直線電機滑觸式分段供電切換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及直線電機驅動領域，具體涉及直線電機驅動系統(tǒng)分段供電與切換
目.ο
【背景技術】
[0002]直線電機驅動系統(tǒng)已經廣泛應用于各行各業(yè)。在直線電機地鐵、直驅電梯、直線電機自動化流水線等長行程應用領域，一般采用長初級、短次級直線電機結構，其供電技術成為關鍵技術之一。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)供電方式結構和控制簡單，但是整個供電線路的空耗很嚴重。采用分段供電的意義在于可以顯著提高效率，節(jié)約電能，減小電源容量和驅動功率。分段供電也符合模塊化、標準化的要求，有利于制造安裝及維護使用等。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電子切換方式，和接觸器等電磁、機械切換方式。圖1所示為現(xiàn)有直驅系統(tǒng)分段供電切換原理圖，各單元電機均布置了常開常閉雙向主觸點，Ν組單元電機，就有Ν組常開常閉雙向主觸點，數(shù)量繁多，都需要沿途布置大量的位置檢測傳感器，專門的保護電路、可編程控制器、上位機等處理器件，中間環(huán)節(jié)多，存在電子開關和電磁開關線圈損耗大，電路復雜，傳感器失靈誤動作，切換不可靠等缺陷，而且電子切換難以實現(xiàn)直驅電梯等應用領域永磁直線電機無源發(fā)電制動保護(斷電情況下自動將所有電機繞組短接，保護轎廂“永不下墜”)。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、安全可靠、經濟適用的直線電機分段供電切換裝置，本實用新型解決了傳統(tǒng)直線電機驅動系統(tǒng)分段供電切換機構復雜、可靠性低，成本高的技術問題。
[0004]本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):
[0005]直線電機滑觸式分段供電切換裝置，它包括固定在井道機架或基礎上的定子軌道、電源母線、設置在定子軌道內的多段單元電機定子模塊，以及與單元電機定子模塊相對應的電機動子，其特征在于:至少一組單元電機定子繞組接入至少一組作為切換常開主觸點使用的分段供電機構，分段供電機構為滑觸開關；在動子移動過程中，凡是與動子耦合重疊的定子繞組，滑觸開關導通獲得電能；而與動子非重疊區(qū)域的定子繞組，滑觸開關不導通，處于斷電狀態(tài)，實現(xiàn)滑觸分段供電。
[0006]所述的分段供電機構是指:沿井道動子運動方向布置的一列或兩列滑觸導電軌，滑觸導電軌包括電源滑觸軌和單元電機滑觸軌，其中，電源滑觸軌為與電源線連接的連續(xù)體，單元電機滑觸軌由間斷排列的多段導體組成，每段導體的長度與單元電機定子的縱向長度一致，相鄰兩段導體間隔設置絕緣塊，各段單元電機定子繞組分別通過導線與單元電機滑觸軌對應各段導體連接，各段導體之間是相互絕緣的；在電源滑觸軌和單元電機滑觸軌之間設置至少一組可以自由滑動的電刷，電刷通過絕緣桿與動子固結，隨動子移動而移動；當電刷位于對應單元電機定子位置時，電源滑觸軌上的電能通過電刷滑觸饋送到與單元電機滑觸軌相連的單元電機定子繞組；當電刷移到該定子繞組范圍之外時，電刷與該單元電機對應的滑觸軌脫離，該單元電機定子繞組斷電。
[0007]兩列滑觸導電軌平行分離布置，或者兩列滑觸導電軌平行布置為一體結構。
[0008]電源滑觸軌為內部帶有連續(xù)導體的半閉口 U形槽狀滑觸軌，單元電機滑觸軌為內部帶間隔絕緣塊非連續(xù)導體的半閉口 U形槽狀滑觸軌；兩個半閉口 U形槽滑觸軌相對應的兩個通過導體棒相連的電刷與動子絕緣連接，配合兩半閉口 U形槽滑觸軌、單元電機定子繞組及動子設置，構成至少一組滑觸開關。
[0009]電源滑觸軌和單元電機滑觸軌共用一列滑觸導電軌，其中滑觸導電軌一側為連續(xù)布置導體與電源線相連，另一側為帶間隔絕緣塊的滑觸軌并與單元電機定子繞組相連，滑觸導電軌底部或兩側之間為絕緣體，與動子絕緣相連的電刷配合滑觸導電軌、單元電機定子繞組及動子設置，構成至少一組滑觸開關。
[0010]所述共用的一列滑觸導電軌為半閉口 U形槽滑觸軌。
[0011]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機架或沿途基礎設置的半閉口“凹”形電磁屏蔽槽內，電刷可伸入半閉口“凹”形電磁屏蔽槽內與半閉口 U形槽滑觸軌配合設置。
[0012]電源母線側接入至少一組帶常開常閉雙向主觸點的接觸器或電源開關，與所述的至少一組滑觸開關、單元電機定子繞組配合構成單元電機短接發(fā)電制動保護電路。
[0013]所述的任一組滑觸開關作為位置開關或位置傳感器或中間繼電器的輔助觸點接入中間控制電路或信號電路，依次接通和關斷各單元電機或單元執(zhí)行機構的供電主回路的功率電子器件或功率電子開關。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，傳統(tǒng)直線電機驅動系統(tǒng)分段供電切換機構復雜、可靠性低，成本高，本實用新型的自動直線電機分段供電切換裝置，結構簡單、安全可靠、經濟適用。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有直線電機分段供電的電氣主接線示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的電氣主接線示意圖；
[0017]圖3a為本實用新型的單相滑觸分段供電原理圖；
[0018]圖3b為本實用新型的三相滑觸分段供電原理圖；
[0019]圖4為本實用新型滑觸開關結構示意圖一的主視圖；
[0020]圖5為本實用新型滑觸開關結構不意圖一的俯視圖；
[0021]圖6為本實用新型滑觸開關結構示意圖二的主視圖；
[0022]圖7為本實用新型滑觸開關結構不意圖一■的俯視圖。
【具體實施方式】
[0023]圖2所示為本實用新型直線驅動系統(tǒng)分段供電切換裝置，包括固定在機架或沿途基礎上的定子軌道、電源線、多個單元電機及其定子繞組，與單元電機定子繞組對應的動子，分段供電切換結構。電源母線上設置至少一組帶常開常閉雙向主觸點的接觸器或電源開關，若無發(fā)電制動要求，可僅設置常開主觸點，各單元電機定子繞組接入至少一組切換常開主觸點，如圖2所示，同樣實現(xiàn)了圖1電動和發(fā)電制動的效果，但電路非常簡單，節(jié)省了大量的設備費用。
[0024]圖2很好實現(xiàn)了直線驅動系統(tǒng)電動和發(fā)電制動功能，但要實現(xiàn)分段供電，必須使切換常開主觸點C1能夠按分段供電要求可靠動作和分斷。為達到上述目的，采用以下技術方案:
[0025]如圖3a所示，以A相供電為例?；|供電的原理為:沿井道動子運動方向平行布置兩列平直的滑觸導電軌，電源滑觸軌3和單元電機滑觸軌4，電源滑觸軌3為連續(xù)體，通過母線開關與地面上電源聯(lián)接(圖示為A相)。單元電機滑觸軌4為間斷排列的多段導體組成，每段導體的長度與電機定子的縱向長度一致，相鄰兩段導體間的間隔與電機定子模塊的間隔一致，各段電機定子繞組分別通過導線與單元電機滑觸軌4對應各段連接，各段之間是相互絕緣的。在電源滑觸軌3和單元電機滑觸軌4之間設置與定子分段數(shù)量相同或與動子長度相等的可以自由滑動的電刷2，各個電刷2分別通過絕緣桿20與動子18固結，各個電刷2隨動子18移動而移動，當電刷位于對應定子位置時，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滑觸軌4相連的定子繞組；當電刷移到對應的定子繞組范圍之外時，單元電機滑觸軌4與對應的電刷脫離，對應的定子繞組斷電。這樣就實現(xiàn)了動子移動過程中，凡是與動子耦合重疊的定子繞組均通過電刷獲得電能，而與動子非重疊區(qū)域的定子由于沒有電刷接通，處于斷電狀態(tài)