电梯磁力缓冲保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电梯磁力缓冲保护装置，其安装于电梯轿厢的底部与电梯井道底坑内，所述电梯磁力缓冲保护装置包括至少一个永磁体和至少一个电磁体，所述永磁体安装于电梯轿厢的底部，所述电磁体安装于电梯井道底坑内，且当电磁体中的电磁线圈通电后，产生的磁场与永磁体产生同极性磁场。电梯磁力缓冲装置能够实现阻尼力的连续可调、可控，调节范围宽、温度适应性强、响应速度快等特点，克服了传统缓冲器的主要缺陷，具有传统电梯缓冲器无法比拟的优势。

【技术实现步骤摘要】
电梯磁力缓冲保护装置
本专利技术涉及一种电梯安全装置，尤其涉及一种电梯故障坠落时的缓冲、减震保护装置。
技术介绍
随着我国城镇化发展进程的加快，各城市高层建筑的兴建逐渐增多，电梯已逐渐成为人们日常生活中必不可少的垂直升降工具。目前，中国电梯保有量、年产量、年增长量均位列世界第一，电梯在给人们的生活带来便利的同时频繁的电梯事故也给人们敲响了警钟。其中，电梯发生蹲底故障后，导致的后果较为严重，如何让电梯在发生蹲底故障后，最大限度的减少对乘客的伤害，已经成为当今的热门问题。缓冲器作为电梯故障时的最后一道保障其安全性能越来越受到人们的关注。现有技术中，比较常用的缓冲器有聚氨酯缓冲器和液压缓冲器。聚氨酯缓冲器为蓄能型缓冲器，利用聚氨酯材料特殊的微孔气泡结构吸能缓冲，在受到冲击时，相当于一个带有多气囊阻尼的弹簧，因而其缓冲容量可随碰撞速度的提高而加大。聚氨酯缓冲器因有许多优点，如弹性好、吸振容量大、绝缘、防爆、耐高低温、重量轻、成本低、易于安装与更换等，在低速电梯上得到较为广泛的应用。但聚氨酯材料存在着一些问题缺陷，使用一段时间后其缓冲性能难以保证，存在安全隐患。如，聚氨酯材料在受自身及外界条件影响下易出现老化问题，由于老化其性能也会产生变化，如弹性降低、减振性能变差等现象，聚氨酯缓冲器的阻尼不可调。液压缓冲器为耗能型缓冲器，依靠液压阻尼对作用在其上的物体进行缓冲减速至停止，起到一定程度的保护作用。当液压缓冲器受到碰撞压力时，动能经塞头和加速弹簧转给活塞，活塞的运动挤压工作腔内的油液，使其复位弹簧压缩，同时使油液从活塞与顶杆之间的环形间隙挤压出来，进入贮油腔。缓冲器被压缩的过程是通过活塞挤压油液做功的过程。这一过程消耗了大量动能，起到缓冲作用。当工作完毕，活塞被复位弹簧推至原始位置，完成一个工作循环。对于液压缓冲器长时间使用会出现开关失效，漏油等现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种更加有效、可靠的电梯缓冲装置，该电梯缓冲装置为一种磁力缓冲装置，在电梯发生蹲底故障时，利用磁力缓冲装置减小电梯下降时的撞击力，进而减少财产损失及人员伤亡。本专利技术所采用的技术方案是：电梯磁力缓冲保护装置，其安装于电梯轿厢的底部与电梯井道底坑内，其特征在于：所述电梯磁力缓冲保护装置包括至少一个永磁体和至少一个电磁体，所述永磁体安装于电梯轿厢的底部，所述电磁体安装于电梯井道底坑内，且电磁体中的电磁线圈通电后，产生的磁场与永磁体产生同极性磁场。进一步的，所述的电梯磁力缓冲保护装置由9个电磁-永磁单元规则排列构成，所述永磁体成九宫格阵列形式分布于电梯轿厢的底部，所述电磁体成对应的九宫格阵列形式分布于电梯井道底坑内。进一步的，所述电梯磁力缓冲保护装置还包括加速度传感器和增量式PID控制器，所述的加速度传感器安装于电梯轿厢的底部，所述的增量式PID控制器用于控制电磁体中电流的大小。进一步的，所述永磁体与电梯轿厢之间设有磁场屏蔽材料。电梯磁力缓冲保护装置的工作原理是，当电梯轿厢发生故障坠落时，通过安装于电梯轿厢底部的加速度检测系统(由飞思卡尔MMA7260三轴加速度传感器构建组成)检测电梯的加速度，当电梯速度超过电梯额定运行加速度时，电磁体通电，启动电梯磁力缓冲装置。如图1所示，电磁体中的电磁线圈通电后，电磁体产生与永磁体同极性的电磁场，利用磁场“同极相斥，异极相吸”原理，控制电磁线圈通电电流大小，使永磁铁的匀减速落下，以实现对电梯轿厢坠落的缓冲效果。为了降低缓冲过程中对人体的伤害，根据国标GB7588-2003中10.4.3.3条规定，电梯轿厢作用在缓冲器上时平均减速度应不大于1g，且2.5g以上的减速度时间不得超过0.04s。通过加速度检测系统，实时检测电梯在减速过程中的减速度(加速度为负值)，进而通过增量式PID控制器调节电磁体的直流电源控制器输出，改变直流电源输出电流大小，实现电梯轿厢在电磁体缓冲器作用下的减速度不大于1g。电磁-永磁缓冲单元非线性建模：如图2所示。设绕在铁芯两极的线圈各为N匝，线圈通电电流为i(t)，电压为u(t)，下坠物和电磁铁之间的空气间隙为δ(t)，永磁铁质量为m，重力加速度为g，铁芯截面积为S，下坠物受到电磁力为Fm(i，δ)。将下坠物考虑为简单力学质点，只受到向下的重力和向上的斥力作用。当下坠体处于平衡状态时，加速度为零，即所受合力为零，下坠体的重力等于其所受到的向上的电磁斥力，即：mg＝Fm(i0，δ0)(1)在电磁系统方面，为降低研究问题的复杂度，忽略次要因素，假定在系统磁路中，只考虑气隙磁阻，忽略铁芯和下坠体的磁阻，且铁磁材料的导磁率为无穷大。则有，磁路总磁通为：式中：Cφ——漏磁系数，与漏磁通φl有关；Sc(δ)——与δ(t)有关的磁通等效面积函数。则气隙中的磁感应强度为：由于永磁体所受的电磁力为：而磁场能量W(i，δ)又可以用磁感应强度表示为：整理得永磁铁所受的电磁力为：可以看出，下坠物所受电磁力Fm(i，δ)可表示为一个线积分式，如果要精确计算，需要知道磁通等效面积函数Sc(δ)、漏磁系数Cφ、电流i(t)和悬浮高度δ(t)等参数。根据电磁学理论和基本回路方程，电磁铁线圈的端电压：电磁-永磁阵列缓冲系统设计：电梯轿厢为长方体形状，永磁铁固定在电梯轿厢的底面，为了降低缓冲系统的通电电流，提高缓冲系统运行的可靠性，将电磁缓冲系统设计成9宫格阵列形式，由9个电磁-永磁单元规则排列构成，电磁-永磁系统安装视图如图3所示。设电梯质量为M，当电梯发生蹲底故障时，启动电磁-永磁电梯安全缓冲系统。在9个电磁-永磁单元组成的缓冲系统的作用下，其平均减速度为a，得：9Fm(i0，δ0)-(9m+M)g＝(9m+M)a(8)设缓冲器有效行程为L，减速起点速度为vb，减速末端速度为vend，得：结合人体承受能力，可求的电磁-永磁缓冲器的具体设计相关参数。增量式PID电流控制算法：增量式PID的原理与位置式PID基本相同，区别是位置式PID的输出是最终的控制量，而增量式PID的输出是最终的控制量与其前一个值相比的变化量。控制系统的整体控制框图如图4所示。由位置算法求的：再求出：两式相减，得出控制量的增量算法：可以看出，数字增量式PID算法，只要储存最近的三个误差采样值e(k)、e(k-1)、e(k-2)就足够了。本专利技术的有益效果是：电梯磁力缓冲装置能够实现阻尼力的连续可调、可控，调节范围宽、温度适应性强、响应速度快等特点，克服了传统缓冲器的主要缺陷，具有传统电梯缓冲器无法比拟的优势。因此，将电磁-永磁缓冲装置应用到特种设备的缓冲机构中是技术的革新、设备的升级。附图说明图1为电磁-永磁缓冲系统的结构。图2为电磁-永磁缓冲单元。图3为电磁永磁缓冲器安装视图。图4为控制系统的整体控制框图。具体实施方式电梯轿厢为长方体形状，永磁铁固定在电梯轿厢的底面，电磁体安装于电梯井道底坑内，当电磁体中的电磁线圈通电后，产生的磁场与永磁体产生同极性磁场。为了降低缓冲系统的通电电流，提高缓冲系统运行的可靠性，将电磁缓冲系统设计成9宫格阵列形式，由9个电磁-永磁单元规则排列构成，电磁-永磁系统安装视图如图3所示。当电梯轿厢发生故障坠落时，通过安装于电梯轿厢底部的加速度检测系统(由飞思卡尔MMA7260三轴加速度传感器构建本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电梯磁力缓冲保护装置，其安装于电梯轿厢的底部与电梯井道底坑内，其特征在于：所述电梯磁力缓冲保护装置包括至少一个永磁体和至少一个电磁体，所述永磁体安装于电梯轿厢的底部，所述电磁体安装于电梯井道底坑内，且当电磁体中的电磁线圈通电后，产生的磁场与永磁体产生同极性磁场。

【技术特征摘要】
1.一种电梯磁力缓冲保护装置，其安装于电梯轿厢的底部与电梯井道底坑内，其特征在于：所述电梯磁力缓冲保护装置包括至少一个永磁体和至少一个电磁体，所述永磁体安装于电梯轿厢的底部，所述电磁体安装于电梯井道底坑内，且当电磁体中的电磁线圈通电后，产生的磁场与永磁体产生同极性磁场。2.如权利要求1所述的电梯磁力缓冲保护装置，其特征在于：所述的电梯磁力缓冲保护装置由9个电磁-永磁单元规则排列构成，所述永磁体成九宫格阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯，黄志强，吴福森，
申请(专利权)人：福建省特种设备检验研究院泉州分院，
类型：发明
国别省市：福建,35