CN105531912A - 用于电梯系统的机器的冷却 - Google Patents

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Abstract

在一个实施方案中，一种电机包括转子，所述转子包括多个永磁体并且可围绕所述机器的中心轴线旋转。所述机器还包括定子，所述定子包括圆柱形定子壳体和多个定子绕组，所述多个定子绕组定位在所述定子壳体处并且位于所述多个永磁体的径向内侧。所述多个散热器片段被紧固到所述定子壳体的径向内侧表面。所述多个散热器片段中的每个散热器片段包括定位在所述径向内侧表面处的基座部分和从所述基座部分径向向内延伸的多个散热翅片。

Description

用于电梯系统的机器的冷却
发明背景
本文所公开的主题涉及电机。更具体地说，本公开涉及电机的冷却。
在多种系统中使用电动机。例如，电梯系统利用可操作地连接到电梯轿厢且由电机(也被称为机器)驱动的缆绳或涂层钢带，以便沿电梯井推动电梯轿厢。机器驱动缆绳或涂层钢带途经其上的带轮(在这种情况下，牵引带轮)。缆绳或带在牵引带轮处获得牵引力，从而使得牵引带轮的旋转因此驱动电梯轿厢的移动。
机器通常是永磁体电机，其包括具有一个或多个导电定子绕组的定子和具有一个或多个永磁体的转子。在操作期间，定子绕组生成高水平热能，所述热能必须耗散掉以使得机器可以保持操作。为了冷却定子绕组，通常利用鼓风机来跨定子绕组或围绕定子的外径吹送冷却空气。改善定子中的热耗散有助于机器以及因此电梯系统的操作效率和可靠性增加。
概述
在一个实施方案中，一种电机包括转子，所述转子包括多个永磁体并且可围绕所述机器的中心轴线旋转。所述机器还包括定子，所述定子包括圆柱形定子壳体和多个定子绕组，所述多个定子绕组定位在所述定子壳体处并且位于多个永磁体的径向内侧。多个散热器片段被紧固到定子壳体的径向内侧表面。多个散热器片段中的每个散热器片段包括定位在所述径向内侧表面处的基座部分和从所述基座部分径向向内延伸的多个散热翅片。
在另一个实施方案中，一种电梯系统包括电梯轿厢和可操作地连接到所述电梯轿厢的驱动构件。牵引带轮与驱动构件摩擦接触并且机器可操作地连接到所述牵引带轮。所述机器包括转子，所述转子包括多个永磁体并且可围绕所述机器的中心轴线旋转。所述机器还包括定子，所述定子包括圆柱形定子壳体和多个定子绕组，所述多个定子绕组定位在所述定子壳体处并且位于多个永磁体的径向内侧。多个散热器片段被紧固到定子壳体的径向内侧表面。多个散热器片段中的每个散热器片段包括定位在所述径向内侧表面处的基座部分和从所述基座部分径向向内延伸的多个散热翅片。
在又一个实施方案中，一种冷却电机的定子绕组的方法包括朝向所述机器的定子组件驱使冷却气流进入所述机器。定子组件包括圆柱形定子壳体和多个定子绕组，所述多个定子绕组定位在所述定子壳体处并且位于所述机器的转子的径向内侧。多个散热器片段被紧固到定子壳体的径向内侧表面。多个散热器片段中的每个散热器片段包括定位在所述径向内侧表面处的基座部分和从所述基座部分径向向内延伸的多个散热翅片。冷却气流流过多个散热器片段，从而在冷却气流与多个定子绕组之间传递热能。
附图简述
图1A是具有1:1挂绳布置(ropingarrangement)的示例性电梯系统的示意图；
图1B是具有不同挂绳布置的另一个示例性电梯系统的示意图；
图1C是具有悬臂布置的另一个示例性电梯系统的示意图；
图2是用于电梯系统的机器的一个实施方案的透视图；
图3是用于电梯系统的机器的一个实施方案的截面图；
图4是用于机器的定子组件的一个实施方案的视图；并且
图5是定子组件的一个实施方案的部分截面图。
详细描述参考附图通过实例来解释本发明、连同优点和特征。
详述
在图1A、图1B和图1C中示出的是示例性牵引电梯系统10的示意图。对于本发明的理解而言并非必需的电梯系统10的特征(如导轨、安全设施)在本文中未予讨论。电梯系统10包括电梯轿厢12，所述电梯轿厢12利用一个或多个驱动构件16可操作地悬停或支撑在电梯井14中。驱动构件16可以是例如涂层钢带的缆绳。一个或多个驱动构件16与一个或多个带轮18相互作用以途经电梯系统10的各种部件。一个或多个驱动构件16也可被连接到对重装置22，所述对重装置22用于帮助平衡电梯系统10并减少在操作期间位于牵引带轮24的两侧上的带张力的差值。
牵引带轮24由机器26驱动。牵引带轮24通过机器26来进行的移动驱动、移动和/或推动(通过牵引)途经牵引带轮24的一个或多个驱动构件16。
在一些实施方案中，电梯系统10可使用两个或更多个驱动构件16以用于悬停和/或驱动电梯轿厢12。另外，电梯系统10可具有各种构造以使得一个或多个驱动构件16的两侧接合一个或多个带轮18(如图1A、图1B或图1C中的示例性电梯系统所示)或一个或多个驱动构件16的仅一侧接合一个或多个带轮18。
图1A提供了1:1挂绳布置，其中一个或多个驱动构件16端接在轿厢12和对重装置22处。图1B和图1C提供不同挂绳布置。确切地说，图1B和图1C示出轿厢12和/或对重装置22可具有在其上接合一个或多个驱动构件16的一个或多个带轮18，并且一个或多个驱动构件16可端接在其他位置，通常端接于电梯井14内的结构(如用于无机器间电梯系统的电梯井)或机器间内的结构(用于利用机器间的电梯系统)。布置中使用的带轮18的数量确定特定挂绳比率(例如，图1B和图1C中所示的2:1挂绳比率或不同的比率)。图1C也提供了悬臂型电梯。本发明可用于除了图1A、图1B和图1C所示示例性类型以外的电梯系统。
参照图2，机器26通常包括底板28和固定到底板28的支架30。牵引带轮24可旋转地紧固到支架30，以便围绕机器轴线32旋转。机器26还包括制动组件34，所述制动组件34包括可与牵引带轮24一起旋转的制动盘36和固定到支架30的制动钳38。当制动钳38接合制动盘36时，牵引带轮24围绕机器轴线32的旋转变慢或停止。
现在参照图3的截面图，机器26是永磁体电机，在这个实施方案中是由内而外的永磁体电机，这意味着转子40、尤其是转子40的永磁体42定位在机器26的定子46的定子绕组44的径向外侧。牵引带轮24固定到转子40以便随其旋转。机器26包括沿机器轴线32定位的中心轴48。转子轴承50定位在轴48处、介于轴48与转子40之间，以便支撑转子40并且允许转子40围绕机器轴线32相对于固定轴48的旋转。定子46经由径向向外延伸到定子轮毂54的定子支撑件52固定到轴48。定子轮毂54支撑定位在定子轮毂54的径向外侧表面56处的定子绕组44。
鼓风机58固定到支架30，以便驱使冷却气流58进入机器26从而冷却定子绕组44。气流58被引导例如在轴48的开放端60处进入轴48，并且在例如位于轴48的轴向中心部分处的一个或多个冷却开口62处离开轴48。离开轴48的冷却流在例如从制动盘开口84处离开机器26之前循环穿过定子轮毂54的内部64。当在内部64中循环时，气流58经由定子轮毂54与定子绕组44交换热能，从而冷却定子绕组44。
现在参照图4，定子轮毂54包括具有内侧壳体表面68的圆柱形壳体66。壳体66通常由钢或铸铁形成。多个散热器片段70被紧固到内侧壳体表面68。每个散热器片段70包括紧固到内侧壳体表面68的基座72，其中多个散热翅片74从基座72朝向机器轴线32在径向内侧延伸。散热翅片74增加了用于气流58与定子绕组44之间的热能传递的有效表面积，从而增加了气流58在冷却定子绕组44的有效性。为了进一步增强冷却，散热器片段70可由高导热材料(如铝)形成。此外，散热器片段70可通过挤压或其他方式形成，以便增加设计和制造方面的灵活性。散热器片段70围绕内侧壳体表面68周向布置，并且如图4所示，还可沿内侧壳体表面68轴向布置。因此，散热器片段70可彼此相同，或可在散热翅片74大小、形状、数量等方面不同，以便调整定子轮毂54的传热性能。
散热器片段70经由定位在散热器片段70的每一端处的固位块76紧固到壳体66。固位块76包括固位凸缘78，用于将基座72捕获在固位凸缘78与壳体66之间。一个或多个机械紧固件(未示出)随后安装在固位块76中，以便将固位块76紧固到壳体66。
散热器片段70形成为包括用于在安装时增强与壳体66的接触的特征。如图5所示，外基座半径80小于内壳体半径82。在安装散热器片段70时，拉动由较软材料形成的散热器片段70以与内壳体半径82一致，从而确保它们之间的较大程度的接触。为了进一步改善沿散热器片段70的接触的均匀性，在一些实施方案中基座厚度90沿散热器片段70的圆周长度86变化。在一个实施方案中，基座厚度90随着离散热器片段70的圆周中心88的距离增大而减小。基座厚度86的减小可经由连续的锥形或可替代地经由一系列离散步骤实现。此外，可在壳体66与散热器片段70之间利用导电脂，以便增强它们之间的热能传递。
虽然仅结合有限数量的实施方案对本发明进行了详细描述，但应易于理解，本发明不限于这些公开的实施方案。相反，可对本发明进行修改，以引入以上未描述但与本发明精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等同布置。另外，虽然已描述了本发明的各种实施方案，但应理解，本发明的各个方面可仅包括所述实施方案中的一些。因此，本发明并不被视为受限于前面的描述，而是仅受限于所附的权利要求书的范围。

Claims (15)

1.一种电机，其包括：
转子，所述转子包括多个永磁体，所述转子可围绕所述机器的中心轴线旋转；
定子，所述定子包括：
圆柱形定子壳体；
设置在所述定子壳体处且定位在所述多个永磁体的径向内侧的多个定子绕组；
紧固到所述定子壳体的径向内侧表面的多个散热器片段，所述多个散热器片段中的每个散热器片段包括：
定位在所述径向内侧表面处的基座部分；以及
从所述基座部分径向向内延伸的多个散热翅片。
2.根据权利要求1所述的机器，其中所述多个散热器片段和所述定子壳体由异质材料形成。
3.根据权利要求1所述的机器，其中所述多个散热器片段由铝形成。
4.根据权利要求1所述的机器，其中每个散热器片段的外基座半径小于所述定子壳体的内壳体半径。
5.根据权利要求1所述的机器，其中每个散热器片段的基座厚度随着离所述散热器片段的圆周中心的距离增大而减小。
6.根据权利要求1所述的机器，其还包括鼓风机，所述鼓风机用于驱使冷却气流穿过所述多个散热器片段以便冷却所述多个定子绕组。
7.根据权利要求1所述的机器，其还包括中心轴，所述中心轴用于朝向所述多个散热器片段运送冷却气流。
8.一种电梯系统，其包括：
电梯轿厢；
可操作地连接到所述电梯轿厢的驱动构件；
牵引带轮，所述牵引带轮与所述驱动构件摩擦接触；
可操作地连接到所述牵引带轮的机器，所述机器包括：
转子，所述转子包括多个永磁体，所述转子可围绕所述机器的中心轴线旋转；
定子，所述定子包括：
圆柱形定子壳体；
设置在所述定子壳体处且定位在所述多个永磁体的径向内侧的多个定子绕组；
紧固到所述定子壳体的径向内侧表面的多个散热器片段，所述多个散热器片段中的每个散热器片段包括：
定位在所述径向内侧表面处的基座部分；以及
从所述基座部分径向向内延伸的多个散热翅片。
9.根据权利要求8所述的电梯系统，其中所述多个散热器片段和所述定子壳体由异质材料形成。
10.根据权利要求8所述的电梯系统，其中所述多个散热器片段由铝形成。
11.根据权利要求8所述的电梯系统，其中每个散热器片段的外基座半径小于所述定子壳体的内壳体半径。
12.根据权利要求8所述的电梯系统，其中每个散热器片段的基座厚度随着离所述散热器片段的圆周中心的距离增大而减小。
13.根据权利要求8所述的电梯系统，其还包括鼓风机，所述鼓风机用于驱使冷却气流穿过所述多个散热器片段以便冷却所述多个定子绕组。
14.根据权利要求8所述的电梯系统，其还包括中心轴，所述中心轴用于朝向所述多个散热器片段运送冷却气流。
15.一种冷却电机的定子绕组的方法，其包括：
驱使冷却气流朝向所述机器的定子组件进入所述机器，所述定子组件包括：
圆柱形定子壳体；
设置在所述定子壳体处且位于所述机器的转子的径向内侧的多个定子绕组；
紧固到所述定子壳体的径向内侧表面的多个散热器片段，所述多个散热器片段中的每个散热器片段包括：
定位在所述径向内侧表面处的基座部分；以及
从所述基座部分径向向内延伸的多个散热翅片；
使所述冷却气流流过所述多个散热器片段，从而在所述冷却气流与所述多个定子绕组之间传递热能；以及
经由所述热能传递来冷却所述多个定子绕组。
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