CN106061886A - 具有永磁同步电机的提升/滑动装置 - Google Patents

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Abstract

描述了一种提升/滑动装置(1),包括电机(8)、联接至所述电机(8)的齿轮(14)、以及联接至所述齿轮(14)的提升/滑动机构(7),其中所述电机(8)实施为永磁同步电机。另外,公开了提升/滑动装置(1)的用于提升/滑动海上结构的用途。

Description

具有永磁同步电机的提升/滑动装置
技术领域
[0001]本公开涉及一种提升/滑动(skidding)装置,其包括电机、联接至所述电机的齿轮以及联接至所述齿轮的提升/滑动机构。另外,本发明涉及上述类型的提升/滑动装置的用途。
背景技术
[0002]前面提到的提升/滑动装置及其使用是普遍公知的。电驱动卷扬或抬升系统通常用来降低、提升/卷扬(竖直运动)和/或牵拉或拖曳(水平运动)物体。例如,齿轮齿条式抬升驱动器或绕从动卷扬筒缠绕的卷扬绳可以用于该目的。特别地,在高负载情况下,具有相对较大的齿轮比的齿轮用来弥补小齿轮或筒与标准感应电机之间的速度差。通常,行星齿轮与直齿轮(spur gear)的组合被用来实现期望的齿轮比。产生的电机齿轮单元的尺寸和重量及其形状是不利的,特别是在海上环境中。
[0003]因此,需要提供一种克服了上述缺点的提升/滑动装置。
发明内容
[0004] 通过根据独立权利要求的主题可以实现该要求。在从属权利要求中描述了本发明的有利的实施方式。
[0005]根据本发明的第一方面,提供了在开篇的段落中公开的提升/滑动装置,其中所述电机实施为永磁同步电机,所述电机和所述齿轮的输出同轴地布置,并且所述电机和所述齿轮布置在单个壳体中,或者所述电机/齿轮布置在所述齿轮/电机的壳体中。
[0006]另外,提供了上述类型的提升/滑动装置的用于提升和/或滑动海上结构用途,SP竖直地和/或水平地移动海上结构。
[0007] 本发明的这些方面基于下述理念,S卩:永磁同步电机(PMSM)在较低速度下输送高扭矩,从而显著地减小了所需的齿轮箱减速比。继而,这允许了提升/滑动装置的紧凑结构,并且具有减小的重量、尺寸和有利的形状,这对于提升/滑动装置在海上环境(例如,钻机、风车安装船、吊船等)中的使用是特别有利的。
[0008]该永磁同步电机在每公里扭矩和效率这两方面都优于感应电机。另外,相对较小的永磁同步电机的使用提供了以下优点:旋转质量减小,机械损失减小,继而提高了效率并且减少了单元部分的数量。通常,在大多数应用中,可以省略单独的附加直齿轮。应当注意,该永磁同步电机可以通过不同的方式来构造以适合提升/滑动装置的要求。例如,转子可以布置在定子的内侧。然而,取决于提升/滑动装置的构造,转子也可以布置在定子的外侧。
[0009]所述电机和所述齿轮的输出同轴地布置这一事实提供了产生的电机齿轮单元的非常有利的形状,并且可以获得提升/滑动装置的非常有利的形状。
[0010]在本文中,根据本发明的其他可能的实施方式,如果齿轮实施为行星齿轮,则是有利的,其中行星齿轮是已经得到验证的用于实现齿轮输入和输出的同轴布置的装置。然而,直齿轮的使用也是可以想到的。
[0011]在本文中,根据本发明的又一些其他可能的实施方式,如果所述行星齿轮是位于所述电机与所述提升/滑动机构之间的唯一齿轮,则是更有利的。通过这种方式,可以获得产生的电机齿轮单元的更有利的形状(基本为圆筒形)。
[0012]根据所述电机和所述齿轮布置在单个壳体中或者所述电机/齿轮布置在所述齿轮/电机的壳体中这一事实,获得了紧凑的电机齿轮单元。另外,一个或多个壳体还可以用作热传递体,即分别用作电机与齿轮之间的热传递体。因此,通过仅仅一个加热器/冷却器就可以完成电机齿轮单元的加热/冷却。组合式电机齿轮单元的另一个优点在于减少了部件的数量。例如,轴承和密封件可以对电机和齿轮两者是共用的。
[0013]根据又一个实施方式,所述电机和所述齿轮包括公共润滑回路。通过这种方式,齿轮箱的润滑油用作电机的热传递介质。
[0014]在本文中,如果提升/滑动装置包括在润滑回路中的加热器,则是有利的。通过这种方式,润滑油加热器用作电机的间接静止式(standstill)加热器。
[0015]根据本发明的另一个实施方式,提升/滑动机构包括联接至所述齿轮的小齿轮和与所述小齿轮啮合的齿条。例如,平台可以连接至多个提升/滑动装置的齿条,并且可以通过启动电机而向上和向下运动以及水平地运动。
[0016]根据本发明的又一个实施方式,提升/滑动机构包括联接至所述齿轮的卷扬筒。例如,连接至缠绕在所述卷扬筒上的绳的平台可以通过启动电机而向上和向下运动以及水平地运动。
[0017]通常,如果提升/滑动装置及其电机是扭矩受控的,则是有利的,这将导致机械部件的更平顺的操作和更长的寿命。
[0018]需要注意,已经参照不同的主题描述了本发明的实施方式。然而,本领域技术人员将从前文和后文的描述中获知,除非另有说明,否则,除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外,属于不同主题的特征之间的任何组合也被认为被本文公开了。
[0019]前面限定的方面以及本发明的其他方面从下面将描述的实施方式的示例将显而易见,并且参照实施方式的示例进行了论述。下面将参照实施方式的示例更详细地描述本发明,但本发明不限于这些示例。
附图说明
[0020]图1示出了具有齿条和小齿轮的示例性提升/滑动装置的示意性斜视图。
[0021 ]图2示出了电机齿轮单元的内部运转的分解图。
[0022]图3示出了具有卷扬筒的示例性提升/滑动装置的示意性斜视图。
具体实施方式
[0023]附图中的图示是示意性的。应当注意,在不同的图中,类似的或相同的元件或特征设置有相同的附图标记,或设置有与相应的附图标记仅在第一数字位不同的附图标记。为了避免不必要的重复,已经关于前面描述的实施方式阐释过的元件或特征将不在后文的描述中继续阐释。
[0024]图1示出了示例性的提升/滑动装置I的示意性斜视图,其包括具有壳体3和齿轮输出轴4的电机齿轮单元2。壳体3为圆筒形。齿轮输出4从电机齿轮单元2的壳体3轴向地突出。另外,提升/滑动装置I包括小齿轮5和与所述小齿轮5啮合的齿条6,其中小齿轮5通过齿轮输出4联接至电机齿轮单元2。小齿轮5和齿条6是提升/滑动机构7的一部分。例如,平台(未示出)可以连接至多个提升/滑动装置I的齿条6,并且通过启动电机齿轮单元2而水平地分别向上和向下移动。在图1中,小齿轮5从齿轮输出4脱离。然而,在提升/滑动装置I的工作状态下,小齿轮5当然是安装在齿轮输出4上的。
[0025]图2当前示出了电机齿轮单元2的内部运转的分解图。具体地,图2示出了电机8,电机8包括位于非从动端的轴承9、电机定子芯10、电机转子11、轴承12和太阳轮13。另外,图2示出了齿轮14,齿轮14包括行星齿轮15、轴承16、组合的行星架和轴承17、以及固定至行星架17的齿轮输出4。在前面所列各项中,轴承12和太阳轮13与电机8相关联。然而,轴承12和太阳轮13也可以与齿轮14相关联,或者与电机8和齿轮14两者相关联。另外,非从动端上的轴承9也可以省略。图2的布置在其运行状态下构建在图1所示的电机齿轮单元2的壳体3中。
[0026]因此,图1和图2示出了提升/滑动装置I,其包括电机8、联接至所述电机8的齿轮14以及联接至所述齿轮14的提升/滑动机构7。电机8实施为永磁同步电机,其以相对较低的速度输送高扭矩,因而相比于包括标准感应电机的已知装置显著地减小了所需的齿轮箱减速比。另外,在效率方面,永磁同步电机8优于感应电机。
[0027]在图1和图2所示的示例中,电机8和所述齿轮14的输出4同轴地布置。这是通过使用行星齿轮14而完成的。在本示例中,行星齿轮14是位于所述电机8和所述提升/滑动机构7之间的唯一齿轮。行星齿轮也可以具有附加的减速级。最后,可以使用其他附加的齿轮,例如可以是直齿轮的情况。
[0028]永磁同步电机8允许了提升/滑动装置I的紧凑构造。其由相对较少的部分构成并且能够集成为齿轮箱本身的结构的一部分。因此,在图1和图2所示的示例中,所述电机8和所述齿轮14布置在单个壳体3中。然而,具有专用壳体的电机8也可以布置在所述齿轮14的壳体中,或者,所述齿轮14也可以布置在所述电机8的壳体中。通常,在所提出的紧凑设计中,齿轮14的壳体用作电机8的热传递体。
[0029]在有利的实施方式中,提升/滑动装置I包括用于所述电机8和所述齿轮14的公共润滑回路。通过这种方式,齿轮箱的润滑油用作电机8的热传递介质。在本文中,如果提升/滑动装置I包括在所述润滑回路中的加热器,则具有特别的优点。这样,润滑油加热器用作电机8的间接静止式加热器。
[0030]在前面所公开的示例中,提升/滑动机构7包括联接至齿轮14的小齿轮5以及与所述小齿轮5啮合的齿轮6。然而,这不是提升/滑动机构7的唯一的可能性。提升/滑动机构7也可以包括例如联接至所述齿轮14的卷扬筒,如图3所示。缠绕在卷扬筒18上的卷扬绳19然后可以用来移动物体。
[0031]应用包括但不限于:提升/滑动装置I能够用于提升/滑动海上结构(例如,钻机、风车安装船、吊船等)。所提出的提升/滑动装置I的减小的尺寸和重量以及其有利形状使得其特别适用于海上环境。
[0032]有利地,提升/滑动装置I是扭矩受控的,这带来了机械部件的更平顺的运行和更长的寿命。
[0033] 一般地,永磁同步电机8的使用提供了:
[0034]-减小的尺寸和重量;
[0035]-有利的形状;
[0036]-减小的机械损失并且由此带来的提高的效率;
[0037]-减少的部件数量;
[0038]-减小的旋转质量,尤其是在可以省略附加的直齿轮的情况下。
[0039]最后,应当注意,用语“包括”并不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一”的使用并不排除多个。另外,关于不同实施方式描述的元件可以进行组合。还应当注意,权利要求中的附图标记不应被理解为限制权利要求的范围。

Claims (8)

1.一种提升/滑动装置(I),包括: 电机(8); 联接至所述电机(8)的齿轮(14);以及 联接至所述齿轮(14)的提升/滑动机构(7), 其中,所述电机(8)实施为永磁同步电机,所述齿轮(14)的输出(4)和所述电机(8)同轴地布置,并且所述电机(8)和所述齿轮(14)布置在单个壳体(3)中,或者所述电机(8)/齿轮(14)布置在所述齿轮(14)/电机(8)的壳体中。
2.根据权利要求1所述的提升/滑动装置(I),其中,所述齿轮(14)实施为行星齿轮。
3.根据权利要求2所述的提升/滑动装置(I),其中,所述行星齿轮(14)是位于所述电机(8)与所述提升/滑动机构(7)之间的唯一齿轮。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的提升/滑动装置(I),其中,所述电机(8)和所述齿轮(14)包括公共润滑回路。
5.根据权利要求4所述的提升/滑动装置(I),还包括在所述润滑回路中的加热器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的提升/滑动装置(I),其中,所述提升/滑动机构(7)包括联接至所述齿轮(14)的小齿轮(5)和与所述小齿轮(5)啮合的齿条(6)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的提升/滑动装置(I),其中,所述提升/滑动机构(7)包括联接至所述齿轮(14)的卷扬筒(18)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的提升/滑动装置(I)的用于提升/滑动海上结构的用途。
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