1引言
曳引機制動器的工作特點是通電吸合，斷電抱閘，所以，在電梯運行時，制動器是處于通電吸合狀態(tài)，這就要求制動器必須有足夠的電磁吸力才能保證電梯正常工作，并且，制動器還必須滿足另外兩個條件[1]：1當(dāng)電壓降低到額定電壓的80%時，制動器還能可靠的吸合；2 在吸合狀態(tài)時，電壓降低到額定電壓的55%時制動器還能有足夠的吸力不至于釋放，這就要求制動器必須滿足不同工作點的需要。但由于空間和成本的限制，制動器不可能做得很大，因此，準確計算制動器電磁參數(shù)就顯得尤為重要。
2 結(jié)構(gòu)原理
無論是塊式制動器、鼓式制動器還是疊式制動器，其電磁結(jié)構(gòu)基本相同，如圖1所示：
圖1 電磁結(jié)構(gòu)原理圖
電磁鐵心座、線圈、銜鐵組成制動器最基本的電磁結(jié)構(gòu)，當(dāng)線圈通過電流時，電磁鐵心就會產(chǎn)生磁通，若不考慮漏磁通，磁通路徑將由電磁鐵心座底部→電磁鐵心座外部→電磁鐵心座外部空氣隙→銜鐵→電磁鐵心座內(nèi)部空氣隙→電磁鐵心座內(nèi)部形成回路，由于空氣隙之間磁通的存在，電磁鐵心座對銜鐵產(chǎn)生拉力，在電磁拉力作用下銜鐵向鐵心移動，產(chǎn)生的電磁拉力可按下式計算：[2]
F—電磁吸力，單位為N
—電磁鐵心座端面氣隙流出的磁通，單位為Wb
μ0—空氣磁導(dǎo)系數(shù)，其值為
S—電磁鐵心座端面流出磁通氣隙面積，單位為
α—修正系數(shù)，一般取3～5
δ—氣隙長度，此處單位為cm
通過上式，可以很方便計算出電磁吸力的大小，不過，電磁鐵心座端面氣隙流出的磁通是需要通過磁路計算來獲得的，所以，設(shè)計制動器必須要進行磁路設(shè)計和計算。
3 磁路分析和計算
根據(jù)電磁結(jié)構(gòu)圖，可以很方便繪制出磁通分布狀態(tài)，如圖2所示：
圖2 磁通分布狀態(tài)圖圖
從圖2可看出，漏磁通的分布是沿著電磁鐵心座內(nèi)部外圓面向電磁鐵心座外部的內(nèi)圓面流過去的，由于各點磁勢不同，所以沿著電磁鐵心座內(nèi)部高度方向磁密的分布也不相同，漏磁通磁密的分布顯然也不同，所以，靠近電磁鐵心座底部的磁通最多，接近總磁通M，靠近電磁鐵心座頂部的磁通最少，近似等于有效磁通u，但為了計算方便，
此處引入近似等值磁路進行計算，如圖3所示：
圖中：G1—電磁鐵心座底部磁導(dǎo)；G2—電磁鐵心座外部磁導(dǎo)；G3—電磁鐵心座內(nèi)部磁導(dǎo)；G4—銜鐵磁導(dǎo)；Gδ1—電磁鐵心座外部空氣隙磁導(dǎo)；Gδ2—電磁鐵心座內(nèi)部空氣隙磁導(dǎo)；Gσ—漏磁導(dǎo)
由于G2、G3為軟磁材料，其數(shù)值遠遠大于Gδ1、Gδ2、Gσ，因此，此近似等值磁路所引起的誤差是比較小的，可以說是在工程計算的允許范圍內(nèi)，根據(jù)此近似等值磁路可以列出如下關(guān)系式[3]：
上述關(guān)系求解得：
顯然，漏磁系數(shù)與氣隙磁導(dǎo)Gδ1、Gδ2、銜鐵磁導(dǎo)G4有關(guān)，由于空氣隙磁導(dǎo)遠小于銜鐵磁導(dǎo)，所以，空氣隙磁導(dǎo)對漏磁系數(shù)起決定作用，并且，近似于常數(shù)。
4 電磁設(shè)計程序
根據(jù)額定數(shù)據(jù)：工作電壓U、工作行程δ、電磁吸力F、絕緣等級等已知條件，對于電磁吸力F一般是根據(jù)制動力矩、制動輪直徑、摩擦系數(shù)等參數(shù)計算電磁吸力F，而絕緣等級就限定了最大允許溫升，根據(jù)這些已知條件及上述關(guān)系式，即可進行初步設(shè)計和特性校核，采用如圖4所示的計算程序框進行。
圖4 計算程序框圖
按此計算程序幾次疊代后，即可設(shè)計出滿足電磁吸力的電磁參數(shù)。不過，需要關(guān)注的是計算時應(yīng)按照額定電壓的80%工況進行設(shè)計，然后再按額定電壓的55%工況校核是否滿足釋放要求，如不滿足要求，需要再調(diào)整磁路尺寸或線圈參數(shù)，兩個條件滿足后，才算電磁設(shè)計工作的完成。
5 結(jié)束語
樣機測試結(jié)果證明，本文提出的計算方法和近似等值磁路計算的結(jié)果與實際是接近的，作為工程運用是可行的，該設(shè)計方法不僅可用于曳引機制動器，同樣可用于其他制動器的電磁設(shè)計，也可以為相關(guān)的電磁設(shè)計提供借鑒和參考。
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