随着中国城镇化水平进入快速发展阶段,电梯采购需求不断被释放,现有传统电梯制动装置存在振动冲击大、噪声大和安全保护不足等缺点,再加上政府支持研究新型电梯制动装置。因此近年来基于磁流变制动装置的曳引式电梯应运而生,磁流变制动装置利用磁流变液的可控磁致剪切应力控制制动力矩,拥有力矩稳定、响应速度快、噪声小等优点。但因磁流变制动装置在励磁电流条件下才能产生制动力矩,难以在断电情况下保证装置的安全可靠。为进一步提升装置性能及制动安全性,本文基于磁流变效应并结合永磁体制动原理,提出一种基于磁流变效应的新型自保护电梯制动装置。首先,本文根据电梯制动装置的制动特点对磁流变液的性能进行研究。结合电梯不同运行工况特点,针对现有磁流变液材料自制出添加不同添加剂的磁流变液,并进行磁流变性能和摩擦性能实验研究;研究磁流变液在摩擦前后磁致剪切应力与零场粘度变化规律,从而选择适用于电梯制动装置的磁流变液材料,并依此建立剪切屈服应力与磁感应强度的数学模型。其次,分析所设计新型制动装置的制动原理并结合电梯具体结构参数,确定制动装置主要结构类型及参数;针对励磁线圈结构、永磁体结构进行结构设计及磁路分析计算,以设计制动轴内部冷却液流道,达到降低制动时磁流变液的温升的目的;结合结构参数分析制动装置的制动力矩。然后,对制动装置的双磁场发生装置进行仿真分析,研究磁流变液间隙磁感应强度分布规律。建立制动力矩的数学模型,分析不同初始条件及制动工况下制动装置的制动时间及转速的变化趋势。在不同制动工况条件下,针对制动装置的制动发热问题进行温度场数值分析。最后,完成制动装置样机研制,并进行试验验证。结合电梯制动装置的制动工况确定试验方案并搭建制动装置性能试验平台,对试验样机的制动性能、温升特性以及噪声展开性能试验研究,达到验证制动装置设计的合理性的目的。本文的创新之处在于:在现有磁流变制动装置的基础上结合永磁体制动技术,设计了一种带有自保护和散热功能的磁流变电梯制动装置。永磁体结构一方面可以在正常运行中与励磁线圈结合形成双磁场提高制动装置的制动力矩,另一方面可以在断电情况下由永磁体结构提供制动力矩形成自保护功能。此外,所设计装置在制动轴内部设计有冷却液流道以保证磁流变液的有效散热温控。本研究不仅为新型曳引电梯制动装置研发提供新的思路,同时有助于拓宽磁流变制动器的设计思路。