CN109412287B - 径向磁通永磁电梯马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种径向磁通永磁电梯马达(10)，包括形成定子框架的马达框架(12)，该定子框架具有固定在电梯导轨(18)上的固定点，该马达框架(12)具有面向和/或与导轨(18)邻接的后壁(16)，该马达框架(12)包括在转子(26)的方向上远离后壁(16)突出的轴向延伸的凸缘(20)，并且该马达框架(12)包括至少一个轴向延伸的第一壁部分(22)，该第一壁部分(22)在距马达框架(12)的轴线的限定的径向距离内，该第一壁部分(22)构造成支撑马达(10)的定子绕组(24)；转子(26)包括中心毂(28)，其伸入马达框架(12)的凸缘(20)中，并通过轴承(30a、30b)可旋转地支撑在凸缘(20)内，该转子(26)包括距离马达轴线第一径向距离的牵引滑轮(32)和距离马达轴线第二径向距离的用于支撑永磁体(36)的环状支撑壁(34)，该第二距离大于第一距离，并且由此定子绕组(24)和永磁体(36)形成径向空隙。

Description

径向磁通永磁电梯马达

技术领域

本发明涉及径向磁通永磁电梯马达领域。

背景技术

这种类型的马达包括形成定子框架的马达框架，该马达框架优选地具有固定到电梯导轨的固定点，该马达框架具有面向和/或邻接导轨的后壁。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有减小深度的马达，优选地位于电梯轿厢导轨和竖井壁之间。根据本发明，本发明的马达的特征在于权利要求1的特征。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。在说明书的描述部分以及附图中进一步描述了本发明的有利实施例。

马达框架包括在转子方向上远离后壁突出的内凸缘，并且该马达框架包括至少一个轴向延伸的第一壁部分，该第一壁部分在距马达轴线的第一径向距离中，该壁部分构造成连接到定子绕组。马达还包括(优选圆盘状的)转子，该转子包括突出到马达框架的凸缘并且通过轴承可旋转地支撑在凸缘内的毂。转子包括牵引滑轮和环状支撑壁，环状支撑壁位于距马达轴线的第二径向距离中，用于支撑永磁体，由此第二距离大于第一距离，并且由此定子绕组和永磁体形成径向空隙。

这种马达具有非常好的效率并且可以构造得非常扁平，以便特别设计用于无机房的解决方案，其中马达例如位于导轨和电梯的竖井壁之间。此外，这种马达设计在生产时产生最小的电工钢废料。通过本发明的解决方案，提供了一种非常紧凑且集成的马达框架和转子结构。这也减少了电梯马达所需的竖井空间。

根据本发明，径向磁通永磁电梯马达包括形成定子框架的马达框架。优选地，马达框架具有固定点，以固定到电梯导轨或固定到导轨的安装结构。马达框架具有面向和/或邻接导轨的后壁，从而减小了安装到导轨的马达的厚度。马达框架包括轴向延伸的凸缘，该凸缘在转子的方向上远离后壁突出。另一方面，转子包括中心毂，该中心毂突出到马达框架的凸缘中并且通过轴承可旋转地支撑在凸缘内。因此，转子在定子上的刚性支撑由于毂和凸缘之间的大的轴承直径而减小了振动和弯曲力。优选地，毂具有至少5cm的直径，优选至少10cm。因此，轴承的直径较大，从而获得作用在定子和转子上的力的良好杠杆比。

此外，马达框架包括至少一个轴向延伸的第一壁部分，该第一壁部分在距马达框架的轴线的第一径向距离中，该第一壁部分构造成支撑马达的定子绕组。第一壁部分可以是闭环结构或构造成支撑定子绕组的几个间隔开的圆柱部分。

另一方面，转子包括牵引滑轮以及在距马达轴线的第二径向距离中的用于支撑永磁体的环状支撑壁。第二支撑壁不需要是连续的壁，可以由几个间隔开的壁扇区(wallsectors)形成，这些壁扇区允许永磁体的紧固。第二距离大于第一距离，这意味着马达是外转子马达，这导致增加的转矩产生半径，使转矩产生部件(定子绕组-永磁体)的直径相对于力需求部件(牵引滑轮)的直径有更好的杠杆比。与其它牵引滑轮直径或定子绕组直径大于永磁体直径的解决方案相比，这种外转子马达解决方案仅需要更小的体积的永磁体。因此，具有径向空隙的永磁体和外转子概念的组合导致高效率并且增加了通过扁平整体结构已经获得的空间节省。

根据本发明的优选实施例，至少一个永磁体，优选为所有永磁体，至少部分地嵌入转子的转子铁中。永磁体嵌入到转子铁中的布置进一步增加了空间节省并且导致具有减小的轴向厚度的非常扁平的马达结构。优选地，永磁体可以完全嵌入转子的转子铁中。

定子绕组和永磁体形成径向空隙，导致比轴向磁通马达产生更小的轴向空间。因此，径向空隙与外转子概念(力产生部件具有比力需要部件更大的半径)和框架到电梯导轨的集成安装概念形成共生组合。所有这些解释的特征导致轴向厚度减小，同时保持良好的效率和最小化的弯曲力。

根据本发明的优选实施例，马达框架以及转子各自形成槽状空腔，其开口彼此面对。通过定子和转子的这种设计，获得了整个马达的非常紧凑和集成的结构，并减少了整个马达框架的空腔内的未使用空间。该特征旨在实现电梯马达的非常节省空间和扁平的解决方案。

优选地，转子包括形成用于电梯制动器的制动表面的外环形环壁。通过这种措施，转子的外缘同时形成机器制动器的制动垫的制动表面，这再次降低了电梯马达的总体空间需求，特别是在轴向方向上。

通常，用于支撑定子绕组的壁部分能够形成封闭的轴向延伸的环壁。为了节省材料，优选地以等距间隔设置位于马达框架处的多个壁部分，使得不需要连续的环壁。当制造马达时，这些间隔开的壁部分需要较少的材料。另一方面，间隔开的壁部分形成用于保持定子绕组的刚性基部。

在本发明的优选实施例中，转子包括从毂径向向外延伸的第一转子部分，并且优选地包括第二转子部分，该第二转子部分优选地在马达框架的后壁的方向上以10至45度的角度并且径向向外延伸，由此牵引滑轮位于第二转子部分的外圆周处。这提供了转子结构的非常简单的、具有短的力传递方式的布置。另一方面，可以实现牵引滑轮位于轴承的轴向区域中，从而减小转子中的弯曲力。

优选地，在该解决方案中，第三转子部分从转子的牵引滑轮径向向外延伸，并且优选地远离马达框架的后壁以与径向平面成45至90度的角度，由此该第三壁部分的外圆周包括轴向延伸的环状支撑壁，该支撑壁在其内表面上承载永磁体并在其外表面上形成用于马达制动器的制动表面。因此，支撑壁在其内侧承载永磁体，由此该边缘的外侧形成用于电梯制动器的制动表面。根据优选实施例，可以提供，至少一个永磁体，优选为所有永磁体至少部分地嵌入环状支撑壁的内表面中。优选地，永磁体可以完全嵌入环状支撑壁的内表面中。另外，永磁体可以在环状支撑壁的全圆周的内表面中围绕马达轴线以均匀或近似均匀的角度间隔布置。因此，避免了用于这些不同功能的单独部件，这导致马达非常紧凑和高度集成的整体结构。

优选地，本发明的电梯马达的厚度(没有牵引滑轮)为其直径的20％至30％。因此，获得了非常扁平的马达结构，其优选地用于节省空间具有高优先级的无机房电梯解决方案。

在本发明的优选实施例中，后壁具有穿过轴线的径向延伸的纵向凹部，由此凹部布置成容纳导轨。这种解决方案非常有利于在轴向方向上提供进一步空间节省，因为现在导轨本身形成马达框架后壁的一部分，并且与其中后壁抵靠导轨固定的传统马达解决方案的总厚度相比，马达后壁的厚度不会增加导轨的相应构件的厚度。因此，这种电梯导轨和电梯马达的集成且紧凑的集成解决方案形成了极其扁平的整体结构。

优选地，马达框架仅从一侧面向转子，即从面向导轨的一侧面向转子。这减小了马达的总厚度并便于其维护。

优选地，马达框架包括轴向延伸的第二外壁，该第二外壁包括用于一个或多个电梯制动器的固定点。因此，轴向延伸的第二外壁部分一方面覆盖整个布置，另一方面形成用于通常两个电梯制动器的良好紧固支撑，所述电梯制动器根据安全规定为马达提供。

在本发明的优选实施例中，凸缘从后壁延伸5至20cm，并且因此构造成优选地利用至少两个轴向间隔开的轴承来举起转子的毂。

优选地，转子的毂是块状的，以便它承受高扭转和弯曲力。

优选地，马达框架和转子由金属制成。如果应该节省重量，也可以使用轻质金属(如铝或钛)作为马达结构。

优选地，转子的毂利用至少两个轴向间隔开的轴承存在马达框架的凸缘内，由于这种间距，轴承构造成承受更高的弯曲力。此外，牵引滑轮可以至少以其主要部分位于由两个轴承形成的径向平面内。当然，如果需要，可以使用两个以上的轴承。

本发明还涉及一种具有上述结构的马达的电梯。该电梯还具有用于沿行进路径上下引导电梯轿厢和/或配重的电梯导轨。电梯马达安装到轿厢导轨或配重导轨。由于轿厢导轨通常更加坚固，因此轿厢导轨优选用于安装电梯马达。要提到的是，电梯是牵引滑轮电梯。优选地，电梯是无机房电梯，因为集成的导轨和机器结构具有非常小的厚度，使得电梯导轨和马达所在的竖井壁之间的距离可以非常窄。

优选地，电梯的马达通过安装凸缘安装到导轨，安装凸缘一方面紧固到导轨，另一方面优选通过隔音元件固定到马达框架的凸缘。这具有的优点是，马达在其中心处被支撑，即在其凸缘处直接支撑到导轨。这导致简单的垂直力传递布置，避免了马达结构和导轨中的弯矩。

优选地，安装凸缘、凸缘、牵引滑轮以及定子绕组和永磁体位于共同的垂直平面中。在这种情况下，所有力的悬挂(suspending)、产生和传递部件垂直对齐，这减少了力传递方式并使它们垂直对齐，避免了马达部件和导轨中的弯矩。因此，获得了导轨和马达的非常刚性的结构。

优选地，电梯具有配重，使得电梯轿厢和配重之间的绳索围绕电梯马达的牵引滑轮运行。电梯轿厢和配重可以以2：1的悬挂比悬挂，除了外转子概念之外，这进一步降低了电梯马达的转矩要求。当然，如果应该获得高轿厢速度，则电梯轿厢和配重也可以使用1：1的悬挂比。

优选地，马达的磁路除了永磁体和定子绕组之外还包括铁磁材料，例如铁和/或电工钢板。

以下术语用作同义词：机器-马达。

附图说明

现在借助于结合附图的实施例来描述本发明。

图1示出了电梯导轨的侧视图，

图2示出了图1的俯视图，

图3示出了图1的马达的局部剖视俯视图，

图4示出了图1的马达的侧视图，以及

图5示出了经图1的马达中心的垂直剖面图。

具体实施方式

图1示出了包括马达框架12的电梯马达10，马达框架12通过滚珠14固定到电梯的导轨18。

马达框架12包括后壁16，后壁16在其中心具有用于接收转子的环状凸缘20。此外，马达框架12包括多个间隔开的第一壁部分22，第一壁部分22构造成支撑至少一个定子绕组24。马达10还包括转子26，转子26具有轴向中心毂28，轴向中心毂28抵靠马达框架12的凸缘20支撑在轴承30a、30b上。毂28连接到径向延伸的第一转子部分29，第一转子部分29在其外圆周处连接到略微倾斜的第二转子部分31。在第二转子部分31的外圆周处，牵引滑轮32在后壁16的方向上延伸。第一转子部分29、第二转子部分31以及牵引滑轮32可以由单独的部件制成，但是优选地形成(优选由金属制成的)单件部件。在牵引滑轮32的与后壁16相对的外边缘处，第三转子部分33轴向地远离后壁16并径向向外突出。该转子部分33在其外侧承载环状支撑壁34，该支撑壁在其内表面37处承载电梯马达的永磁体36。永磁体36可以嵌入到环状支撑壁34的内表面37中。因此，定子绕组24和永磁体36形成径向空隙。转子的环状支撑壁34的外表面38形成用于两个电梯制动器40a、40b的制动表面。

因此，电梯马达的整体结构非常扁平并且非常紧凑和集成，使得在马达框架12和转子26之间的封闭区域内仅留下最小的未使用空间。关于导轨18，必须提到的是，它优选地是T形导轨，导轨18的中央垂直构件41在轴向方向延伸，并且导轨18的水平构件42在径向方向延伸。导轨18的水平构件42具有宽度w，该宽度w与马达框架12的后壁16中的凹部44的宽度相配合。该凹部44径向延伸并穿过马达10的轴线。当马达10固定到导轨18时，具有宽度w的导轨18的水平构件42容纳在凹部44内，使得后壁16的厚度不会累加到导轨18的水平构件42的厚度，因为此时导轨18的水平构件42现在位于后壁16的壁厚内。因此，获得了导轨和电梯马达的安装结构的减小的厚度。

在图3中，可以清楚地看到，T形导轨18的水平构件42位于后壁16的厚度区域内，这减小了整个结构的厚度。

图5还示出了通过螺栓14安装到导轨18的安装凸缘46，由此安装凸缘46优选地通过弹性支撑材料或隔音元件48围绕并支撑马达框架12的凸缘20，所述隔音元件48也提供电梯马达10相对于导轨18的噪声隔离。这降低了电梯竖井中的噪音，从而改善了乘客的乘坐舒适性。此外，上安装靴50和下安装靴52安装到导轨18，安装靴50、52与位于马达框架12的上端和下端的相应安装突起54形成配合。因此，电梯马达10在导轨18上保持就位，另一方面相对于导轨噪声隔离。

从所附的专利权利要求中可以明显看出，上述实施例不应限制本发明的保护范围。

附图标记列表

10 径向磁通永磁电梯马达

12 马达框架-定子框架

14 紧固螺栓

16 马达框架的后壁

18 导轨

20 马达框架的凸缘

22 马达框架的第一壁部分

24 一个或多个定子绕组

26 转子

28 转子的中心毂

29 第一转子部分

30a,b 定子凸缘和转子毂之间的轴承

31 第二转子部分

32 牵引滑轮

33 第三转子部分

34 转子的环状支撑壁

35 用于制动器的马达框架的安装点

36 永磁体

37 环状支撑壁的内表面

38 环状支撑壁的外表面

40a,b 电梯制动器

41 T型导轨的水平构件

42 T型导轨的垂直中心构件

44 后壁中用于容纳导轨的凹部

46 安装到导轨的安装凸缘，用于将马达支撑在导轨上

48 安装凸缘和马达框架的凸缘之间的弹性支撑材料-隔音元件

50 上安装靴

52 下安装靴

54 安装突起

Claims (24)

1.一种径向磁通永磁电梯马达（10），包括，马达框架（12），所述马达框架（12）形成定子框架并且具有固定到电梯导轨（18）的固定点，所述马达框架（12）具有面向和/或邻接导轨（18）的后壁（16），所述马达框架（12）包括在转子（26）的方向上远离后壁（16）突出的轴向延伸的凸缘（20），并且所述马达框架（12）包括至少一个轴向延伸的第一壁部分（22），所述第一壁部分（22）在距马达框架（12）的轴线的第一径向距离中，所述第一壁部分（22）构造成支撑马达（10）的定子绕组（24）；

所述马达包括转子（26），所述转子（26）包括中心毂（28），中心毂（28）突出到马达框架（12）的凸缘（20）中，并通过轴承（30a、30b）可旋转地支撑在凸缘（20）内，

所述转子（26）包括牵引滑轮（32）以及距离马达轴线第二径向距离的用于支撑永磁体（36）的环状支撑壁（34），所述第二距离大于第一距离，并且由此定子绕组（24）和永磁体（36）形成径向空隙，

其中所述转子（26）包括第一转子部分（29）和第二转子部分（31），所述第一转子部分（29）围绕毂（28）并且径向延伸，所述第二转子部分（31）在马达框架（12）的后壁（16）的方向上以10至45度的角度延伸，由此牵引滑轮（32）位于所述第二转子部分（31）的外圆周处。

2.根据权利要求1所述的马达（10），其中所述马达框架（12）和所述转子（26）各自形成槽状空腔，所述马达框架（12）和所述转子（26）的空腔的开口彼此相对。

3.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中多个壁部分（22）以等距间隔位于所述马达框架（12）处。

4.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中至少一个永磁体（36）至少部分地嵌入转子（26）的转子铁中。

5.根据权利要求4所述的马达（10），其中所有的永磁体（36）至少部分地嵌入转子（26）的转子铁中。

6.根据权利要求1所述的马达（10），其中所述转子（26）具有第三转子部分（33），所述第三转子部分（33）从所述牵引滑轮（32）径向向外并且远离所述马达框架（12）的后壁（16）延伸，与径向平面成45至90度的角度，所述第三转子部分（33）在其外缘上具有环状支撑壁（34）。

7.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中在所述环状支撑壁（34）的外表面（38）上形成用于至少一个电梯制动器（40a、40b）的制动表面。

8.根据权利要求4所述的马达（10），其中至少一个永磁体（36）至少部分地嵌入环状支撑壁（34）的内表面（37）中。

9.根据权利要求8所述的马达（10），其中所有永磁体（36）至少部分地嵌入环状支撑壁（34）的内表面（37）中。

10.根据权利要求4所述的马达（10），其中所述永磁体（36）在所述环状支撑壁（34）的整个圆周的内表面（37）中围绕所述马达轴线以均匀或近似均匀的角度间隔布置。

11.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中所述马达（10）的厚度为其直径的20％至40％。

12.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中所述后壁（16）具有纵向径向延伸的凹部（44），所述凹部具有所述导轨（18）的宽度（w），由此所述凹部布置成容纳所述导轨（18）。

13.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中所述马达框架（12）包括用于至少一个电梯制动器（40a、40b）的安装点（35）。

14.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中所述凸缘（20）从所述后壁（16）延伸5至20cm。

15.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中所述马达框架（12）仅从一侧面向所述转子（26），即从面向所述导轨（18）的一侧面向所述转子（26）。

16.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中所述转子（26）由轻质金属制成。

17.根据权利要求1或2所述的马达（10），其中所述毂（28）利用两个轴向间隔开的轴承（30a、30b）存在所述凸缘（20）中。

18.根据权利要求1或2所述的马达，其中所述牵引滑轮的直径小于第二直径。

19.一种电梯，包括根据前述权利要求中任一项所述的马达（10），并且具有至少一个导轨（18）和在牵引滑轮（32）上延伸用于支撑和/或移动电梯轿厢的绳索。

20.根据权利要求19所述的电梯，所述电梯是无机房电梯，其中所述马达（10）位于一个导轨（18）和竖井壁之间。

21.根据权利要求20所述的电梯，其中所述导轨（18）为轿厢导轨。

22.根据权利要求19或20所述的电梯，其中所述马达（10）利用安装凸缘（46）安装到所述导轨（18），所述安装凸缘一方面紧固到所述导轨（18），另一方面固定到马达框架（12）的凸缘（20）。

23.根据权利要求22所述的电梯，其中所述安装凸缘通过隔音元件（48）固定到马达框架（12）的凸缘（20）。

24.根据权利要求22所述的电梯，其中安装凸缘（46）、凸缘（20）、牵引滑轮（32）以及定子绕组（24）和永磁体（36）位于共同的垂直平面中。

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