第二節 曳引驅動系統

（3）無齒曳引機的結構原理

1）無齒曳引機在電梯產品中應用

我國20世紀80年代末前曾批量生產過采用直流電動機作為曳引電動機的無齒曳引機，這種直流電動機拖動的無齒曳引機，主要用在額定運行速度V ≧2.5 m/s的高速乘客電梯上。這種無齒曳引機已于20世紀80年代末后不再生產，在此不再贅述。

 近幾年來我國的無齒曳引機生產又有了新的發展。近年來生產的無齒曳引機的曳引電動機采用的是永磁同步電動機，國內率先采用永磁同步電動機作為曳引電動機，并率先將永磁同步無齒曳引機推向國內無機房和小機房電梯市場，且取得成功的是芬蘭在中國昆山創立的通力中國電梯公司，以此證明永磁同步電動機具有在低速狀態下實現大功率輸出的特點，能夠改變傳統的“電動機→減速器→曳引輪→負載（轎廂和對重）”的曳引驅動模式，做到集曳引電動機、曳引輪、制動器、光電編碼器于一體的驅動新模式，且具有節能、免維護、環保等優點。這種永磁同步無齒曳引機的結構示意圖如圖2-7所示。

在通力中國電梯公司的帶動下，近幾年來我國的曳引機專業制造廠和一部份大型電梯制造企業已研制出不少具有各自特點的永磁同步無齒曳引機，使我國電梯產品的節能效果向前推進了一大步。由于永磁同步無齒曳引機的體積小、重量輕（是傳統有齒曳引機重量的35﹪左右）、材料消耗少、結構相對簡單，價格也相對低廉，而且其節能效果又比普通交流感應電動機VVVF拖動電梯還要節能20～25﹪左右。由于永磁同步無齒曳引機的節能、環保效果好而深受廣大電梯用戶的歡迎。目前國內生產的永磁同步無齒曳引機已廣泛應用到各種類別、載重量、運行速度的電梯產品上。近幾年來，國內電梯市場采用永磁同步無齒曳引驅動的VVVF拖動電梯，已占國內電梯市場分額的90﹪以上，而且仍有繼續擴大市場占有率的趨勢。

永磁同步電動機按結構型式分有內、外轉子式兩種。所謂內轉子式就是轉子在定子之內，就定子與轉子的相對位置而言，這種永磁同步電動機與已往使用過的普通交直流電動機有點相似。所謂外轉子式就是轉子在定子之外，這種永磁同步電動機與已往使用過的普通交直流電動機幾乎沒有相似之處。由于內、外轉子式永磁同步電動機自身的差別就比較大，因此構成永磁同步無齒曳引機的曳引輪、制動器與永磁同步電動機的組裝形式也就有比較大的差異。至于永磁同步電動機的結構原理將在本書第三章的第十三節中描述。

2）永磁同步無齒曳引機制動器

永磁同步無齒曳引機的制動器也由直流電磁線圈、電磁鐵芯、閘瓦架和閘瓦及閘皮、制動輪（它屬于曳引機的一個部件）、抱閘彈簧等構成。永磁同步無齒曳引機由于甩掉減速器以及永磁同步電動機自身的特點，使永磁同步無齒曳引機具有自已的特色。對于采用外轉子式永磁同步電動機的無齒曳引機，其轉子外殼與制動器的制動輪和曳引繩輪易于鑄造成一體，制動器的制動輪仍在電機轉動部份與曳引繩輪之間，但主要構成部件的幾何形狀和尺寸則差異很大。對于采用內轉子式永磁同步電動機的無齒曳引機，曳引繩輪也與永磁同步電動機的轉動部分同軸，曳引繩輪穩裝在永磁同步電動機轉軸的左側或右側，若曳引繩輪穩裝在永磁同步電動機轉軸的左側，則多將制動輪穩裝在永磁同步電機轉軸的右側，制動器的閘瓦架和閘瓦及閘皮、直流電磁線圈、電磁鐵芯、也與制動輪同裝在右側，也易于將制動器的閘瓦架與永磁同步曳引電動機的外殼鑄造成一體。由于永磁同步無齒曳引機沒有減速器，所以永磁同步電動機輸出的扭矩就比較大，也就要求永磁同步無齒曳引機制動器產生的制動力矩必須足以制停電梯繼續運行，因而永磁同步無齒曳引機的制動器多采用雙直流電磁線圈，而且供電電源電壓也比較高，以降低直流電磁線圈的電流。永磁同步無齒曳引機制動器的外形結構和形式請參閱圖2-7。

2、導向輪

  導向輪也稱抗繩輪。導向輪由軸、軸套和繩輪等機件構成。軸套和繩輪裝成一體，再將軸裝進軸套里，軸通過軸瓦架（或U型螺栓）緊固在曳引機承重梁的下方，其安裝示意圖如圖2-2中的6所示。導向輪上開有曳引繩槽，槽的直徑稍大于曳引繩的直徑，但繩槽與繩槽的中心距與曳引輪的繩槽與繩槽的中心距相等。導向輪的作用是調節和控制轎廂架繩頭板中心與對重架繩頭板中心的距離，以及曳引繩在曳引輪上的包角，該包角對于如圖2-2所示的曳引方式為1:1的電梯應不小于135°。

3、曳引繩和曳引繩補償裝置

（1）曳引繩

電梯的曳引鋼絲繩（俗稱曳引繩）是連接轎廂和對重裝置的機件，承載著轎廂、對重裝置和額定載重量的總和。電梯用曳引繩一般采用按國家標準GB8903-2004規定生產的電梯用鋼絲繩。這種鋼絲繩分為6×19S+NF和8×19S+NF兩種，均采用天然纖維或人造纖維作芯子，其截面結構示意圖如圖2-8所示。其中：6×19S+NF為6股，每股3層，外面兩層各9根鋼絲，最里層一根鋼絲；8×19S+NF為8股，每股3層，外面兩層各9根鋼絲，最里層一根鋼絲。每種曳引繩的直徑有6mm、8mm、11mm、13mm、16mm、19mm、22mm等多種規格。電梯用鋼絲繩的鋼絲化學成分、力學性能等在GB8903-2004中也做了詳細規定。

（2）曳引繩補償裝置

每臺電梯所用曳引繩的根數和繩的直徑，與電梯的額定載重量、額定運行速度有關。所用曳引繩的長度與電梯的曳引方式和提升高度有關。當電梯的提升高度比較大時，電梯運行過程中會導致電梯的平衡系數隨轎廂位置的變化而變化。這種變化大到一定程度時除給電梯的調整工作造成困難外，還會降低電梯的整機性能和安全性能。為此，當電梯的提升高度大到一定程度時，電梯設計人員就必須在轎廂和對重裝置之間裝設與曳引繩重量變化的補償繩或補償鏈，以減少電梯平衡系數隨轎廂位置的變化而變化。