CN1043707C - 电梯用电动机 - Google Patents

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Abstract

一种具有固定在转子圆盘(12)表面(36)上的磁路内的永久磁体的电动机(2)。转子圆盘(12)构成磁路和转子(13)的支承结构的一部分。永久磁体(30)位于定子圆盘形成的并且一侧为敞开的独立的腔内，所述腔还容纳定子绕组(17)。垂直于转子圆盘(12)的外腔壁上装有一个密封件。

Description

电梯用电动机
本发明涉及一种电梯用电动机，它包括一个装在定子圆盘内并具有绕组的环形定子和一个装在转子圆盘内的转子，转子的励磁是利用永久磁体来完成的。
电梯机械的外形尺寸影响电梯井道和/或建筑物的尺寸，这些尺寸取决于该机械所处位置。当电梯机械位于电梯井道内或旁边或在电梯机房内时，对于所需尺寸来说，机械的厚度是非常重要的。
在US 5,018,603专利说明书中给出了各种类型的电梯机械。在该说明书的图8中所述的电动机是一种盘式电动机。显然，在说明书中所述的这种电动机与传统的齿轮电梯机械相比更加紧凑并且具有在轴向上更扁一些的结构。但是在说明书中所述的这些电梯机械都是放在电梯机房内。这些机械的转子是一个固定在转子圆盘上的分离的铁包，转子绕组埋置在该转子圆盘内。
另一点需注意的是，说明书中所述的无齿电梯机械所需的电动机转矩是非常大的。最靠外的部件，即牵引盘的圆周速度要高于转子绕组的圆周速度，所以在某种意义上说，这种机械包含了一个提高电梯钢索速度的齿轮，这是大多数电梯驱动装置的缺点。
本发明的一个目的是提供一种使用永久磁体对转子进行励磁的盘式电梯电动机的新型结构。这种结构在电动机轴的轴向上，即在电动机的厚度方向上占据较小的空间。本发明的另一个目的是使电梯用电动机的结构尽可能简单和紧凑。
用于电梯机械的本发明的电动机的特征在于永久磁体固定在转子圆盘的表面上，转子圆盘的支承结构构成转子磁路的一部分。
本发明的其它实施例的特征在于：
构成磁路的永久磁体可分成并排或顺次分布的同极单元磁体，单元磁体可以是平行四边形的。
在转子圆盘和在该转子圆盘表面上的永久磁体之间的空间及转子圆盘和永久磁体之间的转角都至少部分地填充非磁性填料，最好是聚合树脂，这些填料固定在永久磁体上。
该电动机可具有固定在定子圆盘上的大体为环形的密封件，该密封件紧贴在位于由永久磁体构成的磁路外部的转子圆盘的表面上。
在转子圆盘表面上有大体为环形的密封件，它们固定在由永久磁体构成的磁路外部及电梯电动机轴的侧部。
该电动机具有一个与转子圆盘成一整体或连接在转子圆盘上并构成转子磁路一部分的牵引盘。
本发明可使电梯机械做得非常扁平。尽管这种机械非常扁平并且结构紧凑，但它包含了属于电梯机械的所有应具备的设备，例如牵引盘和制动装置。该机械的牵引盘直径小于永久磁体的周边直径，所以该电动机具有一种缩小的齿轮。
本发明的电动机由于具有一个牵引盘和一个与转子圆盘成一整体的制动盘，并且由于转子的钢制件不但支承转子而且还构成了磁路的一部分，所以它的结构非常简单。
该机械具有较高的效率。本发明也可应用于以极低速旋转(并具有很大直径)的电动机。
下面将通过一个实施例来描述本发明，其中：
图1表示本发明的具有一个电动机的电梯机械；
图2表示该电梯机械的剖面图；
图3表示另一种电梯机械；
图4表示安装在转子圆盘内的一些矩形永久磁体；
图5表示由两块单元磁体组成的永久磁体；
图6表示转子圆盘的磁路。
图1表示一个具有盘式电动机2、盘式制动器3和牵引盘4的无齿轮电梯机械1的前视图。电梯钢索5绕在牵引盘4上。在定子圆盘18上和在与该定子圆盘18相连的支承件6上设有凸耳，电梯机械是利用位于凸耳之间的连接部件8装配起来的。在该机械的中央处有用于将支承件6和定子圆盘18连接在一起的另一个连接部件10。制动器3连接在支承件6和定子圆盘18上。A-A线代表一个形状为折线的剖面，该剖面表示在图2中。电动机可以是一种同步电机或一种整流直流电机。该机械可有很高的效率，可约达85％，这意味着该机械及其电动机在运转过程中可保持温度较低的状态。
图2代表沿图1的A-A线截取的电梯机械1的剖面图。机械1包括一个电动机2、一个具有制动盘16的盘式制动器3以及一个牵引盘4。为了使图看起来更清楚，特将该图所示出的机械在轴15的轴向上放大。电动机2的主要部件是转子13和连接着一个支承板6并具有一根轴15的定子圆盘18。转子13包括带有永久磁体的转子圆盘12和一个连接其上的牵引盘。
将永久磁体30一个连一个地安装，以便在转子圆盘12的表面36上形成一个圆环。转子圆盘12位于永久磁体30下面的部分构成磁路38和转子圆盘12的支承结构37的一部分。永久磁体可有不同的形状并可将它们分成并排连续布置的单元磁体31。这些单元磁体例如可以是平行四边形的(见图5)。
利用定子圆盘18构成的环形封壳以及设在定子转子圆盘的一个壁上的密封件26a来防止外部微粒侵入永久磁体30。牵引盘4与转子圆盘12成一整体或也可以是一个连接在转子圆盘上的分离部件。牵引盘4的直径小于永久磁体30的直径。转子圆盘上设有一个与其相连并作为其圆周的延伸部分的圆形制动盘16。因此，该制动盘基本上是转子圆盘的直接延伸部分。该转子圆盘上还具有用于在转子铜条与制动盘之间进行密封的狭窄区域。
将转子圆盘、牵引盘和制动盘制成处于一个单体部件内的整体结构是有利的。用固定装置将盘式制动器3安装在制动盘16的两侧，以使制动器可沿轴15的纵向移动。利用可分离制动支承件23和24可实现盘式制动器的可移动连接，其方法是将盘式制动器的一侧连接在定子圆盘18上，另一侧连接在与该定子圆盘18相连的支承件6上。借助于凸耳7之间的连接部件8并利用在轴区域内的另一连接部件10使支承件6和定子圆盘18固定在一起。
在转子圆盘12和在该转子圆盘表面上的永久磁体30之间的空间及在转子圆盘和永久磁体之间的转角32都至少部分地填充非磁性填料33，如聚合树脂，这些填料固定在转子圆盘12和永久磁体30上。磁体颗粒及普通的杂质可聚积在转角内，填料目的是确保磁路内没有锐角转角和凹坑。颗粒可更容易地从平表面和圆角表面上去除。
定子圆盘18具有一个一侧开口的环形腔19。腔19的外环壁28a正对着转子圆盘12，而它的内壁28b与轴15相连。在壁28a和28b之间是一个正对着轴的壁25。由这些壁构成的环形腔的特点为它是一个盒状封壳。定子9包括一个具有绕组17的定子芯包。定子为环形的并且位于外(环形)壁28a附近。如果有必要的话，可将定子分成分离的几段。利用固定部件20，最好是螺栓将定子固定在与轴垂直的腔壁25上。如果需要的话，可将定子固定在任何一个腔壁上。
位于大体垂直于电动机2轴15的平面内的气隙14将永久磁体30与定子9分隔开。因此，气隙所处平面也可是略带锥形的平面。
外环壁28a上装有一个与转子圆盘12轻度接触的环形密封件26a，这样便使该空腔19a成为包含定子9和转子13的永久磁体30的封闭空间。在转子圆盘12上的密封止动面位于制动盘16与由永久磁体30构成的磁路之间。固定密封件26a所需的固定部件27由定子圆盘18内的空腔19a的轴向导壁28a上的开槽来实现。密封件26a可采用毡密封件、搭接密封件或刷密封件等。密封件可保护磁路免受有害微粒，如磁粉的侵入。
定子圆盘18和轴15可做成整体的单体部件，但是它们当然也能做成连在一起的分离部件。在定子圆盘18与转子圆盘12之间设有轴承22。
图3中的电动机除了定子9是被设置在由垂直于转子圆盘12的两壁28a和28c以及位于这两壁之间并垂直于轴的壁25构成的环形腔19b之外，与图2中的电动机结构相同。一个密封环26a固定在腔的外壁28a上，另一个密封环26b固定在较靠近轴15的腔内壁28c上。利用支承肋35将腔19b的内壁28c固定在轴15上。在轴和支承肋之间可设置一个支承部件(如套管)。显示在图3中的电动机结构适合用于特大直径的电动机。
图4表示沿图1的A-A线取的剖面图，它示出了由矩形永久磁体构成的部分磁路。
在图5中，每个永久磁体30都由两个互相叠置的平行四边形的单元磁体31组成。单元磁体都是同极的，即在各磁体30中，它们的N极和S极都指向同一个方向。当然，各磁体30内的单元磁体数可以不是两个。利用单元磁体可影响磁场的形状，而且使该磁体比采用单个较大磁体30时更容易操纵和安装。
图6表示沿图4的C-C线展成平面而取的剖面图。该图也示出了定子绕组17的一部分。磁场38的方向是从永久磁体的N极或S极穿过气隙14而至定子9，再朝永久磁体30的反方向折回并通过气隙14，然后通过转子圆盘12的内部返回到永久磁体的另一极，即S极或N极。磁场所通过的这部分转子圆盘除了构成部分磁路外也用作转子圆盘12的支承结构37并将制动盘16上的转矩传递给牵引盘4。如果牵引盘是与制动盘成一整体的，则当牵引盘靠近永久磁体时，该牵引盘部分也成为磁路的一部分。
本发明的实施例并不局限于上述所举这些实施，而是可以在权利要求的保护范围内对它进行变换，这对于本领域的专业技术人员来说是很显而易见。

Claims (8)

1、一种电梯用电动机(2)，包括一个装在定子圆盘(18)内并具有绕组(17)的环形定子(9)和一个装在转子圆盘(12)内的转子(13)，转子(13)的励磁是利用永久磁体(30)来完成的，其特征在于永久磁体(30)固定在转子圆盘(12)的表面(36)上，转子圆盘(12)的支承结构(37)构成转子(13)的磁路(38)的一部分。
2、按照权利要求1的电梯用电动机，其特征在于它具有一个与转子圆盘(12)成一整体或连接在转子圆盘(12)上并构成转子(13)的磁路(38)一部分的牵引盘(4)。
3、按照权利要求1的电梯用电动机，其特征在于将构成磁路(38)的永久磁体(30)分成并排或顺次分布的同极单元磁体(31)。
4、按照权利要求3的电梯用电动机，其特征在于它具有一个与转子圆盘(12)成一整体或连接在转子圆盘(12)上并构成转子(13)的磁路(38)一部分的牵引盘(4)。
5、按照权利要求4的电梯用电动机，其特征在于单元磁体(31)是平行四边形的。
6、按照前述权利要求1～5中的任何一项的电梯用电动机，其特征在于在转子圆盘(12)和在该转子圆盘表面上的永久磁体(30)之间的空间及转子圆盘和永久磁体之间的转角(32)都至少部分地填充非磁性填料(33)，最好是聚合树脂，这些填料固定在永久磁体(30)上。
7、按照前述权利要求1～5中的任何一项的电梯用电动机，其特征在于它具有固定在定子圆盘(18)上的大体为环形的密封件(26a)，该密封件紧贴在位于由永久磁体(30)构成的磁路外部的转子圆盘(12)表面(36)上。
8、按照前述权利要求1～5中的任何一项的电梯用电动机，其特征在于在转子圆盘(12)的表面(36)上有大体为环形的密封件(26a、26b)，它们固定在由永久磁体(30)构成的磁路外部及电梯电动机(2)的轴(15)侧部。
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