电梯用开关磁阻电动机调速系统的制作方法
【专利摘要】一种电梯用开关磁阻电动机调速系统，属于电梯用驱动系统领域。开关磁阻电动机的后端盖空腔内固定设置磁位置传感器，磁位置传感器的输出端连接控制器的输入端，所述的磁位置传感器包括固定环和转动环，转动环固定在开关磁阻电动机的转轴上，固定环设置在后端盖上，固定环设置有塑壳封装的线路板，线路板上设置有磁敏元器件和信号接口。本实用新型通过调整开关磁阻电动机的开通角、关断角、电压和电流，可以得到电梯不同负载要求的机械特性，控制简单、灵活，能容易地实现软启动和四象限运行。本实用新型能适用于各种恶劣、高温甚至强震动环境，调速范围宽，精度高，在宽广的转速和功率范围内都具有高效率，节能效果明显，非常适合电梯使用。
【专利说明】电梯用开关磁阻电动机调速系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电梯用电动机驱动系统，具体地说，涉及一种电梯用开关磁 阻电动机调速系统。
【背景技术】
[0002]电动机俗称马达，是一种将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来 驱动其他装置的电气设备。电动机的速度是固定不变的，但在实际使用过程中，有时要以较 低或者较高的速度运行，因此进行变频改造是非常有必要的。
[0003]当前电梯广泛使用的变频调速电动机，通过变频器改变设备输入电压频率，达到 节能调速的目的。变频调速电动机虽能实现调速，但因其调速范围窄、效率低、单位体积功 率小，以致其调速性能较差，要取得与直流电动机相近的调速特性，需要采用复杂的矢量控 制系统。另外，变频调速电动机的成本较高，调速精度低，可靠性差。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种成本低、调速范围宽、控 制灵活、工作可靠，在宽广的转速和功率范围内都具有高效率的开关磁阻电动机调速系统， 调速精度高，节能效果明显。
[0005]为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]一种包括电气连接的开关磁阻电动机、磁位置传感器、控制器和功率变换器，其特 征在于:控制器的输出端连接功率变换器，功率变换器的输出端连接开关磁阻电动机，开关 磁阻电动机的输出端连接电梯负载，开关磁阻电动机的后端盖空腔内固定设置磁位置传感 器，磁位置传感器的输出端连接控制器的输入端，所述的磁位置传感器包括固定环和转动 环，转动环固定在开关磁阻电动机的转轴上，固定环设置在后端盖上，固定环设置有塑壳封 装的线路板，线路板上设置有磁敏元器件和信号接口。
[0007]通过设置磁位置传感器，成本低、调速范围宽、控制灵活、工作可靠，在宽广的转速 和功率范围内都具有闻效率，能够有效防止粉尘、油污等污染。
[0008]其中优选方案是:
[0009]所述开关磁阻电动机包括叠片定子、叠片转子、绕组、前端盖、后端盖和机轴，绕组 缠绕在叠片定子上，其出线管设在后端盖的外周侧；前端盖通过螺钉固定在叠片定子的前 端，从前端封装叠片定子和叠片转子；后端盖通过螺钉固定在叠片定子的后端，从后端封装 叠片定子和叠片转子；叠片转子上贯穿铆接有至少一个铆钉，叠片定子上也贯穿铆接有至 少一个铆钉；机轴通过轴承与叠片转子连接；后端盖的空腔内设有转动环和固定环，转动 环套装在叠片转子后端的机轴上；固定环固定在后端盖上。设置简单方便，便于生产和维 修。
[0010]所述的转动环为一固定块，固定块一侧设置齿盘，齿盘上间隔均布齿盘凸起和齿 盘凹槽，固定块中间设置轴孔和键槽。转动环直接由转轴带动，控制简单直接，信号准确性闻ο
[0011]所述的固定环为一金属圆环，金属圆环上设置2个环状通孔，环状通孔上设置固定螺丝与后端盖相适应，线路板安装在两环状通孔之间，磁敏元器件固定在线路板上，线路板上设置信号接口，线路板固定在塑料外壳内。设置连接方便。
[0012]本实用新型具有的有益效果是，通过设置磁位置传感器，采用位置感应齿盘的凸起和凹槽的结构，解决了磁敏元器件的磁滞问题，提高了位置采集精度，使得调整开关磁阻电动机的开通角、关断角、电压和电流，可以得到不同负载要求的机械特性，控制简单、灵活，能容易地实现电梯的软启动和四象限运行，而且，由于这是一种纯逻辑的控制方式，很容易智能化。另外，开关磁阻电动机结构简单、成本低，工作可靠，能适用于各种恶劣、高温甚至强震动环境，大大延长了开关磁阻电机的使用寿命，可以达到和普通异步电机相同的使用寿命，而且调速范围宽，在宽广的转速和功率范围内都具有闻效率，可以大大提闻电梯的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的原理方框图；
[0014]图2为本实用新型的开关磁阻电动机的结构示意图；
[0015]图中:1、后端盖；2、固定环；3、转动环；4、机轴；5、轴承；6、前端盖；7、螺钉；8、铆钉；9、叠片转子；10、叠片定子；11、螺钉；12、出线管。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
[0017]实施例:
[0018]如图1所示，电梯用开关磁阻电动机调速系统包括电气连接的开关磁阻电动机、位置传感器、控制器和功率变换器，控制器的输出端连接功率变换器，功率变换器的输出端连接开关磁阻电动机，开关磁阻电动机的输出端连接电梯负载，开关磁阻电动机的后端盖空腔内固定设置磁位置传感器，磁位置传感器的输出端连接控制器的输入端，所述的磁位置传感器包括固定环和转动环，转动环固定在开关磁阻电动机的转轴上，固定环设置在后端盖上，固定环设置有塑壳封装的线路板，线路板上设置有磁敏元器件和信号接口。
[0019]如图2所示，所述开关磁阻电动机包括叠片定子10、叠片转子9、绕组、前端盖6、后端盖I和机轴，绕组缠绕在叠片定子10上，其出线管12设在后端盖I的外周侧；
[0020]前端盖6通过螺钉7固定在叠片定子10的前端,从前端封装叠片定子10和叠片转子9 ;后端盖I通过螺钉11固定在叠片定子10的后端,从后端封装叠片定子10和叠片转子9 ;叠片转子9上贯穿铆接有至少一个铆钉8，叠片定子10上也贯穿铆接有至少一个铆钉；机轴通过轴承5与叠片转子9连接；后端盖I的空腔内设有转动环3，转动环3套装在置片转子9后端的机轴4上；固定环2固定在后端盖I上。
[0021]转动环为一固定块，固定块一侧设置齿盘，齿盘上间隔均布齿盘凸起和齿盘凹槽，固定块中间设置轴孔和键槽。转动环直接由转轴带动，控制简单直接，信号准确性高。
[0022]固定环为一金属圆环，金属圆环上设置2个环状通孔，环状通孔上设置固定螺丝与后端盖相适应，线路板安装在两环状通孔之间，磁敏元器件固定在线路板上，线路板上设置信号接口，线路板固定在塑料外壳内。设置连接方便。
[0023]工作原理:
[0024]电能通过功率变换器输入到开关磁阻电动机，开关磁阻电动机连接负载，并为其 提供动力。控制器根据磁位置传感器检测到的定子和转子之间的相对位置信息，结合给定 的运行命令(正转或反转)，导通开关磁阻电动机中相应的定子相绕组的主开关元件。对应 相绕组中有电流流过，产生磁场。磁场总是趋于“磁阻最小”而产生的磁阻性电磁转矩，使 转子转向“极对极”位置。当转子转到被吸引的转子磁极与定子磁极相重合(平衡位置)时， 电磁转矩消失。此时，控制器根据新的位置信息，在定子和转子即将达到平衡位置时，向功 率变换器发出命令，关断当前相的主开关元件，而导通下一相，则转子又会向下一个平衡位 置转动；这样，控制器根据相应的位置信息按一定的控制逻辑连续地导通和关断相应的相 绕组的主开关，就可产生连续的同转向的电磁转矩，使转子在一定的转速下连续运行；再根 据一定的控制策略控制各相绕组的通、断时刻以及绕组电流的大小，就可使整个系统在最 佳状态下运行。
【权利要求】
1.一种电梯用开关磁阻电动机调速系统，包括电气连接的开关磁阻电动机、磁位置传感器、控制器和功率变换器，其特征在于:控制器的输出端连接功率变换器，功率变换器的输出端连接开关磁阻电动机，开关磁阻电动机的输出端连接电梯负载，开关磁阻电动机的后端盖空腔内固定设置磁位置传感器，磁位置传感器的输出端连接控制器的输入端，所述的磁位置传感器包括固定环和转动环，转动环固定在开关磁阻电动机的转轴上，固定环设置在后端盖上，固定环设置有塑壳封装的线路板，线路板上设置有磁敏元器件和信号接口。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电动机调速系统，其特征在于:所述开关磁阻电动机包括叠片定子(10)、叠片转子(9)、绕组、前端盖(6)、后端盖(I)和机轴，绕组缠绕在叠片定子(10)上，其出线管(12)设在后端盖(I)的外周侧；前端盖(6)通过螺钉(7)固定在叠片定子(10)的前端；后端盖(I)通过螺钉(11)固定在叠片定子(10)的后端；机轴(4)通过轴承(5)与叠片转子(9)连接；后端盖(I)的空腔内设有转动环(3)和固定环(2)，转动环(3)套装在叠片转子(9)后端的机轴(4)上；固定环(2)固定在后端盖(I)上。
3.根据权利要求1或2所述的开关磁阻电动机调速系统，其特征在于:所述的转动环(2)为一固定块，固定块一侧设置齿盘，齿盘上间隔均布齿盘凸起和齿盘凹槽，固定块中间设置轴孔和键槽。
4.根据权利要求1或2所述的开关磁阻电动机调速系统，其特征在于:所述的固定环(3)为一金属圆环，金属圆环上设置2个环状通孔，环状通孔上设置固定螺丝与后端盖(I)相适应，线路板安装在两环状通孔之间，磁敏元器件固定在线路板上，线路板上设置信号接口，线路板固定在塑料外壳内。
【文档编号】H02K11/00GK203434809SQ201320548630
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】郭源生, 董义鹏, 石光峰, 李明贤 申请人:淄博京科电气研究所