CN105452146A - 用于运输系统的分布式线性电机调节 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机线性驱动布置，其尤其用于传送人或物体的移动走道，所述电动线性驱动布置包括在移动方向上运动的作为有源主部件的长定子和多个无源次部件，所述多个无源次部件能够相对于该主部件移动并且在移动方向上一个接着另一个地布置，其中，所述长定子在移动方向上具有数个相继的具有线圈组的形式的长定子段(1)。根据本发明，每个长定子段(1)具有专用的控制设备(5)，其中，该控制设备(5)被设计为，基于用于相应的长定子段(1)的控制参数来移动次部件。本发明的主题还包括，用于操作电机线性驱动布置的方法，其中，不同的移动配置针对用于长定子段(1)中的至少一些的各个控制设备(5)而预设，以便使得次部件沿着长定子非均匀地移动。

Description

用于运输系统的分布式线性电机调节

技术领域

本发明涉及电动线性驱动布置，尤其是用于移动走道(Fahrsteige)或其他运送人或物体的运送设备的电动线性驱动布置。电动线性驱动布置包括作为有源主部件的沿着移动方向运动的长定子(Langstator)和多个无源次部件，所述无源次部件相对于主部件能够移动并且沿着移动方向一个接着另一个地布置，长定子具有采用沿着移动方向的线圈组的形式的数个相继的长定子段。本发明还涉及用于对以非均匀的方式移动次部件的电动线性驱动布置进行操作的方法。

背景技术

为了运送人，这样的移动走道是已知的：为了在相对短的时间内桥接很大的距离，该移动走道在其长度上具有可变的速度。为了让被运送的人可以容易地进出，移动走道的端部以较低的第一速度移动。在入口区域之后，通常由单个的移动走道板形成的移动走道加速至较高的第二运输速度，之后在出口区域再执行降速至较低速度(例如第一速度)。实践中，对入口区域和出口区域可以设置有例如0.6m/s的速度，而较高的第二速度为2m/s。

为了实现所述的沿着移动走道的长度的速度改变，移动走道板必须可以相对另一个移动走道板采用伸缩式的方式移动。为了实现在加速度和不同的速度下进行驱动，已知的实践方式有：在入口区域和出口区域利用具有可变齿距(Steigung)的蜗杆(Schnecke)来驱动移动走道板。然后，使用这样的蜗杆将移动走道板加速至第二速度，并将其从第二速度减速；而在蜗杆之间设置有以较高的第二速度移动的链条。

由EP1253101B1、EP1300359B1、EP1582494B1、EP1939127B1、EP1939128A2、EP1939129B1和EP1939130B1已知具有可变速度的机械驱动的移动走道。即使所述的移动走道在实践中已经证明了自己，但是仍需要简化设计。具体而言，机械驱动需要相对复杂的配置，这样，对于机械驱动一般的维护量也上升。

EP1258447B1和EP1502891B1公开了一种驱动布置，具体而言，公开了这样的移动走道：采用移动走道台阶或者移动走道板的形式的单个的踏板设置有其自身的电动驱动。这首先导致下述益处：可以省略循环链条等形式的中心驱动系。此外，EP1258447B1还提出，在返回运输路径上以增加的速度对移动走道进行移动，这导致可以从整体上减少移动走道板的数量。然而，为移动走道板装配其自身的电机与可观的整体费用(Aufwaden)相关。

本发明基于实践中已知的根据专利权利要求1的前序部分的电动线性驱动布置。该线性驱动布置具有线圈组和多个可移动次部件，所述线圈组作为有源主部件而沿着移动方向以静态的方式一个接着另一个地布置，所述可移动次部件采用永磁体的形式。使用多个变流器(Umrichter)分段为静态线圈组供电，次级部件的位置、给进力以及经过线圈组的电机电流通过对应的变流器而受到中心调节器(Regler)的控制。在该情况下，在实践中已知，使用布置在次部件上的绝对传感器来检测位置，从而对例如磁条进行标记，该磁条由沿着移动方向的静态传感器所检测。主部件的所有长定子段的中心控制可以用于以可变的方式以彼此匹配的方式移动次部件。然而，所述的具有次部件的移动的中心控制的电动线性驱动布置需要相对复杂的电路配置。

EP1845428A2公开了一种电动线性驱动布置，其中，次部件每个装配有两个永磁体，所述两个永磁体与不同的主部件或主部段相互作用。这两个磁体与分别指定的主部件形成了两个彼此分开的线性电机。因此，在转移点，移动从一个线性电机传递到另一个线性电机。以此方式形成的线性电机仅交替地激活。可以使用传感器来确定装配有两个永磁体的托盘的位置。

EP2161826B1公开了一种传递装置，其具有动态可变的驱动区域。主部件细分为每个区域具有次部件的多个区域。该划分的区域边界随次部件而动态相随地移动，单个的次部件可以采用预限定的移动配置(Bewegungsprofil)移动。在该情况下，相继的次部件可以采用完全一致的方式移动，或者以彼此不同的方式移动。

发明内容

本发明旨在提供电动线性驱动布置以及用于操作电动线性驱动布置的方法，其能够实现简单的技术配置，并且尤其适合用于传送人或物体的移动走道。

本发明涉及根据权利要求1的电动线性驱动布置，以及根据权利要求9的用于操作电动线性驱动布置的方法，并且由此来实现上述目标。

从具有于开头描述的特征的配置出发，该电动线性驱动布置的特征是：每个长定子段具有其自身的用于控制次部件的移动的控制设备，该控制设备被设定为，使用特定于各个长定子段的控制参数来移动次部件。

在本发明的范围中，次部件因此受到分布式的控制。因此，在为每个控制设备指定的存储器中存储了用于次部件的预限定的移动配置的情况下，每个长定子段可以自主工作。因此，省略了长定子段的中心控制，并从而省略了用于不同的长定子段的线圈组的中心控制。相反，完整的长定子被分为多个静态长定子段，每个长定子段具有指定的变流器，每个长定子段具有其自身的控制设备。一旦次部件到达该长定子段，该次部件通过使用所存储的移动配置的指定的控制设备而自主移动。

在本发明的范围内，优选做下述设置：在每个长定子段，相继的次部件以相同的方式移动或者至少根据相同的规范移动，可以沿着完整的长定子设置不同的移动速度。例如，加速段和减速段或其他具有恒定移动速度的区域可以在单个的长定子段中实现。

如上所述，单个的次部件通过指定的控制设备而在长定子段中移动。在该情况下，可选地可以作出下述设置：使紧邻的电机段彼此通信，以便能够直接地、平稳地传递次部件。紧邻的长定子段可以采用主/从模式彼此通信，例如，如果次部件位于两个相继的长定子段的结合部，则执行协调控制。

在本发明的范围内，执行长定子段的固定局部分配，从而省略了复杂的动态调节和分配。除了紧邻的相继的长定子段之间的通信，单个的长定子段自主工作。单个的长定子段的控制器可以设定为监控并调整单个的次部件的位置、速度和给进力。

长定子段的特定配置具有不同的可能性。可以作出下述设置：长定子段的数量大于次部件的数量。通过将长定子精细地细分为短的长定子段来实现高度的灵活性。如果在该情况下所有长定子段的长度还短于相继的次部件之间的距离，则仅对于长定子段中的一些长定子段导引次部件。在该情况下，基于相应程序的移动特性的改变在很宽的范围内易于实现。

然而，通常情况下，例如在对长定子段进行布置时，至少已知接下来将实施的移动配置。如果为例如用于传送人或物体的移动走道设置了线性驱动布置，则移动走道的端部区域设置为加速段或减速段，而在移动走道的中段，高前进速度是有利的。因此，有利的是，根据各自的需求将长定子段配置有不同的长度。例如，如果次部件以高速穿过一个区域，则此处设置长度更长的长定子段也是有利的。更长的长度还考虑到了下述情况：在更快的移动期间，每单位时间覆盖更大的距离。

另外，在本发明的范围内，在工作时，也不需要在每个长定子段中仅精确地导引一个次部件。原则上，在长定子段中，通过指定的控制设备也可以使两个次部件或多个次部件同时移动。在工作时，尤其在各自的长定子段中没有设置显著的减速或加速时，在长定子段中可以简单地导引多个次部件。对于用于传送人或物体的移动走道，入口区域与出口区域之间的中心段可以由例如一个长定子段或具有相对长的长度的多个长定子段桥接。

在该情况下，有利地，用于检测次部件的状态的至少一个传感器分别连接至控制设备。在最简单的情况下，为每个控制设备设置有用于确定位置的传感器。可以通过例如将增量编码器和非接触接近开关进行组合而实现用于检测位置的绝对传感器。这样的绝对传感器也可以在行驶结束时产生依据方向的参考指标。次部件还可以装配有用于连续确定位置的设备，例如磁条。可以通过测量线圈电流或电压而以已知的方式确定移动次部件所需的给进力。

在本发明的范围内，控制设备可以连接至中心控制器；然而，不同于现有技术中已知的配置，该中心控制器不控制完整的移动序列以及变流器的控制。

为了可以改变电动线性驱动布置的完整的移动序列，中心控制器可以采用下述方式与单个的长定子段的控制设备相互作用：使用时钟信号同步控制设备。则，使为每个控制器存储的移动配置适应作为时间参考的时钟信号。如果时钟频率改变，则旨在作出如下设置：具体而言，在每个长定子段中，以成比例的方式改变次部件的速度。因此，时钟信号可以用于沿着长定子全局改变次部件的速度。

另外，中心控制器也可以使用对应的连接来发送开始信号、停止信号或用于改变工作模式的信号。例如，对于每个控制设备，可以存储用于不同的工作模式的不同的移动配置，如果存在来自中心控制器的对应信号，则所有的控制设备随后同时改变为不同的工作模式。因为对于每个控制设备已经存储了用于各个工作模式的参数，所以可以非常简单且迅速地执行这样的改变。与时钟信号的同步可以例如通过现场总线系统(例如EtherCAT)来执行。在该情况下，应当考虑到，单个的长定子段(除了只可选地设置的紧邻相继的长定子段的主/从模式)不需要涉及其他长定子段的状态变量或状态信息。

如上所述，本发明的一个优选配置提供存储在用于每个控制设备的指定的存储器中的用于次部件的预限定移动配置。该存储器优选地直接设置于控制设备，或作为控制设备的集成部件，从而可以省略从单个的控制设备到远程布置的存储器的信号传输。

依照惯例，术语“长定子”涉及电动线性驱动布置的构造配置。显然，本发明不限于直线方向的移动。尤其沿着移动方向，也可以设置曲线、弯折、下坡段、倾斜等。具体而言，长定子可以形成用于次部件的闭合的移动回路。如果该电动线性驱动布置是用于传送人的移动走道的一部分(例如，人从开始点移动到结束点)，则该情况下，次部件随后必须再次返回至开始点。

因为在本发明的范围内，通过省略采用链条等形式的中心驱动装置而简化了机械构造，所以使用该电动线性驱动布置，还可以采用特别简单的方式实现具有沿着相反方向运动的部段的移动走道，两部段都旨在传送人。则，单个的次部件必须仅以适当的方式在各段之间传递。

如果次部件仅在结束点与开始点之间移动并且返回，以便传送人或物体，则也可以采用最大速度执行驱动，以便尽可能快地且使用尽可能少的次部件来桥接该返回区域。

至少在用于传送人或物体的开始点与结束点之间，次部件或具有移动走道板的形式的由次部件驱动的元件可以被机械导引为彼此接近和/或彼此机械联接。在线性驱动布置故障时，这样的机械联接还可以避免在两个相继的移动走道托盘之间形成中间空间。然而，如果次部件或具有移动走道板的形式的由次部件驱动的元件在不传送人或不传送物体时在结束点与开始点之间移动，则可以取消这样的机械连接。具体而言，在本发明的范围内，也可以在工作期间移除或添加单个的次部件。例如，在为了维护目的，在工作期间也可以替换单个的次部件。

本发明尤其涉及使用用于对人或物体进行传送的移动走道的所述的线性驱动布置。

本发明还涉及用于操作所述的电动线性驱动布置的方法，针对用于长定子段中的至少一些长定子段的各个控制器预限定不同的移动配置，以便沿着长定子以非均匀的方式移动次部件。如上所述，在该情况下，沿着长定子的次部件的平均速度可以优选地通过来自中心控制器的时钟信号的频率来改变。

除了可选地考虑到时钟信号的情况，长定子段优选地自主控制指定的次部件，匹配移动序列可以设置于用于此处的相继的次部件的每个长定子段。

附图说明

下面使用附图来阐释本发明，附图仅示出了一个示例性实施方案，在附图中：

图1显示了根据现有技术的电动线性驱动布置，

图2显示了根据本发明的线性驱动布置，

图3A显示了使用电动线性驱动布置的用于传送人的移动走道，

图3B显示了沿着根据图3A的移动走道的次部件的移动的速度配置，

图4显示了用于传送人的移动走道的可能的构造配置。

具体实施方式

图1显示了实践中已知的根据现有技术的电动线性驱动布置，其具有沿着移动方向运动的长定子并且具有线圈组形式的单个的长定子段1。

用于控制各个长定子段1的线圈的变流器2分别是静态的长定子段1的上游。所有的变流器2受到中心控制器3的控制，以便根据预限定的移动配置来沿着由长定子段1形成的长定子移动采用永磁体6形式多个次部件(图1未示出)。沿着长定子还布置了传感器4，来自传感器4的信号由中心控制器3处理。

产生了整体上相对复杂的连接，在该情况下，在电动线性驱动布置的工作期间，控制信号持续从中心控制器3传递到单个的变流器。在中心控制器3执行完整的信号处理(包括安全逻辑)，在该情况下，其还存储了沿着长定子的次部件的准确的移动配置。

相反，图2显示了根据本发明的电动线性驱动布置的配置，在该情况下，对于每个长定子段1设置了用于控制次部件的移动的分开的控制设备5。控制设备5分别包括存储器，该存储器存储对各个路径段设置的移动配置。

为了沿着各个长定子段1移动次部件，由指定的控制设备5单独控制移动，控制设备5采用很大程度的自主方式操作。根据图2的类似设置的传感器4分别连接至指定的控制设备5，并且没有连接至中心控制器3’。中心控制器3’仅设置用于使用时钟信号来同步用于每个长定子段的控制设备5。另外，中心控制器3’也可以发送开始信号、停止信号或用于改变工作模式的信号。其他数据的传输既非必要，也未提供，从而由分布式的控制而实现了显著的简化。具体而言，不需要在长定子上对单个的次部件的完整移动序列进行中心监控。

图2指示，紧邻相继的控制设备5可以可选地彼此连接，以便于将次部件从长定子段1传递至长定子段1。

图3A显示了在用于传送人的移动走道上使用根据本发明的电动线性驱动布置的高度示意图，其中，仅示出了沿着完整的移动方向的采用永磁体6形式的次部件的位置。

长定子形成了用于次部件的闭合移动回路，其具有上行7和下行8。相对于彼此可移动的移动走道板9(图4)设置于作为次部件的单个的永磁体6。

在点X₀与X₁之间的入口区域，作为次部件的永磁体6以及因此紧固至永磁体6的移动走道板9从低速(这使得人能够上来)加速至持续运输速度。移动走道板在点X₁与X₂之间以该运输速度移动。随后，为了让乘客可以从所指示的移动走道下来，在点X₂与X₃之间执行减速。

随后，为了将具有永磁体6的单个的次部件和移动走道板9移动回到入口区域，这些部件在下行8中的点X₄与X₅之间以高速移动，导致该距离可以利用少量元件快速桥接。随后，次部件再次传递至开始点X₀，从而在回路中以可变速度被导引。

作为示例，图3B显示了沿着完整行程的可能的速度配置。

图4显示了用于传送人的移动走道的移动走道板9的可能的配置。移动走道板9相对于彼此可移动，移动走道板9以较慢的前进速度被挤在一起并且仅暴露端部段10。如果速度增加，则逐渐释放移动走道板9的伸缩段11，导致单个的移动走道板9的有效长度相应增加。至少在上行7，移动走道板9在导轨12被横向地导引，并且优选还沿着拉伸方向彼此锚固。单个的移动走道板9还连接至作为电动线性驱动布置的次部件的永磁体6。如上所述，在下行8可以作出如下设置：移动走道板9可以完全彼此分离，从而更快的移动。

Claims (13)

1.一种电动线性驱动布置，其具体而言为用于传送人或物体的移动走道，所述电动线性驱动布置包括沿着移动方向运动的长定子和多个无源次部件，所述长定子作为有源主部件工作，所述多个无源次部件相对于该主部件能够移动并且沿着移动方向一个接着另一个地布置，所述长定子包括数个相继的采用线圈组形式的长定子段(1)，其中，所述长定子段沿着移动方向布置，其特征在于，每个长定子段(1)包括其自身的用于控制次部件的移动的控制设备(5)，该控制设备(5)被设定为使用特定于各个长定子段(1)的控制参数来移动次部件。

2.根据权利要求1所述的线性驱动布置，其特征在于，在用于每个控制设备(5)的指定的存储器中存储了用于次部件的预限定的移动配置。

3.根据权利要求1或2所述的线性驱动布置，其特征在于，控制设备(5)连接至中心控制器(3’)，该中心控制器(3’)使用时钟信号来同步控制设备(5)。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的线性驱动布置，其特征在于，长定子段(1)的数量大于次部件的数量。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的线性驱动布置，其特征在于，长定子形成用于次部件的闭合的移动回路。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的线性驱动布置，其特征在于，每个长定子段包括数个线圈以及其自身的用于控制线圈的变流器。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的线性驱动布置，其特征在于，次部件由永磁体形成。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的线性驱动布置，其特征在于，用于检测次部件的状态的至少一个传感器(4)分别连接至控制设备(5)。

9.一种用于操作根据权利要求1至8中的任一项所述的电动线性驱动布置的方法，针对用于长定子段(1)中的至少一些长定子段(1)的各个控制设备(5)预限定不同的移动配置，以便沿着长定子以非均匀的方式移动次部件。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过来自中心控制器(3’)的时钟信号的频率来改变沿着长定子的次部件的平均速度。

11.根据权利要求10所述的方法，除了考虑到时钟信号，控制设备(5)自主控制分别指定到对应的长定子段(1)的次部件。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的方法，将相继的次部件在匹配移动序列中沿着长定子移动。

13.根据权利要求9至12中的任一项所述的方法，将次部件的数量改变。