直線電機(jī)滑觸式分段供電切換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，具體涉及直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分段供電與切換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。在直線電機(jī)地鐵、直驅(qū)電梯、直線電機(jī)自動(dòng)化流水線等長行程應(yīng)用領(lǐng)域，一般采用長初級、短次級直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，其供電技術(shù)成為關(guān)鍵技術(shù)之一。目前采用的方案主要有整體連續(xù)供電和分段供電兩種類型。整體連續(xù)供電方式結(jié)構(gòu)和控制簡單，但是整個(gè)供電線路的空耗很嚴(yán)重。采用分段供電的意義在于可以顯著提高效率，節(jié)約電能，減小電源容量和驅(qū)動(dòng)功率。分段供電也符合模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，有利于制造安裝及維護(hù)使用等。目前常用的分段供電有IGBT、晶閘管、固態(tài)繼電器等功率器件或功率開關(guān)電子切換方式，和接觸器等電磁、機(jī)械切換方式。圖1所示為現(xiàn)有直驅(qū)系統(tǒng)分段供電切換原理圖，各單元電機(jī)均布置了常開常閉雙向主觸點(diǎn)，N組單元電機(jī)，就有N組常開常閉雙向主觸點(diǎn)，數(shù)量繁多，都需要沿途布置大量的位置檢測傳感器，專門的保護(hù)電路、可編程控制器、上位機(jī)等處理器件，中間環(huán)節(jié)多，存在電子開關(guān)和電磁開關(guān)線圈損耗大，電路復(fù)雜，傳感器失靈誤動(dòng)作，切換不可靠等缺陷，而且電子切換難以實(shí)現(xiàn)直驅(qū)電梯等應(yīng)用領(lǐng)域永磁直線電機(jī)無源發(fā)電制動(dòng)保護(hù)(斷電情況下自動(dòng)將所有電機(jī)繞組短接，保護(hù)轎廂“永不下墜”)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的直線電機(jī)分段供電切換裝置，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分段供電切換機(jī)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低，成本高的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
直線電機(jī)滑觸式分段供電切換裝置，它包括固定在井道機(jī)架或基礎(chǔ)上的定子軌道、電源母線、設(shè)置在定子軌道內(nèi)的多段單元電機(jī)定子模塊，以及與單元電機(jī)定子模塊相對應(yīng)的電機(jī)動(dòng)子，其特征在于:至少一組單元電機(jī)定子繞組接入至少一組作為切換常開主觸點(diǎn)使用的分段供電機(jī)構(gòu)，分段供電機(jī)構(gòu)為滑觸開關(guān)；在動(dòng)子移動(dòng)過程中，凡是與動(dòng)子耦合重疊的定子繞組，滑觸開關(guān)導(dǎo)通獲得電能；而與動(dòng)子非重疊區(qū)域的定子繞組，滑觸開關(guān)不導(dǎo)通，處于斷電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)滑觸分段供電。
[0005]所述的分段供電機(jī)構(gòu)是指:沿井道動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向布置的一列或兩列滑觸導(dǎo)電軌，滑觸導(dǎo)電軌包括電源滑觸軌和單元電機(jī)滑觸軌，其中，電源滑觸軌為與電源線連接的連續(xù)體，單元電機(jī)滑觸軌由間斷排列的多段導(dǎo)體組成，每段導(dǎo)體的長度與單元電機(jī)定子的縱向長度一致，相鄰兩段導(dǎo)體間隔設(shè)置絕緣塊，各段單元電機(jī)定子繞組分別通過導(dǎo)線與單元電機(jī)滑觸軌對應(yīng)各段導(dǎo)體連接，各段導(dǎo)體之間是相互絕緣的；在電源滑觸軌和單元電機(jī)滑觸軌之間設(shè)置至少一組可以自由滑動(dòng)的電刷，電刷通過絕緣桿與動(dòng)子固結(jié)，隨動(dòng)子移動(dòng)而移動(dòng)；當(dāng)電刷位于對應(yīng)單元電機(jī)定子位置時(shí)，電源滑觸軌上的電能通過電刷滑觸饋送到與單元電機(jī)滑觸軌相連的單元電機(jī)定子繞組；當(dāng)電刷移到該定子繞組范圍之外時(shí)，電刷與該單元電機(jī)對應(yīng)的滑觸軌脫離，該單元電機(jī)定子繞組斷電。
[0006]兩列滑觸導(dǎo)電軌平行分離布置，或者兩列滑觸導(dǎo)電軌平行布置為一體結(jié)構(gòu)。
[0007]電源滑觸軌為內(nèi)部帶有連續(xù)導(dǎo)體的半閉口 U形槽狀滑觸軌，單元電機(jī)滑觸軌為內(nèi)部帶間隔絕緣塊非連續(xù)導(dǎo)體的半閉口 U形槽狀滑觸軌；兩個(gè)半閉口 U形槽滑觸軌相對應(yīng)的兩個(gè)通過導(dǎo)體棒相連的電刷與動(dòng)子絕緣連接，配合兩半閉口 U形槽滑觸軌、單元電機(jī)定子繞組及動(dòng)子設(shè)置，構(gòu)成至少一組滑觸開關(guān)。
[0008]電源滑觸軌和單元電機(jī)滑觸軌共用一列滑觸導(dǎo)電軌，其中滑觸導(dǎo)電軌一側(cè)為連續(xù)布置導(dǎo)體與電源線相連，另一側(cè)為帶間隔絕緣塊的滑觸軌并與單元電機(jī)定子繞組相連，滑觸導(dǎo)電軌底部或兩側(cè)之間為絕緣體，與動(dòng)子絕緣相連的電刷配合滑觸導(dǎo)電軌、單元電機(jī)定子繞組及動(dòng)子設(shè)置，構(gòu)成至少一組滑觸開關(guān)。
[0009]所述共用的一列滑觸導(dǎo)電軌為半閉口 U形槽滑觸軌。
[0010]所述的半閉口 U形槽滑觸軌在外表面加電磁屏蔽層或者布置在沿單元電機(jī)機(jī)架或沿途基礎(chǔ)設(shè)置的半閉口“凹”形電磁屏蔽槽內(nèi)，電刷可伸入半閉口“凹”形電磁屏蔽槽內(nèi)與半閉口 U形槽滑觸軌配合設(shè)置。
[0011]電源母線側(cè)接入至少一組帶常開常閉雙向主觸點(diǎn)的接觸器或電源開關(guān)，與所述的至少一組滑觸開關(guān)、單元電機(jī)定子繞組配合構(gòu)成單元電機(jī)短接發(fā)電制動(dòng)保護(hù)電路。
[0012]所述的任一組滑觸開關(guān)作為位置開關(guān)或位置傳感器或中間繼電器的輔助觸點(diǎn)接入中間控制電路或信號電路，依次接通和關(guān)斷各單元電機(jī)或單元執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供電主回路的功率電子器件或功率電子開關(guān)。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，傳統(tǒng)直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分段供電切換機(jī)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低，成本高，本發(fā)明的自動(dòng)直線電機(jī)分段供電切換裝置，結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用。
【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有直線電機(jī)分段供電的電氣主接線示意圖；
圖2為本發(fā)明的電氣主接線示意圖；
圖3a為本發(fā)明的單相滑觸分段供電原理圖；
圖3b為本發(fā)明的三相滑觸分段供電原理圖；
圖4為本發(fā)明滑觸開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖一的主視圖；
圖5為本發(fā)明滑觸開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖一的俯視圖；
圖6為本發(fā)明滑觸開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖二的主視圖；
圖7為本發(fā)明滑觸開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖二的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖2所示為本發(fā)明直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分段供電切換裝置，包括固定在機(jī)架或沿途基礎(chǔ)上的定子軌道、電源線、多個(gè)單元電機(jī)及其定子繞組，與單元電機(jī)定子繞組對應(yīng)的動(dòng)子，分段供電切換結(jié)構(gòu)。電源母線上設(shè)置至少一組帶常開常閉雙向主觸點(diǎn)的接觸器或電源開關(guān)，若無發(fā)電制動(dòng)要求，可僅設(shè)置常開主觸點(diǎn)，各單元電機(jī)定子繞組接入至少一組切換常開主觸點(diǎn)，如圖2所示，同樣實(shí)現(xiàn)了圖1電動(dòng)和發(fā)電制動(dòng)的效果，但電路非常簡單，節(jié)省了大量的設(shè)備費(fèi)用。
[0016]圖2很好實(shí)現(xiàn)了直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)和發(fā)電制動(dòng)功能，但要實(shí)現(xiàn)分段供電，必須使切換常開主觸點(diǎn)C1能夠按分段供電要求可靠動(dòng)作和分?jǐn)?。為達(dá)到上述目的，采用以下技術(shù)方案:
如圖3a所示，以A相供電為例。滑觸供電的原理為:沿井道動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向平行布置兩列平直的滑觸導(dǎo)電軌，電源滑觸軌3和單元電機(jī)滑觸軌4，電源滑觸軌3為連續(xù)體，通過母線開關(guān)與地面上電源聯(lián)接(圖示為A相)。單元電機(jī)滑觸軌4為間斷排列的多段導(dǎo)體組成，每段導(dǎo)體的長度與電機(jī)定子的縱向長度一致，相鄰兩段導(dǎo)體間的間隔與電機(jī)定子模塊的間隔一致，各段電機(jī)定子繞組分別通過導(dǎo)線與單元電機(jī)滑觸軌4對應(yīng)各段連接，各段之間是相互絕緣的。在電源滑觸軌3和單元電機(jī)滑觸軌4之間設(shè)置與定子分段數(shù)量相同或與動(dòng)子長度相等的可以自由滑動(dòng)的電刷2，各個(gè)電刷2分別通過絕緣桿20與動(dòng)子18固結(jié)，各個(gè)電刷2隨動(dòng)子18移動(dòng)而移動(dòng)，當(dāng)電刷位于對應(yīng)定子位置時(shí)，電源滑觸軌3上的電能通過該電刷滑觸饋送到與單元電機(jī)滑觸軌4相連的定子繞組；當(dāng)電刷移到對應(yīng)的定子繞組范圍之外時(shí)，單元電機(jī)滑觸軌4與對應(yīng)的電刷脫離，對應(yīng)的定子繞組斷電。這樣就實(shí)現(xiàn)了動(dòng)子移動(dòng)過程中，凡是與動(dòng)子耦合重疊的定子繞組均通過電刷獲得電能，而與動(dòng)子非重疊區(qū)域的定子由于沒有電刷接通，處于斷電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了滑觸分段供電。
[0017]圖3b為三相電