CN107787299B

CN107787299B - 具有直线电机的电梯

Info

Publication number: CN107787299B
Application number: CN201580081206.4A
Authority: CN
Inventors: T.普罗斯托; T.哈卡拉; J.拉蒂亚; I.佩特罗夫
Original assignee: Kone Corp
Current assignee: Kone Corp
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: US10858219B2; WO2016207136A1; EP3372547B1; EP3286122B1; HK1251214A1; EP3674246A2; KR20180022881A; EA201792537A1; EP3292065B1; CN107735350A; US20180111798A1; EP3372547A1; EP3286122A1; CN107787299A; JP6979883B2; BR112017028172A2; CA2987110A1; US20210047146A1; EP3292065A1; CN111634788A

Abstract

本发明涉及一种电梯(10；100；200)，其包括至少一个电梯井道(12；102、104；202、204)和在所述电梯井道中行进的至少一个电梯轿厢(16；16a‑16d)，其中电梯具有至少一个电梯电机(14)，所述至少一个电梯电机(14)包括至少一个线性定子(50)和至少一个动子(24、26；126)，所述至少一个线性定子(50)沿电梯井道(12；102、104；202、204)竖直定位，所述至少一个动子(24、26；126)与电梯轿厢(16；16a‑16d)连接地定位并且与定子共同作用，所述电梯包括支撑至少一个定子(50)的竖直定子梁(18；114)，所述定子梁具有至少一个侧面(42‑48；116‑124)，所述至少一个侧面(42‑48；116‑124)承载所述定子的以节距(d)分隔开的铁磁极，并且所述动子(24、26；126)包括面向所述定子梁的所述侧面的至少一个相对面(54)，所述动子(24、26；126)的电磁部件(70、71、72、74、76)位于所述至少一个相对面(54)中。

Description

具有直线电机的电梯

背景技术

本发明涉及一种具有沿着电梯井道延伸的线性定子的电梯。电梯轿厢承载动子，所述动子包括电动机的转子部件，例如，绕组和/或永磁体。因此，与电梯轿厢一起移动的动子和沿着井道安装的线性定子在电梯井道的竖直方向上形成线性电机。这种电机本身是已知的。这些电机的缺点是由包括绕组和/或永磁体的线性定子相当昂贵的事实导致的，特别是如果考虑具有例如50m或更长的长度的较高的电梯井道。此外，当已经用于中高层电梯时，这种线性定子的重量大大增加。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有线性电机的电梯，其制造相对便宜，并且还适用于高层电梯。

该目的通过根据权利要求1的电梯来解决。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。本发明的实施例还在说明书和附图中示出。创造性内容还可以包括若干单独的发明，尤其是如果根据明确的或隐含的子任务或相对于所达成的优点来考虑本发明。在这种情况下，从单独的创造性概念的观点来看，以下权利要求中包含的一些属性可能是多余的。本发明的不同实施例的特征可以结合基本创造性概念的范围内的其他实施例来应用。

根据本发明，电梯包括至少一个电梯井道和在所述电梯井道中行进的至少一个电梯轿厢。所述电梯具有至少一个电梯电机，所述电梯电机包括至少一个线性定子和至少一个动子，所述至少一个线性定子沿所述电梯井道竖直定位，所述至少一个动子与所述电梯轿厢连接地定位并与所述定子共同作用。根据本发明，所述电梯包括支撑所述至少一个定子的竖直定子梁，所述定子梁具有承载所述定子的由节距分隔开的铁磁极的至少一个侧面，并且所述动子包括面向所述定子梁的所述侧面的至少一个相对面，所述动子的电磁部件(例如，动子铁芯(iron)、绕组、永磁体)位于所述至少一个相对面中。

因此，本发明的优点在于，线性定子仅需要铁磁极，其例如可以是形成在由铁磁材料制成(例如，由铁或含铁合金制成)的定子杆的侧面中的定子齿。通过这种方式，支撑线性定子的竖直梁可以做得更轻，因此可以用于高层电梯，特别是具有大于50m，优选地大于100m的高度的电梯。这种线性电梯的概念因此适用于任何高层应用，因为这种解决方案不需要任何电梯绳索，电梯绳索因为相关的重量而是在高层电梯设计中是一个障碍。优选地，定子梁包括用于至少两个定子的竖直支撑结构以及用于将支撑结构固定到电梯井道的至少一个紧固元件。这种结构的优点在于，由于定子梁现在包括两个定子和线性电梯电机的表面产生的相对的更大的力，所以电机力可以被加倍。

优选地，电梯井道中的定子梁和电梯轿厢的动子形成用于电梯轿厢在电梯井道中的行进的导向器件。通常，轿厢利用导向辊沿着导轨被导向，所述导轨在电梯井道中竖直延伸。如果定子梁自身与电梯轿厢的动子一起形成用于电梯的导向器件以使其相对于定子梁保持水平地固定，则公知技术可以有利地被省略。这可以通过提供在定子梁上的与电梯轿厢处的相应导向器件(例如，辊)共同作用的导向面，例如在一个替代方案中实现。优选地，用于电梯轿厢的导向器件由定子磁极和线性电机的电磁部件提供。这提供了类似于如高速列车中已知的磁性单轨的一种磁性导向。

因此，最优选地，定子梁的铁磁定子磁极和动子的电磁部件形成用于导向和悬挂电梯轿厢的磁支承。

优选地，动子通过由定子和(一个或多个)动子的电磁部件形成的磁支承的器件来围绕相应的定子梁集中。控制动子的绕组，使得在定子侧面与动子相对面之间保持气隙。通过这种方式，定子梁和动子形成组合的驱动以及电梯轿厢在井道中的导向。因此，电梯轿厢是作为与任何类型的导轨共同作用的导向辊或导向表面的自由形式的独立的导向器件。

在本发明的优选实施例中，动子具有独立的磁支承线圈，所述磁支承线圈独立于线性电机的电磁动子部件而被控制。单独的磁支承线圈的目的仅为调节线性电机的气隙。动子的磁支承线圈与线性定子(优选地与定子铁芯)共同作用以校正气隙的长度/厚度的任何偏差。优选地，它们作为动子的延伸部设置在电磁动子部件(即，线性电动机线圈/磁体)的上方和下方。

优选地，两个定子位于竖直的定子梁的相对侧，使得定子梁和动子之间的水平力被消除或至少基本上减少。

在本发明的最优选的实施例中，动子借助于磁支承围绕相应的定子集中，所述磁支承例如可以由线性电机的动子和定子的电磁部件形成。经由所述磁支承，在定子和动子相对面之间保持恒定的气隙。

在本发明的一个实施例中，定子梁还可以包括用于电梯轿厢的导向辊的导向面。

优选地，本发明的电梯电机是磁通切换通量永磁电机，其例如在US2013/0249324A1中示出的示例。这样的电机具有成本效益，即使在故障条件下也能提供高的推力并可以很好地操作。

优选地，竖直定子梁具有至少两个侧面，所述至少两个侧面具有带有相同节距的定子磁极，并且其中，两个侧面的定子磁极的节距优选地在竖直方向上相互偏移半个节距，优选地，所有4个定子相对于彼此偏移1/4节距。经由该实施例，该三相线性电机的齿槽转矩减小，使得电机的有效性更好，并且移动更平滑。

在本发明的优选实施例中，定子梁具有多边形横截面并且具有承载铁磁定子磁极的多个侧面，所述侧面经由拐角连接。该解决方案提供的优点在于，多个定子可以定位成与定子梁连接，多个定子被配置成与位于与电梯轿厢连接的一个或多个动子中的相应数量的相对面共同作用。通过这种方式，驱动力(即电机的功率)可以基本上增加，而水平力基本上可以降低。

在本发明的优选实施例中，定子梁的横截面优选为矩形，特别地为正方形。在这种情况下，获得承载铁磁定子磁极的四个侧面，由此相对的侧面的定子可以具有定子磁极的相同的节距以及相同的位置，而彼此定位成直角的侧面具有相同的节距但是竖直地偏移，优选地竖直偏移半个节距。在该实施例中，消除了垂直于侧面的水平力，并且另一方面通过成直角的侧面的节距的偏移，电梯电机的转矩波动减小到一半，使得电机更有效地操作并更平滑地运行。

优选地，动子具有围绕定子梁的竖直延伸的C型轮廓或U型轮廓。这些轮廓允许容易地围绕定子梁，使得动子的相对面定向为具有与定子梁的相应的侧面相对的小气隙。另一方面，C型轮廓或U型轮廓中的开口被配置为适应定子梁的在井道壁处的紧固元件或固定在井道中的任何构造。在一些实施例中，当轿厢移动到邻近的井道时，动子拿取定子梁的短件，其保留在动子的内部。

U型轮廓的优点还在于，U型轮廓可以在U型轮廓的基座构件的方向上水平移动时从定子梁脱离。

在本发明的优选实施例中，至少两个电梯轿厢被配置为在一个电梯井道内行进。这是非常有效的，因为在一个井道中包括至少部分地相互独立地移动的两个电梯轿厢的电梯增加了电梯的输送能力。当然，所述两个轿厢的移动的独立性受到以下事实的限制：每个电梯轿厢的移动必须考虑另一轿厢的位置和移动以及井道，使得避免任何碰撞。两个电梯轿厢在一个井道中的布置也由这样的事实被促进：两个轿厢能够以相同的定子梁操作，因为轿厢的操作仅由动子的控制来控制，而定子是纯粹的被动元件。

在本发明的优选实施例中，电梯具有至少两个电梯井道，所述至少两个电梯井道并排地定位并且在其顶端和/或底端通过水平通道连接，由此两个电梯井道配置成容纳在其中行进的多于两个的电梯轿厢。经由在顶部和/或底部的水平通道，两个电梯井道形成一种组合的运输系统。在这种情况下，最优选的是，在电梯井道的顶部以及底部设置水平通道，使得通过电梯井道和相应的顶水平通道和底水平通道实现一种闭合回路。这使得这两个井道中的多个电梯轿厢能够在循环移动中运行，所述循环移动意味着在一个井道中向上而在另一个井道中向下。利用这种布置，电梯的运输能力可以基本上被增加，因为在每个电梯井道中，所有的轿厢只在一个并相同的方向上移动。

在该解决方案中，当然也可以在上端和下端之间例如在每个楼层处设置水平通道。然后，电梯轿厢行进的回路不必须从井道的顶部延伸到底部。这基本上增加了电梯的运输能力。

在这种情况下，可以优选的是，层站门(landing door)位于水平通道内。该解决方案优选地适合于满足向上峰值交通量或向下峰值交通量，因为电梯轿厢不必行驶两个井道的全部井道长度，而是从起始楼层起行驶，电梯只需行进由电梯呼叫给定的最远的出口楼层的长度。此外，停在乘客进出的层站(landing)处的轿厢不会阻挡电梯井道，使得其他轿厢能够在乘客进入或离开停靠的轿厢的同时通过停靠的轿厢。

对于电梯轿厢在一个或多个水平通道中的移动，提供了一种水平移动机构，该水平移动机构将电梯轿厢从一个井道运输到另一个井道，优选地在两个方向上。如果层站门位于水平通道的区域中，则水平移动机构还将电梯轿厢驱动到其轿厢门与层站门对齐的正确位置。

优选地，水平移动机构包括水平移动器件，所述水平移动器件与电梯轿厢连接地安装，优选地包括辊，由此优选地所述辊中的至少一个被驱动。此外，水平移动器件包括至少一个，最优选地为两个水平导向轨，所述水平导向轨位于水平通道中，并通过该通道延伸到在水平通道两侧的两个电梯井道中。当轿厢进入电梯井道的顶端或底端或出口楼层时，控制动子以相对于水平导向轨定位电梯轿厢，使得电梯轿厢的移动器件定位在导向轨上方。现在，移动器件的辊被移动以与水平导向轨接触，使得电梯轿厢的重量由水平移动器件和位于水平通道和电梯井道中的水平导向轨承载。在辊夹持水平导向轨之后，动子可以被关闭并且可以从相应的定子梁脱离，如果动子是U型轮廓并且竖直定子梁位于电梯井道的与水平通道相对的侧面，则这例如可以是容易的。如果楼层是出口楼层，则水平移动器件将电梯轿厢驱动到在电梯层站门后面的层站位置，使得轿厢门和层站门对齐。并且，在人们离开和/或进入电梯轿厢之后，电梯轿厢的旅程通过将轿厢移动回该轿厢所来自的电梯井道而以相同的方向继续，或者，如果电梯轿厢要以相反的方向运行，则移动装置将电梯轿厢移动到另一个电梯井道，在该另一个电梯井道中电梯轿厢以与之前相反的方向运行。

因此，该解决方案提供了一种可能性，即在水平导轨所位于的任何点，即优选地在每个电梯楼层处，使电梯轿厢从电梯井道或两个电梯井道中出来，并且另一方面，轿厢可以根据轿厢的预期的进一步的行进方向从水平通道向两个方向移动。很显然，这种电梯系统基本上总体上增加了电梯的容量。因此，在具有并排地定位且利用若干水平通道连接的两个电梯井道的这样的闭合回路系统中，可以根据电梯井道的长度定位5个、8个或者甚至12个电梯轿厢。例如，如果电梯井道用于高层电梯，并且井道长度适当地为400m，则甚至可以在两个电梯井道中定位20个电梯轿厢，由此当然总是有一些电梯轿厢当前位于电梯楼层的水平通道中，同时其他电梯轿厢在一个电梯井道中向上或者在另一个电梯井道中向下以相同的方向行驶。因此，通过仅具有两个电梯井道以及在两个电梯井道之间的水平通道的构造，可以构造具有相对较大数量的电梯轿厢的电梯系统，该电梯系统之前仅可能具有相应数量的电梯井道。因此，在给定量的空间中，电梯的运输能力可以急剧增加，特别是在高层电梯中。

优选地，电梯轿厢的水平移动机构的辊能够从缩回位置移动到驱动位置中，在所述缩回位置，所述辊不从电梯轿厢的侧面突出，在所述驱动位置，所述辊与位于水平通道中的水平导向轨共同作用。该驱动位置优选地由锁定器件固定，所述锁定器件仅可以在电梯轿厢的动子与电梯井道中的一个电梯井道的相应的定子梁接合接触之后才被解锁。因此，在断电的情况下也确保了驱动位置。

优选地，电梯轿厢是利用导轨和位于电梯井道的与水平通道相对的井道侧上的定子梁而悬浮的背包状件。该解决方案允许在水平移动机构将电梯轿厢固定到水平通道的水平导向轨之后，通过相应的机构释放定子梁和导轨。优选地，电梯轿厢在电梯轿厢的面向两个电梯井道的两个相对侧上具有动子和导向辊。这意味着，取决于电梯轿厢当前正在行进的是哪个井道，该电梯轿厢是相对于轿厢门在其左侧或右侧上悬浮的背包状件。优选地，在这种情况下，轿厢门随后位于与水平通道平行延伸的竖直平面中。

优选地，电梯轿厢的导向辊的至少一部分可从相应的导轨释放。经由这种方式，可以将电梯轿厢从电梯井道中的相应导轨释放，使得电梯轿厢可以利用水平移动机构通过水平通道行进到另一个电梯井道或位于电梯井道旁边的层站门。

在本发明的一个实施例中，定子梁可以由定子本身形成，例如通过定子杆。在本发明的一个实施例中，定子梁可以例如由在两个相对侧上具有齿的正方形金属杆形成。

优选地，竖直导体轨道或汇流条沿电梯井道的长度定位，并且轿厢具有至少一个接触件，优选地具有接触辊，其连接导体轨道或汇流条。通常，电梯轿厢经由轿厢缆线连接到电梯控制器，轿厢缆线悬挂在电梯轿厢和连接到电梯轿厢的固定部分之间。由于现在电梯轿厢在两个井道之间行进，所以电梯轿厢经由轿厢缆线的连接不再可能。因此，经由沿着井道长度定位的汇流条或竖直导体轨道的连接是优选的，因为一方面，该连接独立于电梯井道的长度，并且因此特别为高层电梯而设计。

此外，基于电梯轿厢在行驶到水平通道中或从水平通道离开时的水平移动，容易实现电梯轿厢的汇流条与接触件之间的电连接的启动和释放。因此，汇流条优选地位于与水平通道相对的井道侧，使得当电梯轿厢移动到电梯井道中时，接触件行驶成抵着汇流条，同时电梯轿厢水平行驶，其中电梯轿厢的动子与(一个或多个)竖直定子梁接合。在这种情况下，电梯轿厢的连接件被压靠在定位成与井道壁或与竖直定子梁连接的汇流条或导体轨道上。优选地，接触件经由支撑元件被支撑在轿厢上，所述支撑元件包括弹簧器件，以将接触件抵着导体轨道或汇流条偏压，这确保了电梯轿厢在井道中竖直行进期间的适当的电接触。

优选地，电梯轿厢具有到电梯控制器的无线连接，当轿厢接触件没有接触到导体轨道或汇流条时，在电梯轿厢在水平通道中的水平移动期间，所述无线连接确保与电梯控制器的控制连接。

优选地，电梯轿厢具有电源，例如电池或蓄电池，其优选地还被配置为用于动子的备用电源。利用这个电源，电梯轿厢的所有电力负载都可以被供电。这些负载是电梯轿厢的动子、照明、通风、门驱动器以及任何IO装置，例如轿厢显示面板、扬声器、显示器等。此外，与电梯控制的无线数据连接的功率可以通过电源供应。

在这种情况下，优选地，动子的操作总是经由电源运行，由此只要电梯轿厢的接触件与导体轨道或汇流条接触，电源就经由导体轨道被加载。经由这种方式，确保动子在停电的任何情况下继续工作。电源的容量优选地足以将电梯轿厢驱动到电梯井道中的预定位置或电梯井道中的下一个层站。优选地，水平移动机构，特别是电梯轿厢的水平移动器件，也经由电梯轿厢的电源供电。

在替代的优选实施例中，从井道到电梯轿厢的供电通过耦合线圈原理来实现，由此初级线圈安装到电梯井道(例如，在楼层处)并且次级线圈与轿厢一起移动。当轿厢到达楼层时，初级和次级耦合，功率从初级到次级供给到安装到轿厢的电池。初级线圈可以位于每个停靠楼层中。

在本发明的优选实施例中，电源可以位于变频器的DC中间电路中，形成动子的电驱动。

优选地，电源还供给夹持装置的夹持机构或安全装备以将夹持装置偏置在释放位置。这确保了在电梯轿厢的电源断电的任何情况下，立即启动夹持装置，该夹持装置保持电梯轿厢被夹持在导轨或(一个或多个)竖直定子梁处，优选地，这些作用为导轨。

在发生干线停电并且电梯轿厢目前由最高水平通道或最低水平通道的任何水平导向轨或在任何电梯楼层中的水平通道支撑的情况下，如果相应的层站门位于水平通道中，则电梯轿厢被驱动到该相应的层站门，使得位于电梯轿厢中的乘客可以毫无问题地离开轿厢。

优选地，至少两个平行定子梁位于(每个)电梯井道中，并且电梯轿厢具有彼此平行地且以轿厢宽度的至少一半的水平距离定位的至少两个动子，由此这些动子中的每个动子与定子梁中的一个定子梁共同作用。经由这种布置，驱动力加倍，因为现在两个电梯电机被并联设置。此外，在多个定子梁之间更好地平衡轿厢悬浮。

此外，优选地，电梯轿厢具有位于彼此之上并且在电梯轿厢的上半部和下半部中间隔开的至少两个动子。因此，不仅两个动子可以彼此平行地并且在彼此旁边地定位，而且也可以在彼此之上，使得四个动子可以定位在一个轿厢侧上，这导致电梯电机的相应的分布的和增加的移动力。

优选地，定子的铁磁极由设置在铁磁定子杆的侧面上的齿形成，所述齿由齿间隙间隔开。这样的铁磁定子杆例如是包括铁或铁合金的杆，齿结构被铣到所述杆的侧面中，然后所述齿结构形成定子梁的侧面。这种定子杆容易制造，并且可以容易地支撑在本发明的定子梁中，最终形成定子梁。

此外，由水平通道连接的电梯井道的数量不一定是两个，而是也可以是三个或四个，由于控制的原因，两个井道的连接是优选的。

定子梁的侧面和动子的相应的相对面可以是圆的或被圆化的。因此，定子梁可以具有圆形横截面。

定子梁可以经由紧固元件连接到电梯井道，所述紧固元件连接到定子梁的至少一个拐角或一侧。

定子磁极可以是定子齿，定子齿在竖直的定子条或杆中实现。在这种情况下，定子梁优选地包括用于至少两个定子条的竖直支撑结构和用于固定支撑结构的紧固元件。

定子齿之间的齿间隙优选地填充有聚合物材料以与齿一起提供定子梁的平滑的侧面，避免积聚污垢。

动子的相对面优选地布置在动子的凹部或通孔中，该凹部或通孔至少部分地在水平横截面中围绕定子梁。

电梯可以具有应急单元，所述应急单元被配置为控制动子以将轿厢驱动到下一个层站以及配置为控制水平移动机构以将轿厢驱动到在井道之间的层站门。

当然，电梯可以是电梯组或多组电梯的一部分，其中，特别是在高层建筑中，存在在位于彼此之上的多个竖直区域中的电梯组，所述区域优选地具有共同的运输楼层以及最终具有连接它们的往返电梯。本发明的电梯优选地适于形成这样的往返电梯，而且还适于形成电梯组中的这些电梯中的任何其他电梯。具有两个连接的井道的电梯也可以形成多组电梯中的一个电梯组。

根据本发明的优选实施例，(一个或多个)定子不具有任何永磁体，也不具有磁化线圈或绕组。

以下表述被用作同义词：轿厢-电梯轿厢，井道-电梯井道，定子磁极-定子齿，绕组-线圈。

对于技术人员来说显而易见的是，可以根据需要一倍或多倍地提供与本发明相关的部件。例如，一个竖直的定子梁可以与在电梯轿厢处位于彼此之上的三个动子共同作用。此外，两个定子梁可以位于电梯井道的壁处，或者甚至多于两个的定子梁，例如，三个或四个定子梁。

附图说明

现在在下文中参照附图描述本发明。在该附图中

图1示出了具有根据本发明的线性电梯电机的电梯井道的侧视图，该线性电梯电机包括两个平行的竖直定子梁，

图2示出了电梯电机和导轨的在图1的电梯轿厢和井道壁之间的区域中的部分的水平横截面，

图3示出了通过图4的定子梁和动子的横截面，

图4示出了作为电梯电机使用的切换永磁电机(FSPM)的功能的示意图，

图5示出了具有两个电梯井道的电梯的侧视图，该两个电梯井道在其上端和下端处利用水平通道连接，

图6示出了在动子位置处的井道壁和电梯轿厢之间的连接部分的水平横截面，该连接部分具有U型轮廓的动子和接触位于电梯井道壁处的竖直汇流条的接触件，

图7示出了在轿厢导向位置处的井道壁和电梯轿厢之间的连接部分的水平横截面，示出了具有两个枢转导辊的电梯轿厢的导向元件，该导向元件沿着图6的定子梁的导向表面延伸，

图8示出了具有两个电梯井道的电梯系统的示意性侧视图，所述电梯井道在每个电梯楼层处与水平通道连接，由此，层站门位于每个井道之间的水平通道的区域中，以及

图9示出了具有井道侧水平导向轨和轿厢侧水平移动器件的水平移动机构，轿厢侧水平移动器件包括与水平导向轨共同作用的辊。

具体实施方式

需要强调的是，在所有附图中，具有相同功能的相同一个或多个部分都由相同的附图标记表示。

图1示出包括电梯井道12的电梯10，其中，电梯轿厢16上下移动。电梯10具有线性电梯电机14。线性电梯电机14包括位于定子梁18的侧面中的定子50(参见图3)，该定子梁18利用紧固元件20安装到电梯井道12的井道壁22。在此示例中，电梯10具有两个平行的定子梁18，其可以在图2中看出。

电梯轿厢16包括一个位于另一个之上的两个动子24、26。下动子24位于电梯轿厢的下半部，而上动子26位于电梯轿厢的上半部。这两个动子24、26包括例如铁芯、绕组和永磁体70、71、72、74、76(图4)的电磁部件，所述电磁部件与位于由定子齿形成的定子梁18的侧面中的定子磁极52共同作用。因此，电梯轿厢经由与定子梁18共同作用的两个动子24、26的相应控制而向上和向下行进。

当然，电梯轿厢对于每个竖直定子梁18具有相应的两个动子24、26的组，使得电梯轿厢16总共具有四个动子，两个下动子24和两个上动子26，以与两个定子梁18共同作用。

当然，每个定子梁18可以具有一个或多个定子50，如图2和3中所示。

尽管优选的是图1的电梯10的定子梁18和动子24、26还形成用于电梯轿厢16的电磁导向件，使得可以省略任何导向辊和导轨，但图2示出了在一个实施例中，电梯轿厢16的可选的轿厢导向件32、34与沿着图1的井道壁22竖直延伸的可选的导轨28共同作用。井道壁22包括与相应的轿厢导向件32、34共同作用的两个平行的导轨28、30。每个轿厢导向件32、34具有与轿厢导轨28、30共同作用的一组导向辊。由于与轿厢导轨28、30连接的这些轿厢导向件32、34被配置成背包式悬架，相应的导向系统28、30、32、34被配置成使轿厢16保持水平地与井道壁22连接，因为这两个轿厢导轨28、30是井道12中的电梯轿厢16的仅有的导轨。在图3中更详细地示出了电梯轿厢16的动子24、26以及竖直定子梁18。通常，可以使用具有圆的横截面的导轨，所述导轨被轿厢导向件的辊包围，从而将轿厢水平地并与导轨连接地固定。

根据图3，竖直定子梁18包括具有正方形横截面的金属支撑结构40。在支撑结构40的每一侧上承载金属定子杆50，定子杆50包括形成定子梁18的四个侧面42、44、46、48的定子齿52。每个定子杆(或条)50与定子齿52形成线性电机14的定子，使得图3中所示的定子梁18包括四个定子。定子齿52与沿着相对面54位于动子24、26的C型轮廓的四个臂56、58、60、62中的绕组74、76(图4)和动子铁芯70、72和永磁体71共同作用。当动子24、26沿着井道12行进时，动子的C型轮廓围绕定子梁18，但是留有开口64用于适应紧固元件20。

所有四个侧面42、44、46、48上的定子杆50具有相同的节距d。以任何方式，定子梁的第一侧面42和第三侧面46在竖直方向上还具有相同的齿位置，而第二侧面44和第四侧面48具有相同的节距，但是齿位置相对于在第一侧面42和第三侧面46上的定子齿52竖直地偏移1/4节距。

通过这种布置，确保了：一方面，相对侧上的定子50之间的水平力彼此消除，而定向成直角的侧面的节距的竖直偏移导致更好的效率和电梯电机的更平滑的运行，因为这样的电机14的移动步是半个节距。由于四个定子50位于定子梁18内，所以在动子24、26和定子梁18之间产生的力乘以四，由此实现了更小的水平波动和动子24、26相对于竖直的定子梁18的更平滑的移动。

图4示出了由动子24、26和定子梁18中的定子50形成的磁通切换永磁电机的操作原理。定子杆50包括定子齿52，定子齿52被齿间隙53间隔开。定子齿52的节距d贯穿定子杆50的长度上是相同的。在较长的竖直井道12中的定子梁18中的定子可以根据所需井道长度包括具有相应长度的单个定子杆50或者由彼此上下定位的多个定子杆50组成。在彼此上下定位的定子杆的连接区域中，必须保持节距d。

动子24、26在每个相对面54上包括一连串的两个动子铁芯70、72，一个薄磁体71位于两个动子铁芯70、72之间。两个绕组紧接着动子铁芯70、72和磁体71的组件，该两个绕组74、76被控制以产生具有相反方向的磁场。根据动子的长度重复该动子铁芯、永磁体和绕组的连续70、71、72、74、76。动子24、26相对于定子杆的移动通过这样实现的：控制两个绕组74、76将磁通方向切换为相反的，使得通过每次切换，动子24、26移动定子齿52的节距d的一半。因此，可以控制动子24、26根据箭头在相对于定子杆50向上或向下的方向上移动。

图5示出了具有两个电梯井道102、104的电梯100，电梯井道102、104通过在两个井道102、104的上端处的上水平通道106被连接并且通过在两个电梯井道102、104的底端处的下水平通道108被连接。因此，具有上水平通道106和下水平通道108的两个电梯井道102、104形成闭环，由此电梯轿厢16a-16d的移动只被允许根据图中所示的箭头在一个方向上进行。通过这种措施确保轿厢在每个井道中只在一个方向上运行，这导致更高的运输能力并且更容易地控制井道中的轿厢。

竖直定子梁18、114(例如，根据前述实施例中的一个定子梁或者根据图6和7所示的定子梁)位于两个电梯井道102、104中，该竖直定子梁18、114与位于电梯轿厢16a-16d处的动子24、26共同作用。每个井道102、104可以优选地包括两个、三个或四个平行的定子梁18、114。该图示出了位于第一电梯井道102中以及位于第二电梯井道104中的层站门110。轿厢16a-16d在水平通道106、108中通过水平移动机构(例如，图8和图9所示的水平移动机构)以非特定方式水平移动。

为了清楚起见，两个电梯井道被沿着切割线112切割，通常这个概念优选地设计为用于具有20层或更多层的高层电梯。因此，两个井道102、104能够容纳比图中所示的四个轿厢16a-16d更多数量的电梯轿厢。除了必须避免轿厢之间碰撞的事实以外，每个轿厢16a-16d能够在两个井道102、104内在很大程度上独立于其他轿厢而移动。由于在第一电梯井道102中电梯轿厢16a-16d仅向下驱动并且在第二电梯井道104中仅向上驱动，相互影响的可能性被降低。此外，通过这种循环移动方案，一方面，两个井道的运输能力急剧增加，因为现在两个电梯井道可以包括比常规系统中更多的电梯轿厢，另一方面，因为在每个电梯井道中，所有电梯轿厢只能在相同方向上移动，避免轿厢的相反移动，这降低了经济的井道使用，并且需要广泛的防撞控制。

图6示出了竖直定子梁114，其可以与图5所示的电梯100以及图8所示的电梯200连接地使用。

竖直定子梁114包括五个侧面116、118、120、122、124。指向电梯轿厢16a-16d的第一侧面116以及指向井道壁22的第四侧面122和第五侧面124是与如图7所示的轿厢导向件140的导向辊共同作用的导向面。竖直定子梁114的第二侧面118和第三侧面120包括具有定子齿52的定子杆50，定子齿52与位于电梯轿厢16a-16d的动子126的相对面54中的永磁体和绕组70、71、72、74、76共同作用。动子126被实施为U型轮廓，其利用安装元件128安装到电梯轿厢16a-16d。安装元件也可以是螺钉或螺栓等，使得U型轮廓126直接安装到轿厢16a-16d，最终在其间具有阻尼层。当竖直定子梁114的第二侧面118和第三侧面120上的两个定子杆50彼此相反时，竖直定子梁114的定子50与动子126的部件70、71、72、74、76之间的水平力被抵消。另一方面，井道壁22包括具有四个竖直延伸的连接器轨道132的汇流条130，该四个竖直连接器轨道132中的三个连接器轨道132是AC干线网络的三个相，并且竖直连接器轨道132中的一个是将电梯轿厢与电梯控制连接的控制连接器。电梯轿厢包括接触件134，该接触件134经由伸缩式弹簧支撑件136压靠电梯轿厢16a-16d。通过该接触件134，电梯轿厢16a-16d被提供有电力，用于操作动子126以及用于所有其他需要电力的轿厢部件，例如，门、I/O、照明等。

图6的竖直定子梁114具有的优点是，其不仅支撑电梯的电机14的定子50，而且还提供导向面116、122、124以导向在井道12、102、104中的与轿厢导向件32、34、140连接的轿厢。轿厢导向件140包括在竖直定子梁114的三个导向面116、122、124上延伸的三个导向辊142、144、146。位于井道壁22附近的第二导向辊144和第三导向辊146被支撑在枢转臂148上，枢转臂148枢转地铰接在枢转机构150上，以便从竖直定子梁114的相应的导向表面122、124移开。通过这种方式，竖直定子梁114可以通过使轿厢水平移开井道壁22而从与轿厢导向件32、34的接触中释放。同样由于，根据图6，动子126是向井道壁22开口的U型轮廓，所以动子126也可以在远离电梯井道壁22的水平方向上远离竖直定子梁114移动。因此，当电梯轿厢16a-16d利用水平移动机构在图5中的上水平通道106和下水平通道108中移动时，电梯轿厢16a-16d可以从相应的竖直定子梁114释放，例如图8和9所示。

图8示出电梯200的第二实施例，其中竖直定子梁114对应于图6和7中所示的定子梁并且图8中轿厢16a-16d的轿厢导向件140(在图8中未示出)优选地对应于图7中所示的轿厢导向件140。图8的电梯200包括两个电梯井道202、204，该两个电梯井道202、204优选地不再被井道壁分开。相反，在每个电梯楼层处，水平导向轨(也参见图9)206沿着位于两个电梯井道202、204之间的水平通道208水平地延伸，由此在该连接中的术语“电梯井道”指电梯200中的电梯轿厢16a-16d的竖直移动路径。与水平通道208相对的两个剩余井道壁22不仅包括竖直定子梁114，而且还包括图6的竖直汇流条130，为了清楚起见，没有示出竖直汇流条130，因为图8着重于水平移动机构205。水平移动机构205包括在每个电梯楼层上的水平导向轨206和位于每个电梯轿厢16a-16d的顶部上的水平移动器件210。电梯轿厢的水平移动器件210包括支撑辊212，支撑辊212可在缩回位置和操作位置之间移动，其中支撑辊212在水平导向轨206上运行。

电梯轿厢200中的电梯轿厢的移动模式对应于图5的移动模式，这意味着在第一电梯井道202中，电梯全部在相同方向上(即，向上)移动，而在第二电梯井道204中，所有电梯轿厢16a-16d向下移动。因此，在此电梯200中，也实现了一种循环移动，其中该循环移动能够被缩短，因为电梯轿厢可以经由水平移动机构205在每个楼层处从一个电梯井道202、204行进到另一个电梯井道中，该水平移动机构205包括水平导向轨206和电梯轿厢的水平移动器件210。

参考图9更详细地描述了基于水平导向轨206与电梯轿厢16a-16d的水平移动器件210之间的相互作用的水平移动机构205的功能。电梯轿厢16a-16d包括具有无线传输器件216的轿厢控制器214，该无线传输器件216用于与电梯控制器214无线通信。此外，电梯轿厢16a-16d包括电源218，优选为蓄电池，其供给电梯轿厢16、16a-16d的动子24、26；126以及连接到电梯轿厢的所有其它电气部件。水平移动器件210包括四个辊布置220。每个辊布置220包括安装基座222，支撑臂224枢转地铰接在安装基座222上。支撑臂224可以在缩回位置(在图的左侧示出)和操作位置(在右侧示出)之间移动，在操作位置中，支撑辊212在水平导向轨206的顶部上运行。与支撑臂224连接的是驱动构件226，支撑辊被支撑在驱动构件226上。驱动构件包括电动机，该电动机配置成使支撑辊212在水平导向轨206上旋转。不言而喻的是，当支撑辊当前定位在左侧所示的缩回位置以及当前定位在支撑辊212在水平导向轨206上的操作位置时，可以禁止安装基座222中的枢转机构的任何操作。因此，锁定机构(未示出)优选地设置成锁定相应的位置。

技术人员进一步清楚的是，支撑辊212的缩回位置和操作位置与动子126和相应的竖直定子梁114之间的接触的开始和释放同步地被控制。通过这种布置，可以确保轿厢总是通过动子126在竖直定子梁114上的力或通过支撑辊212在水平导向轨206上的支撑而在竖直方向上被支撑。

未示出在附图中，但对于技术人员显而易见的是，电梯轿厢具有夹持装置，在电源218的电力(以及最终在干线停电的情况下)断掉时，该夹持装置夹持导轨或竖直定子梁114的导向面，从而确保当动子不再通电时轿厢不会掉下来。当在经由水平导向轨206上的支撑辊212支撑轿厢的同时发生电源故障时，也不会发生任何事情，因为即使在断电的情况下，水平导向轨206上的支撑辊212的操作位置也被锁定。

因此，在本发明的这种新的多井道、多轿厢布置中，总是保证电梯轿厢16a-16d的安全性，无论轿厢当前是由动子126和竖直定子梁114支撑还是由在水平导向轨206上的支撑辊212支撑。

本发明可以在所附专利权利要求的范围内进行。因此，上述实施例不应被理解为限定本发明。

附图标记列表

10 电梯

12 电梯井道

14 电梯电机

16 电梯轿厢

18 定子梁

20 紧固元件

22 井道壁/井道侧

24 下动子

26 上动子

28 第一导轨

30 第二导轨

32 第一轿厢导向件

34 第二轿厢导向件

40 支撑结构

42 第一侧面

44 第二侧面

46 第三侧面

48 第四侧面

50 定子/定子杆

52 定子齿

53 齿间隙

54 动子的相对面

56 C型轮廓动子的第一臂

58 C型轮廓动子的第二臂

60 C型轮廓动子的第三臂

62 C型轮廓动子的第四臂

70 第一动子铁芯

71 永磁体

72 第二动子铁芯

74 第一绕组

76 第二绕组

100 电梯(第二实施例)

102 第一电梯井道

104 第二电梯井道

106 上水平通道

108 下水平通道

110 层站门

114 定子梁(第二实施例)

116 第一侧面(第一导向面)

118 第二侧面

120 第三侧面

122 第四侧面(第二导向面)

124 第五侧面(第三导向面)

126 动子(第二实施例)

128 安装元件

130 汇流条

132 连接器轨道

134 接触件

136 弹簧支撑件

140 轿厢导向件(第二实施例)

142 第一导向辊，在轿厢侧

144 第二导向辊，在井道壁侧

146 第三导向辊，在井道壁侧

148 枢转臂

150 枢转机构

200 电梯(第三实施例)

202 第一电梯井道

204 第二电梯井道

205 水平移动机构

206 水平导向轨

208 水平通道

210 安装到电梯轿厢的水平移动器件

212 支撑辊

214 轿厢控制器

216 无线传输器件

218 电源

220 辊布置

222 安装基座

224 支撑臂

226 驱动构件

Claims

1.一种电梯(10；100；200)，包括至少一个电梯井道(12；102、104；202、204)和在所述电梯井道中行进的至少一个电梯轿厢(16；16a-16d)，其中所述电梯具有至少一个电梯电机(14)，所述至少一个电梯电机(14)包括至少一个线性定子(50)和至少一个动子(24、26；126)，所述至少一个线性定子(50)沿所述电梯井道(12；102、104；202、204)竖直定位，所述至少一个动子(24、26；126)与所述电梯轿厢(16；16a-16d)连接地定位并且与定子共同作用，

所述电梯包括支撑至少一个定子(50)的竖直的定子梁(18；114)，所述定子梁具有至少一个侧面(42-48；116-124)，所述至少一个侧面(42-48；116-124)承载所述定子的以节距(d)分隔开的铁磁极(52)，并且所述动子(24、26；126)包括面向所述定子梁的所述侧面的至少一个相对面(54)，所述动子(24、26；126)的电磁部件(70、71、72、74、76)位于所述至少一个相对面(54)中，

其中，所述定子梁(18；114)具有多边形横截面，并且具有承载铁磁极的三个或以上的侧面(42-48；116-124)，所述侧面经由拐角连接。

2.根据权利要求1所述的电梯(10；100；200)，其中，所述定子(50)和所述动子(24、26；126)形成用于所述电梯轿厢在所述电梯井道中的行进的导向器件。

3.根据权利要求2所述的电梯(10；100；200)，其中，所述定子梁(114)的铁磁极(52)和所述动子的电磁部件(70、71、72、74、76)形成用于导向和悬浮所述电梯轿厢(16；16a-16d)的磁支承。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，其中，所述动子具有单独的磁支承线圈，所述磁支承线圈独立于所述线性电机的电磁部件(70、71、72、74、76)被控制，所述单独的磁支承线圈被控制以调节所述线性电机的气隙，所述单独的磁支承线圈与所述线性定子共同作用。

5.根据权利要求4所述的电梯(10；100；200)，其中，所述单独的磁支承线圈与定子铁芯共同作用。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，其中，所述定子梁(18；114)包括竖直的支撑结构(40)和至少一个紧固元件(20)，所述支撑结构用于至少两个定子(50)，所述至少一个紧固元件(20)用于将所述支撑结构(40)固定到所述电梯井道(12；102、104；202、204)。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，其中，所述电梯电机(14)是磁通切换永磁电机(FSPM)。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，其中，所述竖直的定子梁(18；114)具有至少两个侧面(42-48；116-124)，所述至少两个侧面(42-48；116-124)具有带有相同节距(d)的铁磁极(52)，并且其中，两个侧面的铁磁极的竖直位置相互偏移。

9.根据权利要求1所述的电梯(10；100；200)，其中，所述定子梁(18)的横截面是长方形的。

10.根据权利要求1所述的电梯(10；100；200)，其中，所述定子梁(18)的横截面是正方形的。

11.根据权利要求1所述的电梯(10；100；200)，其中，所述定子梁(18)具有四个侧面(42-48)，所述四个侧面(42-48)具有带有相同节距(d)的定子磁极，并且相对的侧面的节距是相同的，而以直角延伸的侧面的节距在竖直方向上偏移。

12.根据权利要求11所述的电梯(10；100；200)，其中，以直角延伸的侧面的节距在竖直方向上偏移半个节距。

13.根据权利要求6所述的电梯(10；100；200)，其中，所述动子(24、26；126)具有围绕所述定子梁(18；114)的竖直延伸的C型轮廓或U型轮廓。

14.根据权利要求13所述的电梯(10；100；200)，其中，所述动子(24、26)具有以矩形构造布置并且面对所述定子梁(18)的四个侧面(42-48)的四个相对面(54)。

15.根据权利要求14所述的电梯(10；100；200)，其中，所述相对面中的每一个包括所述动子的电磁部件(70、71、72、74、76)，并且所述C型轮廓中的开口被配置为容纳所述定子梁的紧固元件(20)。

16.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，其中，至少两个电梯轿厢(16a-16d)被配置为在一个电梯井道(12；102、104；202、204)内行进。

17.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(100；200)，具有至少两个电梯井道(102、104；202、204)，所述至少两个电梯井道(102、104；202、204)并排地定位并且至少在其顶端和/或底端通过水平通道(106；108；208)连接，由此两个电梯井道(102、104；202、204)配置成容纳在其中行进的多于两个的电梯轿厢(16a-16d)。

18.根据权利要求17所述的电梯(100；200)，其中，水平移动机构(205)设置在所述水平通道(106；108；208)中，用于使所述电梯轿厢(16；16a-16d)在井道(102、104；202、204)之间在水平方向上移动。

19.根据权利要求18所述的电梯(100；200)，其中，所述水平移动机构(205)包括与所述电梯轿厢(16；16a-16d)连接地安装的水平移动器件(210)，并且所述水平移动机构(205)包括至少一个水平导向轨(206)，所述水平导向轨(206)位于所述水平通道(106；108；208)中并延伸到所述水平通道两侧的井道(102、104；202、204)中。

20.根据权利要求19所述的电梯(100；200)，其中，所述水平移动器件(210)包括辊(212)，由此驱动所述辊中的至少一个。

21.根据权利要求19所述的电梯(100；200)，其中，所述水平移动机构(205)包括两个水平导向轨(206)。

22.根据权利要求20所述的电梯(10；100；200)，其中，所述辊(212)能够从缩回位置移动到驱动位置，在所述驱动位置中，所述辊与所述导向轨(206)共同作用。

23.根据权利要求17所述的电梯(100；200)，其中，水平通道(106；108；208)包括上水平通道和下水平通道，所述两个电梯井道(102、104；202、204)及其上水平通道和下水平通道形成封闭的行进路径。

24.根据权利要求17所述的电梯(200)，其中，所述电梯的层站门(110)位于所述井道(202、204)之间的水平通道(208)中。

25.根据权利要求17所述的电梯(10；100；200)，其中，所述电梯轿厢(16；16a-16d)是利用导轨(32、34)和位于与所述水平通道(106；108；208)相对的井道侧(22)上的定子梁(18；114)悬浮的背包状件。

26.根据权利要求17所述的电梯(10；100；200)，其中，所述动子(126)在所述水平通道(106；108；208)的方向上，能够从所述定子梁(114)释放。

27.根据权利要求25所述的电梯(10；100；200)，其中，所述电梯轿厢(16；16a-16d)的导向辊的至少一部分能够从相应的导轨释放。

28.根据权利要求17所述的电梯(10；100；200)，其中，具有竖直的导体轨道(132)的汇流条(130)沿着所述电梯井道(12；102、104；202、204)的长度定位，并且所述轿厢(16；16a-16d)具有连接所述导体轨道的至少一个接触件(134)。

29.根据权利要求28所述的电梯(10；100；200)，其中，所述至少一个接触件(134)具有接触辊。

30.根据权利要求17所述的电梯(10；100；200)，其中，所述轿厢(16；16a-16d)具有到电梯控制器的无线连接(216)。

31.根据权利要求17所述的电梯(10；100；200)，其中，所述轿厢(16；16a-16d)具有电源(218)。

32.根据权利要求31所述的电梯(10；100；200)，其中，所述电源(218)配置成用于动子(24、26；126)的备用电源。

33.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，是具有大于50m的竖直长度的高层电梯。

34.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，是具有大于100m的竖直长度的高层电梯。

35.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，其中，至少两个平行的定子梁(18；114)位于所述电梯井道(12；102、104；202、204)中，并且所述电梯轿厢(16；16a-16d)具有至少两个动子(24、26；126)，所述至少两个动子(24、26；126)彼此平行地并且以轿厢宽度的至少一半的水平距离定位，所述至少两个动子(24、26；126)中的每一个动子与所述定子梁中的一个定子梁共同作用。

36.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，其中，所述电梯轿厢(16；16a-16d)具有至少两个动子(24、26；126)，所述至少两个动子(24、26；126)位于彼此之上并且在所述电梯轿厢的上半部和下半部中分隔开。

37.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，其中，所述铁磁极(52)是设置在铁磁定子杆的侧面(42-48；116-124)上的齿，所述齿以齿间隙(53)分隔开。

38.根据权利要求1-3中任一项所述的电梯(10；100；200)，其中，

定子(50)不具有任何永磁体，也不具有绕组。