CN104627796A

CN104627796A - 提升机、电梯组件及电梯组件和提升机的减振的改进方法

Info

Publication number: CN104627796A
Application number: CN201410640131.6A
Authority: CN
Inventors: G.罗伊韦南
Original assignee: Kone Corp
Current assignee: Kone Corp
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2034-11-13
Also published as: CN104627796B; US10071883B2; EP2873637A1; EP2873637B1; US20150129364A1

Abstract

一种提升机(2’)，包括：轴向磁通电机，其包括具有绳槽(6)并安置在主体部分(35)和保护板(28)之间的转子舱室(58)中的转子(31)和安置抵靠着转子(31)以使得转子(31)与定子(32)隔开一气隙(33)的定子(32)。提升机(2’)进一步包括安置在提升机(2’)的相对侧面上的第一盖板(51)和第二盖板(53)，所述第一盖板(51)和第二盖板(53)都装备有阻尼器(59)；其中：第一盖板(51)和第二盖板(53)之间的紧度是可调节的。本发明申请进一步包括电梯组件以及提升机的减振的改进方法。

Description

提升机、电梯组件及电梯组件和提升机的减振的改进方法

技术领域

本发明涉及用于电梯中的电机的设计和结构。

背景技术

旋转电气设备例如同步感应电机的操作是基于在定子和转子中运动的磁场。该磁场作为定子和转子磁化的共同效应而产生。在定子绕组中流动的电流在机器的气隙中产生旋转磁场，该磁场相对于转子磁化的相位差在转子的运动方向产生力作用。该力作用使得转子旋转。

转子和定子磁化还共同在定子和转子之间产生吸引力。该吸引力通常比使得转子旋转的力大许多倍。因为吸引力出现在其中磁场从转子传递到定子或者从定子传递到转子的区域中，因此吸引力矢量根据磁场而旋转。因此，在定子和转子之间的吸引力的局部变化在电气设备中产生振动。

电气设备的振动通常产生传播到环境中的令人烦扰的噪音，并且另一方面它还会缩短电气设备的机械构件的使用寿命。振动还可以由传动件例如经由安装接口而传递到环境，例如传递到电气设备周围的支撑结构。

总的目的是例如由于空间要求而尽可能有效地利用建筑空间。在过去数十年间，申请人已经参与到电梯的更为紧凑的提升机的研发中。申请人的紧凑的提升机以及用于提升机的导轨固定配置公开在公开号为WO2011/154614A1的国际专利申请中。申请人的另一紧凑电梯提升机公开在公开号为WO2011/036348A1的国际专利申请中。二者中的提升机都包括轴向磁通电机。

用于提升机的轴向磁通电机目前被设计为它们在旋转轴线的方向的尺寸尽可能地平坦，或者它们在半径方向的尺寸尽可能小，在此情形下，提升机可以更好地配合例如电梯井的壁部分或者配合到一些其它的窄/浅的空间中。

但是，例如，当最小化实施为轴线磁通电机的提升机的旋转轴线方向的长度时，提升机的刚性会产生问题。例如，刚性是电梯的提升机以及提升机的支撑结构所要求的，因为提升机必须支撑悬挂在电梯井中的电梯机器。再者，当提升机的刚性减弱时，提升机的噪音水平会上升到令人烦扰。

用于电气设备中的减振的配置及相应方法已经公开在公开号为WO2010/063869A1的国际专利文献中。在该配置中，减振器配置在定子和机器框架之间，或者在定子绕组和机器框架之间。

发明内容

本发明的目的

减振和降噪在用于电梯提升机中的轴向电机的情形中具有挑战性。这部分地是由于以下事实：悬挂绳索通过具有绳槽的驱动槽轮移动，驱动槽轮通常结合到转子中，因此转子舱室必须至少部分开口以使得绳索能够运动，部分地是由于电机制动器的冷却需求，所述电机制动器通常需要直接接合转子或者转子的轴。显然，这样的开口的转子舱室从设计工程师的观点来看不是完美的，其中设计工程师的目的是降低由提升机引起的振动和/或噪音。

本发明的目的是改进提升机以及电梯组件中的减振，从而至少在一频带上降低由提升机的操作引起的噪音和振动。

该目的可以根据本发明的第一方面的提升机以及根据本发明的第二方面的电梯组件以及根据所述的提升机和电梯组件中的减振的改善来实现。

还描述了提升机以及电梯组件的进一步的优点和发明方面。

本发明的益处

根据本发明的第一方面的提升机包括轴向磁通电机，其包括：安置在主体部分和保护板之间的转子舱室中的具有绳槽的转子，以及安置抵靠着转子以使得转子和定子隔开一气隙的定子。提升机进一步包括安置在提升机的相对侧面上并且都装备有阻尼器的第一盖板和第二盖板。第一盖板和第二盖板之间的紧度是可调节的。具有阻尼器和可调节的紧度的盖板有助于抑制噪音并形成有效的噪音和振动抑制配置。这样，发明人已经进行了模拟，能够观察到在一频带上的显著的噪声抑制。

阻尼器的效果是它趋于分散轴向磁通机器的盖板和主体部分与保护板之间的任何其它的振动。

有利地，第一盖板位于主体部分上或者主体部分中的凹陷中，或者第二盖板位于保护板上或者保护板中的凹陷中。最有利地，第一盖板位于主体部分上或者主体部分中的凹陷中，第二盖板位于保护板上或者保护板中的凹陷中。发明人已经能够意外地观察到轴向磁通电机的主体部分和保护板类似于扩音器地工作。通过安置第一和/或第二盖板到所述结构，所述结构可以变硬，类似扩音器的特点可以在一频带上明显得到抑制。

由于可调节的紧度噪音和振动抑制最强处的频带可以被调节以使得期望频带被抑制最多。这在提升机的情形下是非常实用的，因为通常由提升机机器相邻电梯组件部件例如导轨、固定配置和壁部分形成的声响系统趋于具有若干不同的共振频率。因为被削弱的频带现在可以被调节，所以该调节被进行以使得声响系统的最令人烦扰的频带被抑制。替代地或者额外地，通过可调节性，更易于抑制声响系统中的某些共振频率。

优选地，第一盖板和第二盖板通过紧度调节机构互连。这使得能够共同使用第一和第二盖板来加强轴向磁通电机的结构。然后，紧度调节机构可以穿过转子和定子。这样，紧度调节机构可以被执行以使得能够实现轴向磁通电机的紧凑尺寸，因为否则互连应该至少在转子之外执行。由于电梯井中有限的空间，在转子之外进行互连会容易增大提升机的体积。

优选地，紧度调节机构通过利用至少一个形式锁定(form-locking)配置，优选螺栓和螺母，来实现。这样，提升机的测试、维修和使用的安全性可以得以改善，因为紧度调节机构的形式锁定降低紧度调节机构的部件从提升机分离并落在电梯井中的风险。

最优选地，形式锁定配置包括螺栓和螺母。具有螺栓头的螺栓和螺母如此配置以使得它们处于各盖板的不是阻尼器那侧的相对侧面上以使得阻尼器能够通过旋转螺栓头和/或螺母而被上紧或者松开。最有利地，盖板易于更换。提升机的质量并不需要明显增大以使得铸造材料的成本无需增大。

优选地，第一盖板和第二盖板如此配置以使得它们形成外部阻尼器。这有助于避免从轴向磁通电机的主体部分以及从保护板到盖板的连接振动。这样的连接振动会增大振动和噪音而不是抑制它们。

最优选地，都用作用于各阻尼器的载体的第一盖板和第二盖板由铁制成。或者，它们还可以包括铁。铁是足够致密的以使得有利于从轴向磁通电机主体部分和保护板到噪音和振动抑制配置的声音模式的通过，因此可以用于有效地抑制噪音和振动。

最有利地，阻尼器是弹性材料层或者包括至少一层弹性材料，例如但不限于橡胶或者弹性体。

优选地，提升机进一步包括用于固定提升机到导轨的至少一个导轨固定配置。导轨固定配置可以与轴向磁通电机主体部分是一体的。这样，提升机的声学特性可以更好地得以控制。

根据本发明的第二方面的电梯组件包括能够通过提升机的旋转从而导致悬挂绳索在绳槽中运动而在电梯井中运动的电梯轿厢。电梯组件的声学特性这样可以实现为根据噪音和振动抑制频带而进行调节的。

有利地，电梯组件具有包括用于固定提升机到导轨的至少一个导轨固定配置的提升机，电梯轿厢能够沿着一个、两个或者多个导轨在电梯井中运动。提升机已经安装在电梯井的壁部分和导轨之间以使得电梯组件的悬挂绳索能够通过转子经由绳槽操作以使得悬挂绳索位于提升机和可动的电梯轿厢之间。包括提升机、固定配置和导轨的电梯组件的子系统的声学特性可以如此实现为在噪音和振动抑制频带方面可调节。

电梯组件和提升机的减振的改进方法的特征在于，根据本发明的一方面，调节提升机的第一盖板和第二盖板之间的紧度，或者根据本发明的第二方面的安装在电梯组件中和/或在电梯组件中操作的它的任何的其它方面，或者它的任何的其它方面，以改进由提升机的操作引起的操作噪音。

附图说明

在下面，将参照图3-7中的附图所示的示例性实施例更详细地描述提升机和电梯组件。改进的效率可以通过附图中的图8所示的模拟结果进行验证。

图1示出电梯组件；

图2示出提升机的轴向电机的结构；

图3示出如从定子侧以透视方式看到的根据本发明的第一方面的提升机；

图4示出从转子侧(转子省略了)以透视方式看到的图3的提升机；

图5是图3的提升机的顶视图；

图6是如图5中所示的图3的提升机的剖面VI-VI；

图7是如图5所示的图3的提升机的右手侧视图；以及

图8示出针对组装在电梯组件的导轨上并通过固定配置而固定到电梯井的壁部分上的提升机而计算的噪音模拟的结果。

在所有附图中，相同的附图标记表示相同的部分/部件。

具体实施方式

根据本发明的减振方法以及根据本发明的提升机的构思，特别是在驱动槽轮保护板和安装框架之间的减振所采用的振动构思在申请人之前的某些申请中公开的电梯组件的内容中更详细地予以了解释，这些申请为：

WO2011/154614A1，其涉及电梯组件的结构，提升机和转子的操作机构，固定配置以及固定点，以及任选地还有它的减振，机器制动，制动鼓和制动靴；

WO2011/036348A1，其涉及转子结构，特别地还包括转子轴承；和

任选地，还有WO2010/063869A1，其涉及安置在定子和机器框架之间或者定子绕组和机器框架之间的阻尼器的细节。

前述这些申请被援引加入到本申请中。

图1示出包括提升机2的电梯组件1的构思，以及图2示出提升机2的结构的某些细节。图1及其相应的描述部分还可以在公开号为WO2011/154614A1的国际专利申请中找到。图2及其相应的描述部分可以在公开号为WO2011/036348A1的国际专利申请的图2中看到，但转子的形状略有改变。再者，为了简洁，传感器配置已经被省略。

图1是电梯组件1的方框图，其中，电梯轿厢15和配重29通过悬挂绳索16悬挂在电梯井30中。电梯轿厢15可以通过电梯组件1的提升机2运动。提升机2被布置在电梯井30的顶部，沿着固定到电梯井30的壁部分17的导轨9，通过用经由提升机2的牵引槽轮5行进的悬挂绳索16施加力作用在电梯轿厢15上。在牵引槽轮5的表面上的是绳槽6(还可参见图2)，其中悬挂绳索16随着牵引槽轮5的旋转运动而运动以使得悬挂绳索16可旋转地支撑在绳槽6中。

到提升机2的电力供应最优选地通过连接在电网和提升机2之间的变频器(图1中未示出)进行。变频器和提升机2最优选地布置在电梯井30中，与电梯井30的壁部分28相连，位于电梯轿厢15的运动路径之外。

提升机2可以最优地通过利用如在公开号为WO2011/154614的国际专利申请中公开的固定配置以这样的方式固定到导轨9以使得提升机与电梯井30的壁部分17分开。导轨9支承经由悬挂绳索16施加在牵引槽轮5的绳槽6上的力。导轨9通过导轨固定装置31被固定到电梯井的壁部分17上。

电梯的提升机2布置在上述壁部分17和导轨9之间的空间中以使得提升机的旋转轴19大致正交于壁部分17定位。到达牵引槽轮5的绳槽61的提升绳索16以及从绳槽6离开的提升绳索16与电梯轿厢15的导轨9的后部相比行进得更靠近壁部分17。WO2011/154614A1更详细地公开用于用在电梯组件1中的提升机2的固定配置7。提升机2在其顶部从至少两个点通过固定配置7固定到导轨9，所述两个点位于相同高度并且在电梯轿厢15的导轨9的宽度方向w彼此隔开地定位，所述固定配置7包括刚性固定装置7，所述刚性固定装置7大致作为一个整体件在固定点3A，3B之间延续。提升机2的固定点3A，3B包括固定销/固定螺栓。固定配置例如通过固定销、固定螺栓或者固定螺钉刚性地固定到导轨9。提升机2在其底部仅从一个固定点3C通过固定配置10固定到导轨9。提升机2的顶部的固定点3A，3B的固定销以及底部的固定点3C通过弹性件连接到刚性固定配置7，10，所述弹性体消减由提升机2的操作例如由于凹槽的谐振效果而引起的振动。鼓式制动器的制动环形成为提升机的旋转结构的延伸部。可移动地支撑在提升机2的固定结构上的两个鼓式制动器(在图1中省略了)是提升机2的机械制动器，该鼓式制动器的制动靴被弹簧组挤压而接合抵靠制动环以制动提升机2的牵引槽轮5的运动。例如，关于急停，机械制动器的制动靴接合以制动旋转运动的牵引槽轮5；在此情形下，由于电梯轿厢15的动能，用于制动牵引槽轮的运动的非常大的力形成在提升机2的旋转结构和固定结构之间，该力试图使得提升机产生振动。为了减缓提升机2的振动，提升机的顶部的固定点3A，3B之间的距离s被选取为等于，或者甚至大于，牵引槽轮5的直径D。固定点3A，3B之间的距离s还可以选取为例如以使得距离s与制动环的直径D1的比率更大，例如大于0.5。这种类型的固定配置加强提升机2的结构，从而降低提升机的振动。

图2示出提升机2的截面视图。为了检测转子31的磁极的位置，或者为了测量位置数据和/或运动，提升机2可以但非必须包括光学编码器或者分解器，或者磁带和读取器(如在WO2011/036348A1中公开的提升机)，或者包括磁带和读取器的组合。

在图2中的提升机2为永磁体同步电机，其中永磁体安装在转子31上。驱动槽轮5与转子31结合。在定子32和转子31之间的气隙33大致平行于转子31的旋转轴19。转子31和驱动槽轮5由提升机2的主体部分上的轴承27可旋转地支撑。轴承27安装在轴承壳体34中，轴承壳体34结合在与牵引槽轮5相同的主体中。

固定到提升机2的主体部分35的牵引槽轮5保护板28延伸到牵引槽轮5的侧面以使得牵引槽轮5罩在保护板28和主体部分33之间留下的空间中。

图3示出如从定子32一侧以透视方式看到的根据本发明的提升机2’。图4示出如从转子31一侧以透视方式看到的提升机2’。

图5是提升机2’的顶视图，图6是剖面VI-VI。提升机2’在图7中示出在右手侧。

应该理解，为了简洁，图3-7已经省略了转子31。

提升机2’包括轴向磁通电机，该轴向磁通电机包括具有绳槽6并安置在主体部分35和保护板28之间的转子舱室58中的转子31，和安置抵靠着转子31以使得转子31与定子32隔开一气隙的定子32。

主体部分35用作用于定子32的固定装置，所述定子32最优选地焊接到主体部分35。替代焊接或者除了焊接到其上之外，在WO2010/063869A1中描述的固定配置也可以用于固定定子到主体部分。

提升机2’进一步包括用于固定提升机2’到导轨9的至少一个导轨固定配置60。导轨固定配置60最可能地与基底部分35为一体，并包含可以围绕导轨9安装的适当的突出唇状件，以及加强翼部63和加强肋64以增大提升机2’的机械刚性。

而且，提升机2’包括可移动地附连到制动器台肩57的横向制动靴55，所述台肩57以形式锁定方式，例如通过利用螺栓56，附连到基底部分35。制动靴55用于制动转子31的运动。此外，提升机2’包括制动控制系统，所述控制系统确保制动靴55通常处于锁定位置即接合转子31，并且仅在当制动控制系统被促动时才从转子脱离。

提升机2’进一步包括安置在提升机2’的相对侧面上的第一盖板51和第二盖板53，二者都装备有阻尼器59。优选地，均用作用于各阻尼器59的载体的第一盖板51和第二盖板53由铁制成，或者包括铁。阻尼器59是弹性材料层，例如橡胶或者弹性体。第一盖板51和第二盖板53形成轴向磁通电机的外部阻尼器。

第一盖板51和第二盖板53之间的紧度是可调节的。

第一盖板51可以位于主体部分35上，或者如可以从图6中看出的，位于主体部分35的凹陷中。相应地，第二盖板53可以位于保护板28上，或者如可以从图6中看出的，位于保护板28中的凹陷中。

第一盖板51和第二盖板53通过紧度调节机构互连，所述紧度调节机构包括螺栓50(具有螺栓头54)和螺母52。紧度调节机构穿过转子31和定子32。替代螺栓50和螺母52，紧度调节机构可以通过利用任何其它的适当的形式锁定配置而实现。

螺栓头54和螺母52如此安置以使得它们位于各盖板51，53的非阻尼器59的相对侧面上以使得阻尼器59能够通过旋转螺栓头54和/或螺母52而上紧或者松开。

在发明人进行的模拟中，关于盖板51，53，可以获得|U|<0.25的振幅(参考图8。振幅通常其具有载荷、速度以及某些其它因素，并总的描述为可动性(位移/力)。如可以看出的，在最嘈杂处(0.5<|U|<1.25)提升机2’在制动器周围。发明人进行的关于提升机2的各模拟表明，振幅0.5<|U|<1.25在整个提升机2上存在。相互比较提升机2’和2，可以容易地看出，根据本发明的提升机2’从噪音/振动的观点来看优于背景技术部分提及的提升机2。

本发明不应被理解为被限制在所附权利要求范围内，而是必须理解为包括它们的全部的等同物。

附图标记列表

1 电梯组件

2，2’ 提升机

3A，3B，3C 固定点

5 牵引槽轮

6 绳槽

7 固定配置

9 导轨

10 固定配置

15 电梯轿厢

16 悬挂绳索

17 电梯井的壁部分

27 轴承

28 保护板

29 配重

30 电梯井

31 转子

32 定子

33 气隙

34 轴承壳体

35 主体部分

50 螺栓

51 盖板

52 螺母

53 盖板

54 螺栓头

55 制动靴

56 螺栓

57 制动器台肩

58 转子舱室

59 阻尼器

60 导轨固定配置

61 阻尼器

62 轴承壳体

63 加强翼部

64 加强肋

Claims

1.一种提升机(2’)，包括：轴向磁通电机，该轴向磁通电机包括转子(31)和定子(32)，所述转子具有绳槽(6)并安置在主体部分(35)和保护板(28)之间的转子舱室(58)中，所述定子抵靠着转子(31)安置以使得转子(31)与定子(32)隔开一气隙(33)；

所述提升机(2’)进一步包括安置在提升机(2’)的相对侧面上的第一盖板(51)和第二盖板(53)，所述第一盖板(51)和第二盖板(53)都装备有阻尼器(59)；

其中：第一盖板(51)和第二盖板(53)之间的紧度是可调节的。

2.如权利要求1所述的提升机(2’)，其中：第一盖板(51)位于所述主体部分(35)上或者所述主体部分(35)中的凹陷中。

3.如权利要求1或者2所述的提升机(2’)，其中：第二盖板(53)位于保护板(28)上或者保护板(28)中的凹陷中。

4.如权利要求1-3之一所述的提升机(2’)，其中：第一盖板(51)和第二盖板(53)通过一紧度调节机构(50，52，54)互连。

5.如权利要求4所述的提升机(2’)，其中：所述紧度调节机构(50，52，54)穿过转子(31)和定子(32)。

6.如权利要求4或者5所述的提升机(2’)，其中：所述紧度调节机构(50，52，54)通过利用至少一个形式锁定配置，优选地通过螺栓(50)和螺母(52)，而进行。

7.如权利要求6所述的提升机(2’)，其中：所述形式锁定配置包括螺栓(50)和螺母(52)，其中所述螺栓(50)具有螺栓头(54)，其中所述螺栓头(54)和螺母(52)如此配置以使得它们在各盖板(51，53)的不是阻尼器(59)的相对侧面上，以使得阻尼器(59)通过旋转螺栓头(54)和/或螺母(52)是可上紧的或者可松开的。

8.如前述任一权利要求所述的提升机(2’)，其中：第一盖板(51)和第二盖板(53)形成外部阻尼器。

9.如前述任一权利要求所述的提升机(2’)，其中：均用作用于各阻尼器(59)的载体的第一盖板(51)和第二盖板(53)由铁制成，或者包括铁。

10.如前述任一权利要求所述的提升机(2’)，其中：所述阻尼器(59)是弹性材料层的，或者包括至少一层弹性材料。

11.如前述任一权利要求所述的提升机(2’)，其中：所述提升机(2’)进一步包括用于固定所述提升机到导轨(9)的至少一个导轨固定配置(60)。

12.一种电梯组件(1)，包括：通过如前述任一权利要求所述的提升机(2’)的旋转致使悬挂绳索(16)在绳槽(6)中运动从而在电梯井(30)中是可动的电梯轿厢(15)。

13.如权利要求11所述的电梯组件(1)，其具有如权利要求10所述的提升机(2’)，其中：

电梯轿厢(15)沿着一个、两个或多个导轨(9)在电梯井(30)中是可动的；

以及其中：提升机(2’)已经安装在电梯井(30)的壁部分(17)和导轨(9)之间以使得所述电梯组件(1)的悬挂绳索(16)通过转子(31)经由绳槽(6)是可操作的以使得所述悬挂绳索(16)位于所述提升机(2’)和可动的电梯轿厢(15)之间。

14.电梯组件和提升机的减振的改进方法，其中，该改进方法的特征在于：

调节如前述权利要求1-11之一所述的提升机(2’)的第一盖板(51)和第二盖板(53)之间的紧度，其中所述提升机安装和/或运行在如前述权利要求13-14之一所述的电梯组件(1)中，以改进由提升机(2’)的运行引起的运行噪音。