CN105637742B - 用于电梯系统的机器的冷却 - Google Patents

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Abstract

一种电机包括具有多个永磁体的转子。所述转子可围绕所述机器的中心轴线旋转。所述机器还包括定子，所述定子具有定子轮毂和多个定子绕组，所述多个定子绕组定位在所述定子轮毂处并且位于所述多个永磁体的径向内侧。多个散热翅片从所述定子轮毂的内表面径向向内延伸。

Description

用于电梯系统的机器的冷却
背景技术
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。
电机用于多种系统。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来沿电梯井推进电梯轿厢。机器驱动缆绳或涂层钢带途经其上的绳轮(在这种情况下，牵引绳轮)。缆绳或带在牵引绳轮处获得牵引力，从而使得牵引绳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，定子绕组产生高水平热能，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使机器以及因此电梯系统的操作效率和可靠性增加。
简述
在一个实施方案中，电机包括具有多个永磁体的转子。转子可围绕机器的中心轴线旋转。机器还包括定子，所述定子具有定子轮毂和多个定子绕组，所述多个定子绕组定位在定子轮毂处并且位于多个永磁体的径向内侧。多个散热翅片从定子轮毂的内表面径向向内延伸。
在另一个实施方案中，电梯系统包括电梯轿厢和可操作地连接到电梯轿厢的传动构件。牵引绳轮与传动构件摩擦接触，并且机器可操作地连接到牵引绳轮。机器包括具有多个永磁体的转子。转子可围绕机器的中心轴线旋转。机器还包括定子，所述定子包括定子轮毂和多个定子绕组，所述多个定子绕组定位在定子轮毂处并且位于多个永磁体的径向内侧。多个散热翅片从定子轮毂的内表面径向向内延伸。
在又一个实施方案中，冷却电机的定子绕组的方法包括朝向机器的定子组件驱使冷却气流进入机器。定子组件包括定子轮毂和多个定子绕组，所述多个定子绕组定位在定子轮毂处并且位于电机的转子的径向内侧。多个散热翅片从定子轮毂的内表面径向向内延伸。冷却气流流过多个散热翅片，从而在冷却气流与多个定子绕组之间传递热能。多个定子绕组通过热能传递而得以冷却。
附图简述
图1A是具有1∶1挂绳布置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剖面图；以及
图4是用于机器的定子组件的一个实施方案的视图。
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
图1A、图1B和图1C中示出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(诸如导轨、安全设施等)在本文中未予以讨论。电梯系统10包括电梯轿厢12，所述电梯轿厢12利用一个或多个传动构件16可操作地悬停或支撑在电梯井14中。传动构件16可以是例如涂层钢带的缆绳。一个或多个传动构件16与一个或多个绳轮18相互作用以途经电梯系统10的各种部件。一个或多个传动构件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并减小在操作期间位于牵引绳轮24的两侧上的带张力的差值。
牵引绳轮24由机器26驱动。牵引绳轮24通过机器26来进行的移动驱动、移动和/或推进(通过牵引)途经牵引绳轮24的一个或多个传动构件16。
在一些实施方案中，电梯系统10可使用两个或更多个传动构件16以用于悬停和/或驱动电梯轿厢12。另外，电梯系统10可具有各种构型以使得一个或多个传动构件16的两侧接合一个或多个绳轮18(诸如图1A、图1B或图1C中的示例性电梯系统中所示)或一个或多个传动构件16的仅一侧接合一个或多个绳轮18。
图1A提供1∶1挂绳布置，其中一个或多个传动构件16端接在轿厢12和对重装置22处。图1B和图1C提供不同的挂绳布置。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传动构件16的一个或多个绳轮18，并且一个或多个传动构件16可端接在其他位置，通常端接在电梯井14内的结构(诸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)处。布置中使用的绳轮18的数量确定特定的挂绳比率(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还提供悬臂型电梯。本发明可用于除了图1A、图1B和图1C中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。牵引绳轮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包括可与牵引绳轮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，牵引绳轮24围绕机器轴线32的旋转变慢或停止。
现在参照图3的剖面图，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位于机器26的定子46的定子绕组44的径向外侧。牵引绳轮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旋转。定子46通过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支撑位于定子轮毂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72进入机器26从而冷却定子绕组44。气流72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。轴还包括位于轴48的与开口端60相反的一端处的封盖70，用于防止气流72绕开冷却开口62。离开轴48的气流72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72通过定子轮毂54与定子绕组44交换热能，从而冷却定子绕组44。
现参考图4，定子轮毂54包括多个散热翅片66，所述散热翅片66从内侧轮毂表面68朝向机器轴线32径向向内延伸。散热翅片66增加了用于气流72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72在冷却定子绕组44方面的有效性。在一些实施方案中，散热翅片66通过例如锻造而与定子轮毂54形成一体结构。将散热翅片66与定子轮毂54锻造成单个结构大大简化了定子轮毂54的制造并降低其成本。在图4的实施方案中，散热翅片66在基本上轴向的方向上沿定子轮毂54延伸，但是设想其他布置、诸如螺旋延伸的散热翅片66是在本公开的范围内。
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，本发明不限于此类公开的实施方案。相反，可对本发明进行修改，以合并之前未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等效布置。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以上描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (12)

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电机的中心轴线旋转；以及
定子，所述定子包括：
定子轮毂；
多个定子绕组，所述多个定子绕组设置在所述定子轮毂处且位于所述多个永磁体的径向内侧；以及
多个散热翅片，所述多个散热翅片从所述定子轮毂的内表面径向向内延伸；
其中，所述电机还包括沿所述中心轴线定位的中心轴，所述中心轴包括开放端，一个或多个冷却开口以及封盖，其中，气流能够从所述开放端被引导进入所述中心轴，并且在所述一个或多个冷却开口处离开所述轴，然后被循环穿过所述定子轮毂的内部，以通过所述定子轮毂与所述定子绕组交换热能，从而冷却所述定子绕组，所述封盖与所述开口端相反，以防止气流绕开所述冷却开口。
2.如权利要求1所述的电机，其中所述多个散热翅片与所述定子轮毂整体形成。
3.如权利要求2所述的电机，其中所述多个散热翅片通过与所述定子轮毂一起铸造而与所述定子轮毂整体形成。
4.如权利要求1所述的电机，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翅片以便冷却所述多个定子绕组。
5.如权利要求1所述的电机，所述中心轴朝向所述多个散热翅片运送冷却气流。
6.如权利要求1所述的电机，其中所述多个散热翅片沿所述内表面基本上轴向地延伸。
7.一种电梯系统，其包括：
电梯轿厢；
传动构件，所述传动构件可操作地连接到所述电梯轿厢；
牵引绳轮，所述牵引绳轮与所述传动构件摩擦接触；
机器，所述机器可操作地连接到所述牵引绳轮，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；以及
定子，所述定子包括：
定子轮毂；
多个定子绕组，所述多个定子绕组设置在所述定子轮毂处且位于所述多个永磁体的径向内侧；以及
多个散热翅片，所述多个散热翅片从所述定子轮毂的内表面径向向内延伸；
其中，所述机器还包括沿所述中心轴线定位的中心轴，所述中心轴包括开放端，一个或多个冷却开口以及封盖，其中，气流能够从所述开放端被引导进入所述中心轴，并且在所述一个或多个冷却开口处离开所述轴，然后被循环穿过所述定子轮毂的内部，以通过所述定子轮毂与所述定子绕组交换热能，从而冷却所述定子绕组，所述封盖与所述开口端相反，以防止气流绕开所述冷却开口。
8.如权利要求7所述的电梯系统，其中所述多个散热翅片与所述定子轮毂整体形成。
9.如权利要求7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翅片以便冷却所述多个定子绕组。
10.如权利要求7所述的电梯系统，其中所述中心轴朝向所述多个散热翅片运送冷却气流。
11.如权利要求7所述的电梯系统，其中所述多个散热翅片沿所述内表面基本上轴向地延伸。
12.一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电机的定子组件进入所述电机，所述定子组件包括：
定子轮毂；
多个定子绕组，所述定子绕组设置在所述定子轮毂处且位于所述电机的转子的径向内侧；以及
多个散热翅片，所述散热翅片从所述定子轮毂的内表面径向向内延伸；
从所述电机的中心轴的开放端引导所述冷却气流进入所述中心轴，所述冷却气流然后在所述中心轴的一个或多个冷却开口处离开所述轴，且然后被循环穿过所述定子轮毂的内部，其中，在所述中心轴中与所述开口端相反的一端处提供了封盖，以防止气流绕开所述冷却开口；
使所述冷却气流流过所述多个散热翅片，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
通过所述热能传递来冷却所述多个定子绕组。
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