关于喇叭口线圈制动器优势分析

张军

摘 要：传统的毂式制动器，在电梯行业里已经有很长的历史了，在电梯曳引机行业快速发展的今天，它仍在制动器领域发挥着重要作用。在几百年的时间里，人们对曳引机制动器的认识也是从感性到理性的逐步深入的过程。目前，已发展到在选用固定材质、设计结构及加工工艺一定的前提下，保证各联接面和运动副部位尽量减少漏磁，并且在整个闭环的磁回路中，各段路径磁阻相等的阶段。从整个制动器的结构上看，如果作到各处磁阻相等，则可以说该制动器的体积效率已经作到了最佳状态。下面我们就来探讨一下如何作到各处的磁阻基本相等。

关键字：制动器；闭环回路；热平衡系数

首先，我们来看一下毂式制动器的纵向剖面图，当线圈通电后，根据右手螺旋定则，会在线圈周围产生电磁场，由于制动器的结构及材料为磁导率较大的软磁材料，因此，在制动器内部就产生了具有一定方向的磁闭合回路，我们形象地用线条描述出制动器的磁回路。（如图一）

截面积在一个固定的制动器中是一个固定的数值（最佳值），而B值的大小却有很多学问。首先，B值的大小跟制动器构成的材料有关，我们当选用B值高的 材料来做制动器的导磁部分，其次，由于制动器结构特点决定的，它是由各个零件组成的，如它是由线圈（电感元件）、衔铁、支撑套、端盖、外壳等零件组成的，那么，零件与零件的联接处就成为比较关键的部位，因为联接面的粗糙度和紧密度直接会影响磁力线的通过能力，换言之，联接面粗糙松散，就会增大磁阻，造成磁能损失。另外，在磁回路的闭环中与磁力线垂直的各个截面积应基本相等，这是一个往往被人们忽视的问题。因为只有截面积相等才能使磁力线的疏密在整个闭环路径中保持一致。也就能保证回路的磁阻处于最小状态，使制动器的结构达到最佳状态。

本文所述的喇叭口线圈制动器，就是根据等截面的原理而设计出的一款高效制动器。这款制动器所用的线圈骨架一端为喇叭口形，由于骨架是模塑件，制作过程与普通的线圈骨架一样，并未增加制造难度，与之相配的端盖都是带喇叭口形的渐变截面的形式。由于磁力线是由中心向外呈放射状分布的。因此它的径向等距离周长越大，根据等截面理论，它的等距离轴向尺寸就应越小，形成如图二所示的等截面端盖。由此节省下来的宝贵空间，就可用来增加线圈的体积，使制动器的磁场强度增加，故而提高了效率。

目前，这一独创理念已在我司广泛推广，通过我们做的大量对比实验，得出新款制动器和传统制动器在相同工作电压，相同外形尺寸条件下的对比试验。其结果是新款制动器比传统制动器推力大5%～20%且温升低2～3℃。

在毂式制动器的研发方面，我们先后进行了制动器的最佳热平衡系数的设定，制动器的最佳导磁截面积的确定，如何减少运动副的动态漏磁问题及磁回路中的各段磁阻相等问题的探索和深入研究。在理论上取得了一定的成果。

几年来我们在制动器的开发和研究方面作了大量的工作，在实践过程中突破了一些技术难题，也经历了从理论到实践，再从实践完善、发展理论的过程。虽然，付出了许多汗水，但也取得了一定的成果。目前，我司的制动器在同样性能下比几年前的体积小了25%。取得了比较好的经济效益。我们将会继续努力，打造出性能优异质量更佳的制动器产品，服务于社会，服务于国家。

参考文献

[1]《机械设计手册》 化学工业出版社 主编：成大先 2006年

[2]《机械工程材料手册》 （非金属材料） 机械工业出版社 主编：曾正明 2013年

[3]《机械工程材料手册》 （金属材料） 机械工业出版社 主编：曾正明 2013年

[4]《电工学》（哈工大） 人民教育出版社 主编：秦曾煌 1979年

[5]《电梯及相关标准汇编》 中国标准出版社 主编：中国标准出版社 2004年