磁场。【附图说明】图1为本技术混合励磁非接触悬浮导向系统的横截面示意图。图2为图1中A-A向剖视图。图3为本技术的永磁体磁路示意图。图4为本技术的两个控制线圈通入“左正右正”电流时的磁路示意图。图5为本技术的两个控制线圈通入“左负右负”电流时的磁路示意图。图6为本技术的两个控制线圈通入“左正右负”电流时的磁路示意图。图7为本技术的两个控制线圈通入“左负右正”电流时的磁路示意图。图8为本技术的尺寸约束示意图。图9为本技术的混合励磁非接触电梯导向系统的应用示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步说明。—种混合励磁非接触悬浮导向系统，如图1、2所示，包括导轨4和导向组件40，所述导轨4为截面为矩形的条状结构，所述导轨4竖直固定在井道壁上。所述导向组件40包括左辄铁1、右辄铁2、永磁体3、左线圈绕组5、右线圈绕组6、左齿7和右齿8。所述左辄铁I为C形槽状体，具有相互平行的水平上臂和下臂，右轭铁2是与左轭铁I结构完全相同的C形槽状体，二者槽口相对、左右对称设置在导轨4两侧构成半环抱结构，左右两边的结构完全对称。左轭铁I上臂和右轭铁2上臂之间设置导轨4，导轨4的左右两个侧面分别与左轭铁I和右轭铁2的两个上臂端面之间形成左臂气隙9和右臂气隙10 ;左轭铁I下臂端面和右轭铁2下臂端面之间无缝隙的设置矩形永磁体3，左轭铁I和右轭铁2经永磁体3连接成为一体；左轭铁I下臂和右轭铁2下臂沿竖直向上方向分别对称设置折条状的左齿7和右齿8，左齿7和右齿8分别对应套有左线圈绕组5和右线圈绕组6 ;左齿7和右齿8的顶端端面与导轨4的前侧面平行并设置有左齿气隙11和右齿气隙12，两气隙长度相等。本实施例的混合励磁非接触电梯导向系统，其两套线圈绕组完全处于左轭铁I和右轭铁2形成的环抱结构内部，便于防护绕组、安全性高，整体体积可以做得较小，铁芯利用率高。所述的永磁体3采用稀土永磁材料或钕铁硼永磁材料制成，磁性能高，能进一步降低装置体积。所述的左辄铁1、右辄铁2、左齿7和右齿8均米用导磁良好的电工纯铁或娃钢制成，可以显著减小漏磁场。如图3所示，为水平磁化的永磁体3产生的两条并联磁路，分别为永磁齿磁路31和永磁轭磁路32，即:永磁轭磁路31从永磁体3出发，经过左轭铁1、左臂气隙9、导轨4左右侧面、右臂气隙10和右轭铁2形成回路；永磁齿磁路32从永磁体3出发，经过左齿7、左齿气隙11、导轨4前侧面、右齿气隙12和右齿8形成回路。当永磁体单独作用时，永磁轭磁路32的左臂气隙和右臂气隙磁通大小一样，产生的电磁吸力大小相等，方向相反，导向组件40相对导轨4来说，受到X方向的合力为O。而对于永磁齿磁路31，磁通进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合励磁非接触悬浮导向系统，包括导轨（4）和导向组件（40），其特征在于：所述导轨（4）为截面为矩形的条状结构，所述导轨（4）竖直固定在井道壁（41）上；所述导向组件（40）包括左轭铁（1）、右轭铁（2）、永磁体（3）、左线圈绕组（5）、右线圈绕组（6）、左齿（7）及右齿（8）；所述左轭铁（1）为C形槽状体，具有相互平行的水平上臂和下臂，所述右轭铁（2）与所述左轭铁（1）结构完全相同，二者的C形槽槽口相对且左右对称设置在导轨（4）的两侧，构成半环抱结构；所述导轨（4）设置在所述左轭铁（1）的上臂和所述右轭铁（2）的上臂之间，所述导轨（4）的左右两个侧面分别与所述左轭铁（1）和所述右轭铁（2）的两个上臂端面之间形成左臂气隙（9）和右臂气隙（10）；所述左轭铁（1）下臂端面和右轭铁（2）下臂端面之间设置矩形的永磁体（3），左轭铁（1）和右轭铁（2）经永磁体（3）连接成为一体；左轭铁（1）下臂和右轭铁（2）下臂沿竖直向上方向分别对称设置所述左齿（7）和所述右齿（8），左齿（7）和右齿（8）分别对应套有左线圈绕组（5）和右线圈绕组（6）；所述左齿（7）和所述右齿（8）的顶端端面与所述导轨（4）的前侧面平行并设置有左齿气隙（11）和右齿气隙（12），两气隙长度相等。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许孝卓，刘亚平，位锋威，汪旭东，杜宝玉，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南;41