基于永磁同步电机的升降电梯系统技术方案

本方案涉及电机控制领域，具体公开了基于永磁同步电机的升降电梯系统，包括轿厢和电梯拖动系统，所述电梯拖动系统包括安装梁，所述安装梁固定安装于电梯井内侧壁上，所述安装梁上端固定连接有永磁同步电机，所述轿厢置于电梯井内，所述电梯井内安装有磁悬轨道，电梯外壁安装有与磁悬轨道配合的磁力柱，所述磁悬轨道内安装有电磁铁单体，电磁铁单体在磁悬轨道内为分段布置，电磁铁单体布置于电梯在建筑每层悬停的位置处,使用在电梯升级系统中，能够使得电梯运行更加平稳和安全。使得电梯运行更加平稳和安全。使得电梯运行更加平稳和安全。

【技术实现步骤摘要】
基于永磁同步电机的升降电梯系统


[0001]本专利技术属于电机控制领域，具体涉及到基于永磁同步电机的升降电梯系统。

技术介绍

[0002]升降电梯广泛用于高层建筑的垂直运输，升降电梯根据较长时间的发展，现在主要分为含有机房的升降电梯和不含有机房的升降电梯，一般含有机房的升降电梯是通过三相异步电机作为拖动动力，由于三相异步电机存在转速快和载荷高一度成为升降电梯的主流，但是三相异步电动机的转速控制是一大难点，现在对其解决的方案是采用减速齿轮箱和变频控制组合方式，但这种方式需要单独在建筑高层的顶部设置机房，机房内安装电机、减速齿轮箱和控制柜体。如何采用有机房的电梯系统，需要在修建建筑时候，预留机房位置。因为有机房的存在使得顶层建筑在电梯井位置会突出一部分，对于已经预留处理的建筑来说，其多出来部分第一是增加了建筑成本，二是阻碍了顶层建筑的使用率，针对超高层建筑中，需要设置多段升降电梯系统，在中间段部分，其设置的机房还会暂用室内空间，并且要做专门的保护措施。
[0003]现在出现一种无机房的电梯升降系统，如授权公告日期为2015年07月08日公开号为CN204454181U“一种无机房的电梯”，其公开了曳引机设置在电梯井道的顶端，曳引机下方设置有一个横向固定于电梯井道壁内的搁机梁，搁机梁用于支撑曳引机，在轿厢导轨的顶端设置有支架，支架上固定有限速器。
[0004]根据该专利的介绍，采用在井道壁内设置搁机梁，将曳引机放在上面，就可以取消机房部分，但是本申请并没有说明曳引机是何种电机，根据方案推定，该电机不再需要减速齿轮箱和控制柜体，而这种电机现在采用最多的是永磁同步电机。永磁同步电机因其控制简单、效率高、转矩特性好、损耗小等特点而被广泛应用于电梯拖动系统中。但是永磁同步电机是一个非线性、多变量、强耦合系统，具有不确定的外部干扰；永磁同步电机的应用环境通常是复杂的，经常存在各种干扰。特别是在低速转动时候，永磁同步电机存在抖动的现象，如果该电机抖动过于严重，不仅会造成永磁同步电机转速不规律、甚至失控的危险，如果出现在电梯运行过程中，将是一个非常严重的安全事故。

技术实现思路

[0005]本申请要解决的问题是提供基于永磁同步电机的升降电梯系统，以解决现在采用永磁同步电机带动升降电梯存在安全事故风险高的问题。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于永磁同步电机的升降电梯系统、包括：轿厢和电梯拖动系统，所述电梯拖动系统包括安装梁，所述安装梁固定安装于电梯井内侧壁上，所述安装梁上端固定连接有永磁同步电机，永磁同步电机输出轴同轴连接有卷线器，所述卷线器上缠绕有钢绳，所述轿厢通过滑轮系统悬挂在钢绳上，并通过钢绳的拖动使得轿厢移动，所述轿厢置于电梯井内，所述电梯井内安装有磁悬轨道，电梯外壁安装有与磁悬轨道配合的磁力柱，所述磁悬轨道内安装有电磁铁单体，电磁铁单体在磁悬轨道内为分段布
置，电磁铁单体布置于电梯在建筑每层悬停的位置处。
[0007]上述方案的工作原理为：永磁同步电动机是以永电磁铁单体提供励磁，使电动机结构较为简单，在狭窄的电梯井中任然可以安装，不需要设置单独的机房，在电梯井的侧壁上设置安装梁，将该电机设置在安装梁顶部即可，升降电梯运动首先通过永磁同步电机提供动力，通过钢绳作为力量传递的媒介，使得电梯可以在钢绳长度的收缩，实现升降电梯的上升，钢绳的释放，实现电梯的下降。
[0008]在电梯井中设置磁悬轨道，电梯外壁安装磁力柱，磁力柱间隙配合在磁悬轨道内，并且磁悬轨道内安装有电磁铁单体，电磁铁单体在磁悬轨道内为分段布置，电磁铁单体布置于电梯在建筑每层悬停的位置处。上述结构有如下优点：
[0009]第一、在电梯中间未有停靠层时，电梯通过永磁电机的带动在设定的运行速度下上升和下降，如果速度未超过设定的运行速度，电磁铁单体均不通电，电磁铁没有磁力，电梯正常上升和下降。
[0010]第二、当上升速度和下降速度达到异常速度后，并且永磁同步电机也控制失灵的极端情况下，本方案将立即给还未到达楼层的电磁铁单体进行通电，当电梯到达通电的电磁铁层处时候，该层的电磁铁和处于电梯外壁上的磁力柱相互吸引，能够协助电梯减慢速度，并最终停止在某一层的层门处，以便于救援工作。
[0011]第三、当电梯即将停在某一层或即将从某一层出发时，由于永磁同步电机在低速运行存在抖动的现象，如果是逐渐停在某层时，将相应层的电磁铁进行通电，此时该层的的电磁铁与磁力柱相互吸引，并协同永磁同步电机的速度下降减缓电梯的作用，同时在磁力吸引的关系，磁力会抵消电梯的部分重力，是的永磁同步电机带动的负载变小，有效缓解永磁同步电机的低速抖动。
[0012]第四、当电梯在某层启动时，可以先给该层处于磁力柱靠近上端位置的电磁铁通电，使得该电磁铁给磁力柱一个向上的拉力，当磁力柱正对电磁铁时候，将立即断开该处电磁铁，并给下一段电磁铁通电，这样保持拉力；整个过程类似磁悬浮列车运行，但是由于该电磁铁并非作为动力源，只起到抵消电梯重力，使得永磁同步电机能够在低荷载或者无荷载的状态下运行，能够避免永磁同步电机在低速状态下出现的抖动问题。
[0013]作为优选方案，所述磁悬轨道为C型轨道，所述磁力柱为圆柱性，磁力柱间隙配合在C型轨道内。将磁悬轨道设置成C型轨道，首先附着在C型轨道内的电磁铁的磁力线更集中在轨道的几何中心位置，磁力柱本体可以容纳在轨道腔体内部，磁力柱通过C型轨道开口，通过强大大韧性好的材料与轿厢连接。
[0014]作为优选方案，所述磁力柱通过架体固定连接在轿厢外壁，所述架体为多根钢结构桁架组装而成，磁力柱竖直安装于电梯外壁的四个边角处。钢结构桁架具有抗拉和抗压的特点，通过桁架连接，即使磁力柱作为支点，也完全能够将轿厢进行支持，满足轿厢运行状态下骤停的受力强度。
[0015]作为优选方案，在电梯井第一层到底部，最高层到顶部的磁悬轨道中，安装的电磁铁单体均为连续排列，并延伸到磁悬轨道的两端。为了应对电梯坠底和冲顶的情况，一般情况下，电梯最多下坠两层就能停在相应层门，但是为了做后续的保险，在电梯井第一层到底部的电磁铁单体均为连续排列，当二层上面每层给到相应减速，在最下面一层再连续进行减速直到停止；这样电梯不至于与底部接触，也不会停止过快，导致突然的冲击力对被困人
员造成损伤。
[0016]进一步，所述电梯井侧壁安装有用于给电磁铁单体和磁力柱充磁的充磁机，所述充磁机与电磁铁单体单独采用电缆连接。充磁机主要是给磁力柱进行充磁，使其成为永磁体，电磁铁单体是通过充磁机直接通电，让其产生磁力。
[0017]进一步，所述磁力柱悬停在第一层对应的磁悬轨道内壁安装充磁触头，所述磁力柱上设置有充磁触点，当磁力柱悬停在第一层时，所述充磁触头与充磁触点连通，所述充磁触头与充磁机通过电缆连通。这种设计的目的是让磁力柱只在第一层进行充磁，这样充磁机设置在底层便于维护，电梯停在第一层的时间为最多，这样磁力柱能够得到及时补磁。
[0018]进一步，所述磁悬轨道的最底部安装有与磁力柱垂直相对的缓冲器。通过缓冲器，也是进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于永磁同步电机的升降电梯系统，包括轿厢和电梯拖动系统，所述电梯拖动系统包括安装梁，所述安装梁固定安装于电梯井内侧壁上，所述安装梁上端固定连接有永磁同步电机，永磁同步电机输出轴同轴连接有卷线器，所述卷线器上缠绕有钢绳，所述轿厢通过滑轮系统悬挂在钢绳上，并通过钢绳的拖动使得轿厢移动，所述轿厢置于电梯井内，所述电梯井内安装有磁悬轨道，电梯外壁安装有与磁悬轨道配合的磁力柱，所述磁悬轨道内安装有电磁铁单体，电磁铁单体在磁悬轨道内为分段布置，电磁铁单体布置于电梯在建筑每层悬停的位置处。2.根据权利要求1所述的基于永磁同步电机的升降电梯系统，其特征在于：所述磁悬轨道为C型轨道，所述磁力柱为圆柱性，磁力柱间隙配合在C型轨道内。3.根据权利要求1或2所述的基于永磁同步电机的升降电梯系统，其特征在于：所述磁力柱通过架体固定连接在轿厢外壁，所述架体为多根钢结构桁架组装而成，磁力柱竖直安装于电梯外壁的四个边角处。4.根据权利要求3所述的基于永磁同步电机的升降电梯系统，其特征在于：在电梯井第一层到底部，最高层到顶部的磁悬轨道中，安装的电磁铁单体均为连续排列，并延伸到磁悬轨道的两端。5.根据权利要求4所述的基于永磁同步电机的升降电梯系统，其特征在于：所述电梯井侧壁安装有用于给电磁铁单体和磁力柱充磁的充磁机，所述充磁机与电磁铁单体单独采用电缆连接。6.根据权利要求5所述的基于永磁同步电机的升降电梯系统，其特征在于：所述磁力柱悬停在第一层对应的磁悬轨道内壁安装充磁触头，所述磁力柱上设置有充磁触点，当磁力柱悬停在第一层时，所述充磁触头与充磁触点连通，所述充磁触头与充磁机通过电缆连通。7.根据权利要求6所述的基于永磁同步电机的升降电梯系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯光权，杨勋，
申请(专利权)人：贵州中航电梯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：