[发明专利]一种编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机

说明书

本发明公开了一种编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机，包括机座(10)，机座(10)上设有定子(11)；还包括转子(20)，转子(20)上设有包覆定子(11)线圈且与之形成径向磁场的磁体(21)；所述转子(20)为一端隆起的盘状壳体，转子(20)在隆起内侧设有与机座(10)转动配合的轴(22)，轴(22)上设有前轴承和后轴承，转子(20)在隆起外侧设有曳引轮(30)；还包括与转子(20)配合的制动器(40)和编码器(50)。本发明具有受力合理、成本低、强度高、使用寿命长而且可现场进行拆卸等作业维护的特点，而且本发明的厚度薄，井道利用率高。

技术领域

本发明涉及一种电梯永磁同步曳引机，特别是一种编码器前置碟式超薄永磁同步曳引机。

背景技术

曳引机是电梯的动力设备。1996年芬兰通力公司发明了EcoDisc碟式永磁同步曳引机，该型碟式马达采用轴向磁场布局，减小了同步曳引机的前后厚度；同时把进行曳引机转动速度反馈的编码器放置在曳引机的侧面，通过一个齿轮和齿环的传动机构将曳引机的转速传递到侧面安装的编码器上。

这样的设计有效的减小了同步曳引机在井道内部的占用空间，为曳引机在井道内进行布局提供了极大的便利性。同年通力公司依托这款碟式马达发布了具有全球首发意义的无机房电梯产品MonoSpace。此后碟式马达就因为其厚度和编码器位置的优势，使得以它为驱动元件的无机房电梯在井道利用率上比其他形式同步曳引机作的无机房电梯有更多的适应性和优势；更高的井道利用率就意味着更好的市场适应性和更多的市场份额。通力公司依托该垄断技术取得了良好的经济效益。市场上也出现了许多与之结构相近的曳引机。

碟式马达的推出在当时确实是了不起的技术创新，但是随着十几年的使用，这种马达的问题也逐渐显露出来，或无法满足电梯新技术与新标准的要求。

首先，这种马达采用轴向磁场结构，磁拉力无法抵消，轴承需要承受轴向力，影响了轴承的使用寿命，而且为了防止轴承润滑脂或液化后的油，泄露到制动面或曳引轮绳槽内，大多采用密封轴承，轴承不能维护，而且密封材料寿命短，致使曳引机使用年限受制约。

其次，由于该类曳引机定子电枢外径比较大，还产生如下问题：

a、曳引机钢丝绳加载后，机械系统存在一定的变形量，但由于电枢外径大，定、转子之间的气隙不均匀度会比较大。将使曳引机电磁噪声变大，同时也会带来电梯振动的增大。

b、与同步曳引机配合的制动轮直径也较大，由于磁拉力的存在，使制动轮跳动相较传统机型难以保证；制动器闸皮与制动轮相擦的风险大，导致制动轮及制动器闸皮温度急剧升高，从而引起一系列的失效。

c、如附图6所示，侧置编码器2a处于碟式马达1a转子的外圈，也就是曳引机径向尺寸的外侧，而且是通过转子外圈上的齿轮环进行转速的二次传递，考虑以上影响以及齿环的加工偏差，因此该传动的精度和平稳性得不到有效的保障，极易导致编码器的失效和损坏以及控制精度的变化。

最后，这种碟式马达定子铁芯和轴承距均比较短；且曳引机采用曳引轮悬臂结构，其受力结构如图7所示；Q为马达轴载荷，Cr为轴承额定动载荷，靠近曳引轮的轴承，即前轴承，选用条形滚子轴承，其承受的径向力为N₁，与轴载荷的距离为L₁；远离曳引轮的轴承，即后轴承，承受的径向力为N₂，两轴承之间的距离为L₂。与轴载荷相比可忽略曳引机转子的重量影响，靠近曳引轮的轴承承受的径向力N₁比较大，N₁＝(1+L₁/L₂2)Q；

调心滚子轴承，其轴承寿命LB＝(Cr/N₁)10/3；由此可见轴承距L₂越小，前轴承径向力N₁越大，由于轴承寿命LB与Cr/N₁为指数关系，当N₁增大时，轴承寿命LB也越短。同样轴承距L₂较短时，后轴承寿命也一样会缩短。