电梯曳引机制动系统分析及其试验验证

作     者：周振华 

作者单位：江苏科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐文献

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：电梯曳引机 制动系统 有限元分析 降噪 测试验证 

摘      要：中国在改革开放之后进入飞速发展的阶段,随着经济的发展,电梯已经进入千家万户,在大型商场、写字楼、住宅小区等公共场合普遍应用。电梯有效地加快了工作节奏,改善了工作条件和居民的生活水平。电梯曳引机作为电梯的主要部件,其性能的优劣直接影响电梯系统的运行质量。制动系统的主要功能是在电梯平层时实现失电制动,确保人员安全上下电梯。随着曳引机行业标准对制动器要求的提高以及客户对曳引机性能要求的日益提升,制动系统的安全性、舒适性都需要改善。就行业内的制动系统的普遍情况,制动系统存在噪音大、稳定性差等问题。结合目前电梯协会标准提出的更高要求,说明行业内需要一种稳定有效的制动系统降噪方案。本文研究了如何降低制动系统的制动噪音。利用ANSYS有限元分析软件进行三维磁场瞬态分析,将产品模型和外电路一起进行仿真,研究出一种可以在理论上计算制动器瞬态噪音的方法,增强设计的导向性。在降低制动噪音的同时保证其他的制动性能。同时设计构建相关试验平台测试制动系统的相关项性能。首先,本文介绍了曳引式垂直电梯系统的工作原理,并对有齿轮电梯曳引机的工作原理做了说明,重点说明了永磁同步无齿轮曳引机的优点,并阐述了制动系统相关组成部分及原理。针对标准要求的各项性能指标,从现实存在的问题入手,分析了电磁铁的线圈设计,温升计算,特别是针对目前存在的制动噪音的这个难点,通过软件对其瞬态工作点的不同状态进行仿真,构建出优化设计的思路。并通过ANSYS有限元软件进行分析和验证。制动器的性能不仅同制动器本身设计密切相关外,还同制动器的供电电源的类型及其控制方式密不可分。本文就行业内几种常见的制动器供电电源类型及其特点,以及制动器在不同电源及控制方式下的性能差异,从理论上对比了制动器电源及控制方式对制动器性能的影响,并且通过不同电源的对比测试数据进一步体现出其优劣差距,以增强用户选型时的导向性。然后,根据标准要求的各项性能指标,设计搭建了惯性式制动测试平台和制动器可靠性测试平台。对这两个平台的设计原理和部件选型做了详细的介绍,且从整体角度阐述了平台的原理和使用方法。最后,介绍了制动系统需要测试的各项试验及其基准要求,并使用设计的测试平台对不同方案的制动系统进行试验测试验证。通过数据的对比证实了设计方案的正确性,确认产品性能达到了预期的设计目标。