CN105228936B - 用于自推进电梯的无线电源 - Google Patents

Abstract

一种电梯系统包括：电梯轿厢，其具有电梯轿厢子系统；导轨，其沿井道引导所述电梯轿厢；初级绕组，其沿所述井道定位；永磁体，其联接到所述电梯轿厢，所述初级绕组和所述永磁体限定用于响应于驱动信号将运动给予所述电梯轿厢的线性电机；以及次级绕组，其联接到所述电梯轿厢，所述次级绕组生成电流来给所述电梯轿厢子系统提供电力。

Description

用于自推进电梯的无线电源

技术领域

本文所公开的主题大体上涉及电梯的领域，并且更具体地说涉及用于自推进电梯的无线电源。

背景技术

也称为无绳电梯系统的自推进电梯系统可用于某些应用(例如，高层建筑物)，在这些应用中，用于绳索式系统的绳索的质量过高和/或在单个井道中需要多个电梯轿厢。电梯轿厢通常需要电力以用于通风、照明系统、控制单元、通信单元并给安装在例如电梯轿厢控制器上的电池再充电。现有系统使用移动电缆或集电器/滑块来将移动电梯轿厢与沿电梯井道分布的电力线连接。

发明内容

根据本发明的示例性实施方案，电梯系统包括：电梯轿厢，其具有电梯轿厢子系统；导轨，其沿井道引导电梯轿厢；初级绕组，其沿井道定位；永磁体，其联接到电梯轿厢，初级绕组和永磁体限定用于响应于驱动信号将运动给予电梯轿厢的线性电机；以及次级绕组，其联接到电梯轿厢，次级绕组生成电流来给电梯轿厢子系统提供电力。

根据本发明的另一个示例性实施方案，用于电梯轿厢的无线电源包括：初级绕组；永磁体，其用于联接到电梯轿厢，初级绕组和永磁体限定用于响应于驱动信号将运动给予电梯轿厢的线性电机；以及次级绕组，其用于联接到电梯轿厢，次级绕组生成电流来给电梯轿厢子系统提供电力。

根据本发明的另一个示例性实施方案，线性电机系统包括：多个永磁体，其被构造来附接到可移动部件；多个初级绕组，其被构造来将运动给予永磁体；以及多个次级绕组，其被构造来联接到可移动部件，其中多个次级绕组被构造来在可移动部件相对于多个初级绕组移动时被动地生成电流。

结合附图根据以下描述将明白本发明的实施方案的其他方面、特征和技术。

附图说明

现参考附图，其中相同元件在图中编号相同：

图1描述示例性实施方案中的具有无线电源的电梯系统；

图2是示例性实施方案中的线性电机和无线电源的俯视图；

图3是描述示例性实施方案中的初级绕组和次级绕组的绕组分布的透视图；

图4是描述示例性实施方案中的在扁平芯上的初级绕组的透视图；并且

图5是示例性实施方案中的电梯系统的示意图。

具体实施方式

图1描述示例性实施方案中的具有无线电源的电梯系统10。电梯系统10包括在井道14中行进的电梯轿厢12。电梯轿厢12沿一个或多个导轨16行进，所述一个或多个导轨16沿井道14的长度延伸。电梯系统10采用具有沿导轨16提供的初级绕组18的线性电机。初级绕组18包括联接到导轨16的多个线圈。在电梯轿厢12的任一侧上的每一个导轨16可包括初级绕组18。初级绕组18充当将运动给予电梯轿厢12的永磁体同步电机的定子绕组。初级绕组18可以三相布置。在示例性实施方案中，初级绕组18可与导轨16分开定位。根据其他示例性实施方案，绕组18可用作导轨16或并入导轨16中。根据示例性实施方案，可使用单个定子而不是多个定子。此外，多个定子可如在图1中所示被构造在电梯轿厢12的相反侧上，或者它们可具有不同构型，例如，多个定子可邻近电梯轿厢12的单侧定位。

控制器20将驱动信号提供给初级绕组18，以便将运动给予电梯轿厢12。可使用通用微处理器来实施控制器20，所述通用微处理器执行存储在存储介质上的计算机程序以进行本文中所描述的操作。或者，可在硬件(例如，ASIC、FPGA)中或以硬件/软件的组合来实施控制器20。控制器20还可以是电梯控制系统的部分。控制器20可包括给初级绕组18提供电力的电力电路(例如，反相器或驱动器)。

图2是示出示例性实施方案中的线性电机和无线电源的俯视图。示出单个导轨16，但是应理解，导轨16和电梯轿厢12的两侧均可如图所示进行构造。如在图2中所示的，导轨16支撑初级绕组18。初级绕组18的线圈可绕铁磁芯形成。永磁体22安装到电梯轿厢12，并且定位在与初级绕组18的相反侧上。初级绕组18和永磁体22形成用于将运动给予电梯轿厢12的永磁体同步电机。

电梯轿厢12还包括次级绕组24，所述次级绕组24安装到电梯轿厢12的舱、与初级绕组18并列。次级绕组24包括联接到电梯轿厢12的多个线圈。次级绕组24的线圈可绕铁磁芯形成。次级绕组24并不用于电梯轿厢12的推进，而是用作由初级绕组18和次级绕组24形成的空气芯变压器的次级绕组。应用到初级绕组18的驱动信号产生漏磁通，所述漏磁通在次级绕组24中诱导出电动势以在次级绕组24中生成电流，如本文进一步详细描述的。

图3是描述示例性实施方案中的初级绕组18和次级绕组24的绕组分布的透视图。初级绕组18和次级绕组24各自包括许多个线圈。在图2和图3的实施方案中，初级绕组18绕大体矩形的芯或管道19形成。初级绕组18和次级绕组24均包括如A、B和C所示的三相。初级绕组18和次级绕组24的线圈以重复模式布置。如在图3中所示的，初级绕组18和次级绕组24的线圈遵循负C相、c、正A相、A、负B相、b、正C相、C、负A相、a、和正B相、B的相模式。

初级绕组18还可如在图4中所示形成在扁平定子芯21的面上。在此类实施方案中，永磁体22和次级绕组18并置在电梯轿厢12的侧壁上、面向初级绕组18。组成初级绕组18的线圈的相模式在图4中示出，并且类似于图3中的。如在图4中所示的，初级绕组18(和次级绕组24)的线圈遵循负C相、c、正A相、A、负B相、b、正C相、C、负A相、a、和正B相、B的相模式。在图4中还描述每一个线圈中的电流方向。

图5是电梯系统10的高层次示意图。控制器20将三相驱动信号提供给初级绕组18。初级绕组18与永磁体22之间的相互作用将运动给予电梯轿厢12。安装到电梯轿厢12的永磁体22和次级绕组24相对于初级绕组18以同步速度移动。速度取决于由初级绕组18激发的电磁场的基频。次级绕组24的线圈具有与初级绕组18的线圈相同的极距。次级绕组24包括单独线圈，所述单独线圈具有与初级绕组18的单独线圈相同的纵向尺寸。在电梯轿厢12以同步速度(即，由初级绕组生成的电磁场的基频产生的速度)移动期间，在次级绕组24中没有由初级电磁场的基频诱导出的电动势。然而，在次级绕组24中由来自控制器20的驱动信号(例如，PWM载波信号)的基频诱导出电动势。

次级绕组24连接到将AC电流转换成DC电流的整流器30。整流器30的输出被提供给一个或多个电梯轿厢子系统，所述电梯轿厢子系统包括电池32、通风单元34、照明系统36、控制单元38和通信单元40。应理解，整流器30可将电力提供给多个电梯轿厢子系统，并且图3中的部件是示例性的。根据其他示例性实施方案，整流器30的输出可本地存储在电梯轿厢12上以用作应急电力。

实施方案使无线能量能够传输到自推进电梯的移动电梯轿厢。这消除对用于将移动电梯轿厢与沿电梯井道分布的电力线连接的移动电缆或集电器/滑块的需要。次级绕组还在线性电机的初级绕组与电梯轿厢的内部之间提供电磁屏蔽障碍。

本文中所使用的术语仅仅是为了描述具体实施方案，并且不意图限制本发明。虽然出于说明和描述的目的已经呈现了对本发明的描述，但并不意图为详尽的或将本发明限制于所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域普通技术人员将明白在此未描述的许多修改、变化、改变、替换或等效布置。此外，尽管已经描述本发明的各种实施方案，但是应理解，本发明的方面可包括仅一些描述的实施方案，并且尽管与一个示例性实施方案结合描述，但本发明的各种方面可用于或适用于与即使没有明确指出的其他实施方案一起使用。。因此，本发明不应被视为受前面的描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (17)

1.一种电梯系统，其包括：

电梯轿厢，其具有电梯轿厢子系统；

导轨，其沿井道引导所述电梯轿厢；

初级绕组，其沿所述井道定位；

永磁体，其联接到所述电梯轿厢，所述初级绕组和所述永磁体限定用于响应于驱动信号将运动给予所述电梯轿厢的线性电机；以及

次级绕组，其联接到所述电梯轿厢，其中提供到所述初级绕组的所述驱动信号所产生的漏磁通在所述次级绕组中诱导出电动势以在所述次级绕组中生成电流，并且其中所述次级绕组响应于所述驱动信号的基频生成由所述初级绕组诱导出的所述电流来给所述电梯轿厢子系统提供电力。

2.根据权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述次级绕组的线圈节距与所述初级绕组的线圈节距匹配。

3.根据权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述次级绕组定位在所述初级绕组的两侧上。

4.根据权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述次级绕组面向所述初级绕组的一侧。

5.根据权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述次级绕组的至少一个线圈与所述永磁体中的一个并置。

6.根据权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述电梯轿厢子系统包括电池、通风单元、照明系统、控制单元和通信单元中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的电梯系统，其中：

其中所述驱动信号是脉宽调制信号，所述基频是所述脉宽调制信号的载波频率。

8.一种用于电梯轿厢的无线电源，所述无线电源包括：

初级绕组；

永磁体，其用于联接到电梯轿厢，所述初级绕组和所述永磁体限定用于响应于驱动信号将运动给予所述电梯轿厢的线性电机；以及

次级绕组，其用于联接到所述电梯轿厢，其中提供到所述初级绕组的所述驱动信号所产生的漏磁通在所述次级绕组中诱导出电动势以在所述次级绕组中生成电流，并且其中所述次级绕组响应于所述驱动信号的基频生成由所述初级绕组诱导出的所述电流来给电梯轿厢子系统提供电力。

9.根据权利要求8所述的无线电源，其中：

所述次级绕组的线圈节距与所述初级绕组的线圈节距匹配。

10.根据权利要求8所述的无线电源，其中：

所述次级绕组定位在所述初级绕组的两侧上。

11.根据权利要求8所述的无线电源，其中：

所述次级绕组面向所述初级绕组的一侧。

12.根据权利要求8所述的无线电源，其中：

所述次级绕组的至少一个线圈与所述永磁体中的一个并置。

13.根据权利要求8所述的无线电源，其中：

所述电梯轿厢子系统包括电池、通风单元、照明系统、控制单元和通信单元中的至少一个。

14.根据权利要求8所述的无线电源，其中：

其中所述驱动信号是脉宽调制信号，所述基频是所述脉宽调制信号的载波频率。

15.一种线性电机系统，包括：

多个永磁体，其被构造来附接到可移动部件；

多个初级绕组，其被构造来响应于驱动信号将运动给予所述永磁体；以及

多个次级绕组，其被构造来联接到所述可移动部件，其中提供到所述多个初级绕组的所述驱动信号所产生的漏磁通在所述多个次级绕组中诱导出电动势，以在所述多个次级绕组中生成电流，并且其中所述多个次级绕组被构造来在所述可移动部件相对于所述多个初级绕组移动时响应于所述驱动信号的基频被动地生成由相应初级绕组诱导出的所述电流。

16.根据权利要求15所述的线性电机系统，还包括整流器，所述整流器被构造来将所生成的电流转换成DC电流。

17.根据权利要求16所述的线性电机系统，还包括能量存储设备，其被构造来功能地联接到所述可移动部件并且进一步被构造来通过所转换的DC电流来充电。

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