CN105358466B - 用于自推进电梯的定子结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯系统，所述电梯系统包括井道；在所述井道中行驶的电梯轿厢，所述电梯轿厢具有安装至其的永久磁体；安装在所述井道中的定子，所述定子与所述永久磁体共同作用以控制所述井道中的所述电梯轿厢的运动，所述定子包括：多个模块化线圈模块，每个线圈模块包括堆叠线圈组件，每个线圈组件包括堆叠线圈单元，每个线圈单元对应于所述定子的一个相位。

Description

用于自推进电梯的定子结构

发明领域

本文所公开的主题总体上涉及电梯领域，且更具体来说，涉及用于自推进电梯的定子结构。

技术背景

自推进电梯系统，也称为无绳电梯系统，在用于捆扎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的某些应用(例如，高层建筑)中是有用的。

发明概要

根据本发明的示例性实施方案，电梯系统包括井道；在井道中行驶的电梯轿厢，所述电梯轿厢具有安装至其的永久磁体；安装在井道中的定子，所述定子与永久磁体共同作用以控制井道中电梯轿厢的运动，所述定子包括：多个模块化线圈模块，每个线圈模块包括堆叠线圈组件，每个线圈组件包括堆叠线圈单元，每个线圈单元对应于所述定子的一个相位。

根据本发明的另一示例性实施方案，推进系统包括可移动部分，所述可移动部分包括多个永久磁体；以及固定部分，其包括多个相位线圈单元，所述相位线圈单元被配置来沿运动方向堆叠，所述相位线圈单元的邻接相位线圈单元，所述邻接相位线圈单元被配置来连接至具有不同相位的功率输入，以向所述可移动部分提供源动力。

本发明的实施方案的其他方面、特征和技术将从以下结合附图进行的描述变得更加显而易见。

附图简述

现参考附图，其中相同元件在图中编号相同：

图1描绘示例性实施方案中的自推进电梯系统；

图2至图4描绘示例性实施方案中的线圈单元；

图5至图6描绘示例性实施方案中的线圈组件；

图7描绘示例性实施方案中的线圈模块；

图8描绘示例性实施方案中的线圈模块和壳体；

图9描绘示例性实施方案中的两个线圈模块的接头；

图10描绘示例性实施方案中的线圈模块至支撑结构的附接；以及

图11描绘示例性实施方案中的线圈模块至支撑结构的附接。

具体实施方式

图1描绘具有示例性实施方案中的自推进电梯轿厢12的电梯系统10。电梯系统10包括在井道14中行驶的电梯轿厢12。电梯轿厢12由沿井道14的长度延伸的一个或多个导轨16引导。电梯系统10采用具有定子18的线性马达，所述定子包括多个堆叠的、模块化的线圈模块，如本文进一步详细描述的。定子18可安装至导轨16、并入导轨16、充当导轨16，或远离导轨16定位。定子18充当永久磁体线性马达的一个部分以向电梯轿厢12传递运动。永久磁体19安装至轿厢12以提供永久磁体同步线性马达的第二部分。定子18的线圈单元可被布置成三相，如线性马达技术中已知的。两个或两个以上定子18可定位在井道14中，以与安装在电梯轿厢12的两个侧面上的永久磁体19共同作用。

控制器20向一个或多个定子18提供驱动信号，以控制电梯轿厢12的运动。可以使用执行存储在存储介质上的计算机程序来执行本文所描述的操作的通用微处理器来实现控制器20。或者，可以在硬件(例如，ASIC、FPGA)或硬件/软件的组合中实现控制器20。控制器20也可为电梯控制系统的部分。控制器20可包括电源电路(例如，逆变器或驱动器)以向一个或多个定子18供电。

图2至图4描绘示例性实施方案中的线圈单元。图2描绘用于定子18的第一相位的线圈单元30。第一相位线圈单元30包括具有中心空芯的一般矩形线圈32。可使用电线(例如，铝)、导电磁带等等形成线圈32。第一相位线圈单元30包括第一连接器34和第二连接器36。第一连接器34为一般凸舌形元件，且沿井道14的方向从线圈32延伸。第一连接器34具有大于三个线圈单元的高度的高度。如本文所描述的，第一连接器34与上部第一相位线圈单元的第二连接器36电连接，所述上部第一相位线圈单元在线圈模块中定位于第一相位线圈单元30以上。

第二连接器36位于第一连接器34接合线圈32处。第二连接器36可为U形连接器，所述u形连接器制作与下部第一相位线圈单元的第一连接器的电连接，所述下部第一相位线圈单元在线圈模块中定位于第一相位线圈单元30以下。第一连接器34和第二连接器36相邻于线圈单元30的第一边缘38定位。

图3描绘用于定子18的第二相位的线圈单元40。第二相位线圈单元40与第一相位线圈单元30相似，并且包括线圈42、第一连接器44和第二连接器46。线圈42、第一连接器44和第二连接器46在结构上与线圈32、第一连接器34和第二连接器36相似。第一连接器44具有大于三个线圈单元的高度的高度。第一连接器44和第二连接器46中心地位于线圈42上，线圈42的第一边缘48和第二边缘49之间。

图4描绘用于定子18的第三相位的线圈单元50。第三相位线圈单元50与第一相位线圈单元30相似，并且包括线圈52、第一连接器54和第二连接器56。线圈52、第一连接器54和第二连接器56在结构上与线圈32、第一连接器34和第二连接器36相似。第一连接器54具有大于三个线圈单元的高度的高度。第一连接器54和第二连接器56相邻于线圈单元50的第二边缘59定位。当堆叠时，第三相位线圈单元50的第二边缘59与第一相位线圈单元30的第一边缘38相对。

图5描绘堆叠至线圈组件60中的线圈单元30、40和50。可堆叠另外的线圈单元以形成线圈模块，如图7所示。如果线圈组件60位于线圈模块的底部，则端子62、64和66分别从第一相位第二连接器36、第二相位第二连接器46和第三相位第二连接器56延伸。端子62、64和66沿单一轴布置，并提供用来将第一线圈模块的相位电连接至第二线圈模块的位置，或用来应用驱动信号的位置。

图6描绘由堆叠线圈单元30、40和50构成的线圈组件70。线圈组件70被配置以用于在线圈模块的顶部置放。这样，端子72、74和76分别从第一相位第一连接器34、第二相位第一连接器44和第三相位第一连接器54延伸。端子72、74和76沿单一轴布置，并提供用来将第一线圈模块的相位电连接至第二线圈模块的位置，或用来应用驱动信号的位置。

图7描绘由线圈单元30、40和50的堆叠形成的线圈模块80。线圈模块80中的线圈单元遵循第一相位线圈单元30、第二相位线圈单元40、第三相位线圈单元50、第一相位线圈单元30等等的模式。相应相位(例如，第一、第二和第三)由第一相位第一连接器34、第二相位第一连接器44和第三相位第一连接器54电连接。底部线圈组件如图5所示地形成，其中端子62、64和66布置在单一轴上。顶部线圈组件如图6所示地形成，其中端子72、74和76布置在单一轴上。

图8描绘安装至壳体90的线圈模块80。壳体90可由非导电材料(例如，塑料)形成。壳体90形成线圈模块80的至少一个壁。线圈模块80可定位于壳体90中，并且整个组件被注入固化材料，如具有填料(如塑性填料、玻璃纤维或碳纤维)的混凝土。一旦固化材料固化，线圈模块80和壳体90熔化并形成结构刚性线圈模块80。壳体90可包括一个或多个开口，以提供对线圈单元的接入。壳体90的每个末端可包括凹槽92，所述凹槽提供对一个末端处的端子62、64和66以及另一末端处的端子72、74和76的接入。开口94可在多个位置形成于壳体90中，以提供对线圈模块中的线圈单元的接入。线圈模块80的内部可为左开或中空的。这提供了线圈模块80中产生的热量的增强消散和转移。由线圈模块80的内部界定的通道还可同时充当沿井道14分布的用于电缆、管道等等的导管。

线圈模块80的高度约3m，多个线圈模块80在井道14中垂直堆叠以提供定子18。图9例示两个线圈模块80和80’之间的接头。壳体90和90’中的凹槽92和92’提供用来接入线圈模块80的上部端子62、64和66以及线圈模块80’的下部端子72、74和76的区域。这允许电连接线圈模块。在线圈模块80和线圈模块80’之间可提供间隙94。间隙94允许线圈模块80和80’相对于彼此移动，以适应建筑物倾斜、线圈模块上的力等等。可将柔性材料(例如，弹性构件)放入线圈模块80和线圈模块80’之间的间隙94中。

图10描绘线圈模块80至支撑结构100的安装。支撑结构100可由金属(例如c形或L形)制成，以增加刚性。支撑结构100可形成导轨16的一部分或与导轨16分离。支撑结构100可运行井道14的整个长度，或可包括多个支撑结构100，每一个支撑一个或多个线圈模块80。u形支架102在线圈模块80的上方延伸，并且由紧固件104固定至支撑结构100，以将线圈模块80固定至支撑结构100。多个支架102可用来将线圈模块80固定至支撑结构100。作用于线圈模块80上的负荷转移到支撑结构100，所述支撑结构可安装至井道14的壁。

图11描绘示例性实施方案中的线圈模块80至支撑结构100的安装。线圈模块80的壳体90包括突起110。支撑结构100包括开口112，所述开口用于接收突起110以将线圈模块80紧固至支撑结构100。突起110可压力装配至开口112中。或者，粘结剂或紧固件可用来固定突起110与开口112之间的连接。应理解，多个突起110和开口112可分别形成于线圈模块80和支撑结构100上。作用于线圈模块80上的负荷转移到支撑结构100，所述支撑结构可安装至井道14的壁。

实施方案提供了很多益处。线圈模块具有由便宜材料构成的简单机械结构和无齿电磁配置。线圈模块提供允许预制造的模块化制造和允许生产自动化的可重复过程。线圈模块之间的柔性连接能够在没有结构破坏的情况下处理建筑物倾斜。通过使用具有低热膨胀和用于热量排除的大表面积的材料，线圈模块还提供增强的热性能，以保证热稳定性。

实施方案使用刚性机械结构和简单安装方法，提供了坚固的设计。相位线圈之间的电分离提供低绝缘电压应力并提供耐用的定子系统。模块化线圈模块导致简单、快速的安装。预制线圈模块可安装于施工现场的井道中，然后电连接彼此。发生故障的线圈模块的替换是例行的，如每个线圈模块可电断开并机械分开以及替换为新的线圈模块。

本文中所使用的术语仅仅是为了描述特定实施方案，并且不意图限制本发明。虽然出于例示和描述的目的已经给出了对本发明的描述，但并不意图为详尽的或被限于所公开形式的发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员将明白未在此进行描述的许多修改、变化、改变、置换或等效布置。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施方案，但应当理解，本发明的方面可仅包括所描述实施方案中的一些。因此，本发明不应被视为受前文描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (19)

1.一种电梯系统，其包括：

井道；

在所述井道中行驶的电梯轿厢，所述电梯轿厢具有安装至其的永久磁体；

安装在所述井道中的定子，所述定子与所述永久磁体共同作用以控制所述井道中的所述电梯轿厢的运动，所述定子包括：

多个模块化线圈模块，每个线圈模块包括彼此上下堆叠的线圈组件，每个线圈组件包括彼此上下堆叠的线圈单元，每个线圈单元对应于所述定子的一个相位，其中，至少一个线圈单元包括沿着所述线圈组件的一侧延伸的凸舌形的第一连接器，用于在上部相邻线圈组件中连接至相同相位的上部线圈单元。

2.如权利要求1所述的电梯系统，其中：

至少一个线圈单元包括第二连接器，所述第二连接器用于在下部相邻线圈组件中连接至相同相位的下部线圈单元。

3.如权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述第一连接器具有大于所述线圈组件中的一个的高度。

4.如权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述多个线圈模块包括在第二线圈模块以上堆叠的第一线圈模块，间隙位于在所述第二线圈模块以上堆叠的所述第一线圈模块之间。

5.如权利要求4所述的电梯系统，其还包括：

位于所述间隙中的弹性构件。

6.如权利要求1所述的电梯系统，其还包括：

壳体，所述壳体耦接至所述多个线圈模块的第一线圈模块。

7.如权利要求6所述的电梯系统，其中：

所述壳体包括至少一个开口，所述开口针对所述线圈组件提供对一个的端子的接入。

8.如权利要求6所述的电梯系统，其中：

所述壳体包括处于所述壳体的末端的至少一个凹槽，所述凹槽针对所述线圈组件提供对一个的端子的接入。

9.如权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述多个线圈模块的第一线圈模块包裹于固化材料中。

10.如权利要求9所述的电梯系统，其中：

所述固化材料包括混凝土。

11.如权利要求9所述的电梯系统，其中：

所述固化材料包括穿过所述线圈模块的内部形成的空腔。

12.如权利要求1所述的电梯系统，其还包括：

支撑所述多个模块化线圈模块的支撑结构。

13.如权利要求12所述的电梯系统，其中：

所述支撑结构包括用于所述电梯轿厢的导轨。

14.如权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述定子包括三个相位，每个线圈组件包括三个线圈单元，每个线圈单元对应于所述三个相位中的一个。

15.一种推进系统，其包括：

可移动部分，其包括多个永久磁体；以及

固定部分，其包括多个相位线圈单元，所述相位线圈单元被配置来沿运动方向彼此上下堆叠以形成线圈组件，其中，至少一个线圈单元包括沿着所述线圈组件的一侧延伸的凸舌形的第一连接器，用于在上部相邻线圈组件中连接至相同相位的上部线圈单元，所述相位线圈单元的邻接相位线圈单元被配置来连接至具有不同相位的功率输入，以向所述可移动部分提供源动力。

16.如权利要求15所述的推进系统，其中所述相位线圈单元以周期性重复方式连接至具有三个相位的功率输入。

17.如权利要求15所述的推进系统，其中所述多个相位线圈单元中的每一个包括连接器，以将所述相位线圈单元连接至所述相位线圈单元中的至少另一个，所述相位线圈单元中的该至少另一个连接至具有相同相位的功率输入。

18.如权利要求17所述的推进系统，其还包括多个额外固定部分，其中所述固定部分和所述多个额外固定部分被配置来沿所述运动方向连接。

19.如权利要求18所述的推进系统，其中多个所述固定部分中的每一个在连接接头处连接至所述多个固定部分中的另一个，并且其中每个连接接头包括间隙以允许所述固定部分之间的相对运动。