[科普中国]-无齿轮曳引机

简介

无齿轮曳引机即取消了齿轮减速器，将曳引电动机与曳引轮直接相连，中间位置安装制动器的曳引机。此类曳引机一般多用于轿厢运行速度大于2m/s的高速电梯上，其曳引轮安装在曳引电动机轴上，没有机械减速装置，机构简单。曳引电动机是为电梯拖动专门设计制造的，能适应电梯工作特点，具有良好的调速性能的直流电动机、交流电动机或永磁同步电动机。

由于没有齿轮减速器的增扭作用，此类曳引机制动器工作时所需要的制动力矩比有齿轮曳引机大许多，所以无齿轮曳引机中体积最大的就是制动器。加之无齿轮曳引机多用于复绕式结构，所以曳引轮轴轴承的受力要远大于有齿轮曳引机，相应轴的直径也较大。1

曳引机分类及组成电梯曳引机分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机两类。有齿轮曳引机主要用于低、快速交流电梯；无齿轮曳引机用于高速直流电梯。

曳引机主要由电动机、制动联轴器与制动器、减速器（无齿轮曳引机无减速器）、曳引轮、钢丝绳和底盘组成。曳引机是轿厢升降的起重机械。2

无齿轮曳引机优点无齿轮曳引机具有如下优点：

(1)高效节能，驱动系统动态性能优良。

(2)没有齿轮传动时的功率损耗，机械效率高。

(3)由于低速直接驱动，故轴承噪声低，无风扇和齿轮传动噪声，噪声一般可降低5~10 dB ，运转平稳可靠。

(4)无齿轮减速箱，无激磁绕组，体积小，重量轻，可实现小机房或无机房配置，降低了建筑成本，减少了保养维护工作量。

(5)使用寿命长，安全可靠，同时维护保养简单。

以下是当前常见的几类无齿轮曳引机结构及外形图。

对于永磁同步无齿轮曳引机，最大的问题是价格较昂贵，且由于低速电机的效率低 （远低于普通异步电机），同时对于电机变频器和编码器的要求提高，电机维修难度大， 一旦出故障，必须拆下送回工厂修理，给推广使用带来不利的影响。3

永磁同步无齿轮曳引机与传统曳引机的比较永磁同步无齿轮曳引机是近些年来得到迅速发展的新型曳引机。与传统曳引机相比，永磁同步无齿轮曳引机具有如下主要特点：

(1)整体成本较低。传统曳引机体积庞大，需要专用的机房，而且机房面积也较大，增加了建筑成本；永磁同步无齿轮曳引机则结构简单，体积小，重量轻，可适用于无机房状态，即使安装在机房也仅需很小的面积，使得电梯整体成本降低。

(2)节约能源。传统曳引机采用齿轮传动，机械效率较低，能耗高，电梯运行成本较高；永磁同步无齿轮曳引机由于采用了永磁材料，没有了励磁线圈和励磁电流消耗，使得电动机功率因数得以提高，与传统有齿轮曳引机相比，能源消耗可以降低40%左右。

(3)噪音低。传统有齿轮曳引机采用齿轮啮合传递功率，所以齿轮啮合产生的噪音较大，并且随着使用时间的增加，齿轮逐渐磨损，导致噪音加剧；永磁同步无齿轮曳引机采用非接触的电磁力传递功率，完全避免了机械噪音、振动、磨损。传统曳引电动机转速较快，产生了较大的运转和风噪；永磁同步无齿轮曳引机本身转速较低，噪声及振动小，所以整体噪音和振动得到明显改善。

(4)高性价比。永磁同步无齿轮曳引机取消了齿轮减速箱，简化了结构，降低了成本，减轻了重量，并且传动效率的提高可节省大量的电能，运行成本低。

(5)安全可靠。永磁同步无齿轮曳引机运行中，当三相绕组短接时，轿厢的动能和势能可以反向拖动电动机进入发电制动状态，并产生足够大的制动力矩阻止轿厢超速，所以能避免轿厢冲顶或蹲底事故；当电梯突然断电时，可以松开曳引机制动器，使轿厢缓慢地就近平层，解救乘员。

另外，永磁同步电动机具有起动电流小、无相位差的特点，使电梯启动、加速和制动过程更加平顺，改善了电梯舒适感。3