CN107529507A - 电梯用永磁曳引机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯用永磁曳引机，包括永磁电动机、固定机座、转子机箱、测量装置；永磁电动机包括定子、转子；固定机座具有定子安装部，定子固定设置于定子安装部处；转子机箱具有转子安装部，转子固定设置于转子安装部处；转子与定子之间形成气隙；气隙形成气隙面；永磁体设有永磁体突出部，永磁体突出部与定子铁心在气隙面上的投影不重叠；测量装置设置于固定机座上，包括感应头、测头；感应头将感应到的永磁体突出部生成的磁场传递给测头进行测量，测量的输出信号作为转子的运动和/或位置的反馈信号，提供给驱动永磁电动机的电机控制系统。本发明可以省却专门的磁感应带，且无需考虑磁感应带的装配及空间，使曳引机结构简单化。

Description

电梯用永磁曳引机

技术领域

本发明涉及一种电梯的曳引机，具体涉及一种电梯用永磁曳引机。

背景技术

电梯曳引机的运行，通常需要电动机转子的运动和/或位置的相关信息，一般会在曳引机上设置测量装置进行获取。

中国发明专利文献CN102648142B公开了一种测量装置、电驱动器、升降机以及电梯系统，其设有测量装置的升降机的结构特点是：用于测量电机转子的位置和/或运动的测量装置，包含磁感应带、阅读器，磁感应带附在电机的旋转部分上，装配成围绕转子的转轴旋转；感测沿着磁感应带纵向大致正弦变化的磁性的阅读器，紧邻磁感应带地被安装在驱动滑轮护板上。这种结构，有利于测量装置在升降机上灵活布置。

但是，这种测量装置及升降机，还存在以下不足：

第一，需要专门的磁感应带，必须具有：磁感应带产生的磁场的强度沿着磁感应带的纵向大致正弦地变化，这样的磁感应带需要花费一定的制作成本。

第二，磁感应带需要附在电机的旋转部分上，与转子一体旋转，需要升降机为磁感应带提供安装位置和空间。这样会使得升降机结构复杂化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电梯用永磁曳引机，它可以解决上述使用现有测量装置的升降机的不足。

为解决上述技术问题，本发明电梯用永磁曳引机的技术解决方案为：

包括永磁电动机1、固定机座2、转子机箱3、测量装置5；永磁电动机1包括定子11、转子13，定子11与转子13相对设置；转子13设有若干永磁体12；固定机座2具有定子安装部2a，定子11固定设置于定子安装部2a处；转子机箱3具有转子安装部3a，转子安装部3a与定子安装部2a互为相对；转子13固定设置于转子安装部3a处；转子机箱3能够绕其旋转轴线31旋转；转子机箱3，包括驱动电梯绳索6的绳轮32；转子13与定子11之间形成气隙14；气隙14形成气隙面；永磁体12设有永磁体突出部12a，永磁体突出部12a与定子铁心15在气隙面上的投影不重叠；测量装置5设置于固定机座2上，测量装置5包括感应磁场的感应头51、测量磁场的测头52；感应头51设置于永磁体突出部12a的附近，能够感应到永磁体突出部12a生成的磁场；感应头51将感应到的永磁体突出部12a生成的磁场传递给测头52进行测量，测量的输出信号作为转子13的运动和/或位置的反馈信号，提供给驱动永磁电动机1的电机控制系统。

所述气隙14沿径向延伸，气隙14形成与转子机箱3的旋转轴线31大致垂直的圆盘形气隙面14a；或者，所述气隙14沿轴向延伸，气隙14所形成的气隙面14b为圆柱形，圆柱形气隙面14b的中心线与旋转轴线31大致重合。

所述永磁体突出部12a与永磁体12相互连接成一体；或者，永磁体突出部12a与永磁体12为分体式结构，两者之间形成径向间隔部12b。

所述永磁体突出部12a在旋转的周向方向12c上，一个接着一个N极、S极相继布置，相邻的永磁体突出部12a相互连接成一体；或者，所述永磁体突出部12a在旋转的周向方向12c上，一个接着一个N极、S极相继布置，相邻的永磁体突出部12a之间形成周向间隔部12d。

所述感应头51与测头52为一体结构；或者，感应头51与测头52为分体式结构，感应头51通过传导部51a连接测头52；传导部51a采用导磁材料制成。

所述固定机座2的主轴部末端沿径向延伸到绳轮32的侧面，形成支撑部分2b，绳轮32被容纳在定子安装部2a与支撑部分2b之间。

所述永磁体突出部12a产生的磁场强度H沿着气隙面大致周期性地变化。

所述永磁体突出部12a产生的磁场强度H的波形为正弦波、三角波、梯形波或者矩形波。

包含所述永磁体突出部12a的永磁体12在气隙面14a上的投影在径向上的长度Lm大于定子铁心15在气隙面14a上的投影在径向上的长度Lt。

包含所述永磁体突出部12a的永磁体12在气隙面14b上的投影在轴向上的长度Ln大于定子铁心15在气隙面14b上的投影在轴向上的长度Ls。

所述永磁体12通过粘结剂和/或机械固定方式附在转子13上。

所述永磁体突出部12a具有面包形突出部120a。

所述感应头51与永磁体突出部12a在旋转轴线31方向上的距离D为0.5～15mm。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明提供了一种使用新的测量装置的电梯用永磁曳引机，在电梯用永磁曳引机已有的永磁体上设置永磁体突出部，对永磁体突出部产生的磁场，使用磁场感应头和测头，获取转子的运动和/或位置。本发明可以省却专门的磁感应带，且无需考虑磁感应带的装配及空间，使曳引机结构简单化。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明电梯用永磁曳引机的实施例1的示意图；

图2是图1的A-O-A剖视图；

图3是本发明的实施例1的局部放大示意图；

图4是实施例1的圆盘形气隙面展成直线水平状的示意图，永磁体突出部产生的磁场强度H沿着气隙面大致周期性地变化；

图5是本发明的实施例2的示意图；

图6是本发明的实施例2的局部放大示意图；

图7是实施例2的圆盘形气隙面展成直线水平状的示意图，永磁体突出部产生的磁场强度H沿着气隙面大致正弦地变化；

图8是本发明的实施例3的示意图；

图9是本发明的实施例3的局部放大示意图；

图10是实施例3的圆柱形气隙面展成直线水平状的示意图，永磁体突出部产生的磁场强度H沿着气隙面大致正弦地变化。

图中附图标记说明：

1为永磁电动机， 2为固定机座，

2a为定子安装部， 2b为支撑部分，

3为转子机箱， 3a为转子安装部，

4为轴承， 5为测量装置，

6为电梯绳索，

11为定子， 12为永磁体，

12a为永磁体突出部， 12b为径向间隔部，

12c为周向方向， 12d为周向间隔部，

120a为面包形的永磁体突出部，

13为转子， 14为气隙，

14a为圆盘形气隙面， 14b为圆柱形气隙面，

15为定子铁心， 16为定子线圈，

31为旋转轴线， 32为绳轮，

51为感应头， 51a为传导部，

52为测头，

Lm为永磁体在圆盘形气隙面上的投影在径向上的长度，

Lt为定子铁心在圆盘形气隙面上的投影在径向上的长度，

D为感应头与永磁体突出部在旋转轴线方向上的距离，

H为永磁体突出部产生的磁场强度，

Ln为永磁体在圆柱形气隙面上的投影在轴向上的长度，

Ls为定子铁心在圆柱形气隙面上的投影在轴向上的长度。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，本发明电梯用永磁曳引机，包括永磁电动机1、固定机座2、转子机箱3、轴承4、测量装置5；

永磁电动机1包括设有定子线圈16、定子铁心15的定子11，设有若干永磁体12的转子13，定子11与转子13相对设置；电动机1为绳轮32提供旋转动力；

固定机座2具有定子安装部2a、沿轴向延伸的主轴部；定子11固定设置于定子安装部2a处；主轴部通过轴承4对转子机箱3的旋转进行支撑；

转子机箱3具有转子安装部3a，转子安装部3a与定子安装部2a互为相对；转子13固定设置于转子安装部3a处；转子机箱3能够绕其旋转轴线31旋转；

转子13与定子11之间形成气隙14；气隙14沿径向延伸，气隙14形成与转子机箱3的旋转轴线31大致垂直的圆盘形气隙面14a；

转子机箱3上形成有用于驱动电梯绳索的绳轮32；

永磁体12设有永磁体突出部12a，永磁体突出部12a与永磁体12相互连接成一体；

如图3所示，永磁体突出部12a与定子铁心15，在气隙面14a上的投影不重叠；优选地，包含永磁体突出部12a的永磁体12在气隙面14a上的投影在径向上的长度Lm大于定子铁心15在气隙面14a上的投影在径向上的长度Lt；

永磁体12通过粘结剂和/或机械固定方式附在转子13上；

永磁体突出部12a与转子13一体绕旋转轴线31旋转；

测量装置5用于测量永磁电动机1的转子13的运动和/或位置；如图3所示，测量装置5包括感应磁场的感应头51、测量磁场的测头52；

测量装置5安装在固定机座2上，感应头51紧邻永磁体突出部12a；优选地，感应头51与永磁体突出部12a在旋转轴线31方向上的距离D为0.5～15mm；

感应头51与测头52为一体结构；

如图4所示，永磁体突出部12a在旋转的周向方向12c上，一个接着一个N极、S极相继布置，相邻的永磁体突出部12a相互连接成一体；永磁体突出部12a产生的磁场强度H沿着气隙面14a大致周期性地变化；优选地，磁场强度H的波形为三角波、梯形波，或者矩形波；

感应头51将感应到的永磁体突出部12a生成的磁场，传递给测头52进行测量，测量的输出信号可作为转子13的运动和/或位置的反馈信号，提供给驱动永磁电动机1的电机控制系统。

本实施例使用磁场感应头和测头，通过感测电梯用永磁曳引机转子上的永磁体突出部的磁场，获取转子的运动和/或位置，可以省却专门的磁感应带或磁感应环，及其安装操作空间等，使曳引机结构简单化。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：

如图5所示，固定机座2的主轴部末端沿径向延伸到绳轮32的侧面，形成支撑部分2b，所述绳轮32被容纳在定子安装部2a与支撑部分2b之间；这样能够提升绳轮32的径向承载能力；

如图6所示，永磁体突出部12a与永磁体12为分体式结构，两者之间形成径向间隔部12b；这样的永磁体突出部12a可以选用与永磁体12不同及价格更便宜的磁体材料；感应头51与测头52为分体式结构，感应头51设有传导部51a，传导部51a采用导磁材料制成，传导部51a连接感应头51与测头52，将感应头51感应的磁场传导至测头52进行测量；这样的感应头51可以具有更小的尺寸，能够更方便地进行感应头51的空间布置；

如图7所示，永磁体突出部12a在旋转的周向方向12c上，一个接着一个N极、S极相继布置，相邻的永磁体突出部12a之间形成周向间隔部12d；永磁体突出部12a产生的磁场强度H沿着气隙面14a大致正弦地变化。可通过对永磁体突出部进一步优化设计，如设计成面包形状的永磁体突出部120a，能够使磁场强度H沿着气隙面14a的变化更接近正弦，进一步提高对转子的位置和/或运动的测量精度。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于：

如图8所示，定子11固定设置于固定机座2的轴向延伸部，转子13固定设置于转子机箱3的轴向延伸部，转子13与定子11之间形成的气隙14沿轴向延伸，气隙14所形成的气隙面14b为圆柱形，圆柱形气隙面14b的中心线与旋转轴线31大致重合；

如图9所示，包含永磁体突出部12a的永磁体12在气隙面14b上的投影在轴向上的长度Ln大于定子铁心15在气隙面14b上的投影在轴向上的长度Ls；

如图10所示，永磁体突出部12a在旋转的周向方向12c上，一个接着一个N极、S极相继布置，相邻的永磁体突出部12a之间设有周向间隔部12d；永磁体突出部12a产生的磁场强度H沿着气隙面14b大致正弦地变化。

本发明以上述三种实施方式为例进行了详细的说明，当然也可适用于其它的结构组合型式：比如气隙14构成一圆柱体，感应头51与测头52为分体式结构，静止部分2延伸到绳轮32的侧面，转子径向尺寸大于定子的外转子电机等等。

Claims (13)

1.一种电梯用永磁曳引机，其特征在于：包括永磁电动机(1)、固定机座(2、)转子机箱(3)、测量装置(5)；

永磁电动机(1)包括定子(11)、转子(13)，定子(11)与转子(13)相对设置；转子(13)设有若干永磁体(12)；

固定机座(2)具有定子安装部(2a)，定子(11)固定设置于定子安装部(2a)处；

转子机箱(3)具有转子安装部(3a)，转子安装部(3a)与定子安装部(2a)互为相对；转子(13)固定设置于转子安装部(3a)处；转子机箱(3)能够绕其旋转轴线(31)旋转；

转子机箱(3)，包括驱动电梯绳索(6)的绳轮(32)；

转子(13)与定子(11)之间形成气隙(14)；气隙(14)形成气隙面；

永磁体(12)设有永磁体突出部(12a)，永磁体突出部(12a)与定子铁心(15)在气隙面上的投影不重叠；

测量装置(5)设置于固定机座(2)上，测量装置(5)包括感应磁场的感应头(51)、测量磁场的测头(52)；感应头(51)设置于永磁体突出部(12a)的附近，能够感应到永磁体突出部(12a)生成的磁场；

感应头(51)将感应到的永磁体突出部(12a)生成的磁场传递给测头(52)进行测量，测量的输出信号作为转子(13)的运动和/或位置的反馈信号，提供给驱动永磁电动机(1)的电机控制系统。

2.根据权利要求1所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述气隙(14)沿径向延伸，气隙(14)形成与转子机箱(3)的旋转轴线(31)大致垂直的圆盘形气隙面(14a)；或者，所述气隙(14)沿轴向延伸，气隙(14)所形成的气隙面(14b)为圆柱形，圆柱形气隙面(14b)的中心线与旋转轴线(31)大致重合。

3.根据权利要求1所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述永磁体突出部(12a)与永磁体(12)相互连接成一体；或者，永磁体突出部(12a)与永磁体(12)为分体式结构，两者之间形成径向间隔部(12b)。

4.根据权利要求1所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述永磁体突出部(12a)在旋转的周向方向(12c)上，一个接着一个N极、S极相继布置，相邻的永磁体突出部(12a)相互连接成一体；或者，所述永磁体突出部(12a)在旋转的周向方向(12c)上，一个接着一个N极、S极相继布置，相邻的永磁体突出部(12a)之间形成周向间隔部(12d)。

5.根据权利要求1所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述感应头(51)与测头(52)为一体结构；或者，感应头(51)与测头(52)为分体式结构，感应头(51)通过传导部(51a)连接测头(52)；传导部(51a)采用导磁材料制成。

6.根据权利要求1所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述固定机座(2)的主轴部末端沿径向延伸到绳轮(32)的侧面，形成支撑部分(2b)，绳轮(32)被容纳在定子安装部(2a)与支撑部分(2b)之间。

7.根据权利要求1所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述永磁体突出部(12a)产生的磁场强度H沿着气隙面大致周期性地变化。

8.根据权利要求1或7所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述永磁体突出部(12a)产生的磁场强度H的波形为正弦波、三角波、梯形波或者矩形波。

9.根据权利要求2所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：包含所述永磁体突出部(12a)的永磁体(12)在圆盘形气隙面(14a)上的投影在径向上的长度Lm大于定子铁心(15)在气隙面(14a)上的投影在径向上的长度Lt。

10.根据权利要求2所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：包含所述永磁体突出部(12a)的永磁体(12)在圆柱形气隙面(14b)上的投影在轴向上的长度Ln大于定子铁心(15)在气隙面(14b)上的投影在轴向上的长度Ls。

11.根据权利要求1所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述永磁体(12)通过粘结剂和/或机械固定方式附在转子(13)上。

12.根据权利要求1所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述永磁体突出部(12a)具有面包形突出部(120a)。

13.根据权利要求1所述的电梯用永磁曳引机，其特征在于：所述感应头(51)与永磁体突出部(12a)在旋转轴线(31)方向上的距离D为0.5～15mm。