國外彈簧加壓式電磁安全制動器的發(fā)展現(xiàn)狀

　　3.1 高檔電梯/舞臺制動器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　隨著人們生活水平的提高，對高檔酒店/ 寫字樓、大型舞臺/ 劇院的需求也日益增多，迫切需要能與之配套的高性能制動器。
　　3.1.1 雙倍安全性設(shè)計(jì)
　　電梯曳引機(jī)和舞臺吊機(jī)是對制動器安全性能要求最高的起升機(jī)構(gòu)。按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN81 的要求，起升機(jī)構(gòu)必須具有兩個相互獨(dú)立工作的制動器和兩個相互獨(dú)立的控制裝置 [16]。
　　為滿足這個安全性要求，研發(fā)出了各種結(jié)構(gòu)緊湊的雙倍制動器。如圖4(a)、4(b) 所示的雙倍制動器有兩個幾乎完全相同的單制動器和兩個監(jiān)測制動器磨損情況的微動開關(guān)；圖4(c) 所示的雙倍制動器外形尺寸與單制動器相同，但具有兩個線圈回路、兩個半圓形銜鐵和兩個微動開關(guān)。

圖4 雙倍制動器

　　雙倍制動器中的每個制動器可以獨(dú)立制動及控制，在機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)方面具有高度的安全性。雙倍制動器的解決方案已在德國蒂森電梯、日本東芝電梯、國家大劇院吊機(jī)、長安大戲院吊機(jī)等應(yīng)用中得到非常高的評價(jià)。
　　3.1.2 低噪音設(shè)計(jì)
　　從設(shè)計(jì)、制造的根本著手，對制動器的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜音設(shè)計(jì)、合理選用摩擦材料、提高加工制造精度，可有效降低制動器噪音。
　　降低噪音的解決方案主要有以下3 類：
　　（1）密閉設(shè)計(jì)：在電磁鐵和電機(jī)座的外緣采用橡膠防塵罩、制動器內(nèi)孔與電機(jī)軸之間采用端蓋或軸封等，使制動器成為一個密閉的結(jié)構(gòu)，在提高防護(hù)等級的同時也降低了噪音，如圖4(a) 圖所示。
　　（2） 軸套－摩擦盤之間的抗振動設(shè)計(jì)：在漸開線花鍵軸套與摩擦盤之間增加 O 形橡膠密封圈，如圖4(b) 所示。
　　在軸套漸開線齒面上噴涂尼龍防噪涂層。
　　（3）銜鐵與電磁鐵之間的抗沖擊設(shè)計(jì)：在銜鐵與電磁鐵之間增加橡膠球、小O 形橡膠圈等彈性阻尼件，如圖5(a) 所示。　　　　在銜鐵與電磁鐵之間增加防潮、阻燃的特制紙墊片等。
　　另外還有采用兩層銜鐵的設(shè)計(jì)，即在制動摩擦盤與銜鐵之間再增加一個鋁制的靜音銜鐵，如圖5(b) 所示；在銜鐵與定距螺管之間增加O 形橡膠圈，如圖4(b) 所示。橡膠圈等的彈性、硬度必須穩(wěn)定、凹槽必須有較高的精度，否則會影響制動器的制動及釋放性能。實(shí)驗(yàn)證明，2x525Nm低噪音雙倍制動器的實(shí)驗(yàn)室噪音低于60dB，在高檔樓宇的電梯應(yīng)用中得到一致認(rèn)可。

圖5 低噪音設(shè)計(jì)

　　3.1.3 節(jié)能設(shè)計(jì)
　　傳統(tǒng)的電磁安全制動器在電機(jī)工作過程中，必須始終給電磁鐵線圈通電，不僅消耗電能，也因發(fā)熱高而影響制動器的使用壽命。因此，制動器的控制電路通常采用節(jié)能設(shè)計(jì)的方案[17]，即在制動器通電的瞬間有較大的電流將銜鐵吸引到電磁鐵上，吸合后只有較小的維持電流保持銜鐵的吸合狀態(tài)。由于通電瞬間的電流大，制動器釋放時間縮短一倍，制動器耐磨損能力增加一倍，壽命延長。由于維持電流小、發(fā)熱量小，能耗降低75%。同時，電磁鐵斷電時的剩磁也小，制動器的制動時間縮短30%。國外有這種專門研發(fā)的控制器產(chǎn)品——過勵磁電源。實(shí)際應(yīng)用證明，該電源動作可靠、故障率低，具有顯著的節(jié)電效果。
　　3.2 變槳制動器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　隨著陸地風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)成熟與蓬勃發(fā)展，海上風(fēng)電的需求也日益增高，對變槳制動器也提出了更高的要求。
　　3.2.1 安裝方式多樣性設(shè)計(jì)
　　根據(jù)客戶設(shè)計(jì)的要求，變槳制動器可以選擇安裝在電機(jī)的前端、內(nèi)部和尾部，如圖6 所示。目前，風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是將制動器安裝在電機(jī)的前端，可以對變槳減速箱的高速端進(jìn)行有效的安全保護(hù)。

圖6 制動器的安裝位置