CN110892622A - 用于电磁线性驱动器的定子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电磁线性驱动器的定子装置(18)，其具有沿着定子(18)的纵向方向(100)布置的多个定子线圈(22)。此外，该定子装置(18)具有多个转换器(14)，这些转换器配置为分别向多个定子线圈(22)中的至少一个第一定子线圈(22)和第二定子线圈(22)供应电能，其中，在第一定子线圈(22)与第二定子线圈(22)之间布置有多个定子线圈(22)中的至少一个第三定子线圈(22)，该第三定子线圈由与第一定子线圈(22)和第二定子线圈(22)不同的转换器(14)供电。本发明还涉及一种具有根据本发明的定子装置(18)的电梯系统。

Description

用于电磁线性驱动器的定子装置

技术领域

本发明涉及一种用于电磁线性驱动器、特别是用于电梯设备、电梯和/或移动步道的定子装置，并且因此包括在线性驱动器的领域中。本发明还涉及一种相应的电梯设备。

背景技术

运输设施，特别是没有线缆或链条驱动系统的电梯竖直设备、自动扶梯和移动步道，有时配备有电磁线性驱动器，其允许电梯轿厢在竖直和水平路线区段上以相互独立的方式单独移动，并且移动步道栈板或自动扶梯踏板沿着路线单独传送，而不是在相互连接的链条中传送。电磁线性驱动器在此包括至少一个固定的线性定子和至少一个线性转子，该线性定子布置在多个平行或连续的定子区段中，该线性定子具有沿着例如在电梯井道中的路线的分离的定子线圈或定子绕组，该线性转子在本发明的意义内对应于轿厢或栈板。

因此，这里将考虑转子，而不是轿厢或栈板。转子以无接触但最接近的可能磁耦合与定子装置或定子接合，以便实现由定子产生的运动场的最强的可能力作用，并且在定子铁芯和转子中产生最强的可能集中磁通量。永磁体转子通常用于这种目的，使得不需要将电能传输到转子，并且可以实现静态磁保持力。因此，它是所谓的同步驱动器。

在许多情况下，为了向定子线圈供应电能和/或为了转子的受控输送，需要各种电气部件，这些电气部件必须布置在定子或定子装置中和/或定子或定子装置上，并且连接到定子线圈。相应地，在某些情况下，必须将多个部件装配在有限的空间中。此外，电气部件的故障和/或失效可能导致转子的移动性的损伤，甚至导致转子的位置控制的失效。具体地，在最坏的情况下，电气部件和/或定子线圈的失效可能导致转子相对于定子装置脱落的风险。

因此期望提供一种定子装置，该定子装置允许高度可靠的运行，并且在电气部件故障和/或失效的情况下，该定子装置允许对转子的安全控制。

发明内容

根据本发明，提出了一种具有独立权利要求的特征的定子装置。有利的配置是从属权利要求和以下描述的主题。

本发明的第一方面涉及一种用于电磁线性驱动器的定子装置，其中，该定子装置包括多个定子线圈，这些述定子线圈沿着定子的纵向方向布置。定子装置还包括多个转换器，这些转换器配置为分别向多个定子线圈中的至少一个第一定子线圈和一个第二定子线圈供应电能。在此，在第一定子线圈与第二定子线圈之间布置有多个定子线圈中的至少一个第三定子线圈，该第三定子线圈由与第一定子线圈和第二定子线圈不同的转换器供电。

本发明的另一方面涉及一种具有根据本发明的定子装置的电梯设备。

根据本发明，至少两个定子线圈由转换器来供电。本发明提供的优点在于，可以减少要设置的转换器的数量，并且转换器的数量不必与定子装置中的定子线圈的数量相对应。以这种方式，可以以特别节省空间和特别成本有效的方式来实现向定子线圈供应电能。

考虑到根据本发明，同一转换器以更远的距离而不是以两个直接邻接的定子线圈来向两个定子线圈供电，其中，至少一个另外的定子线圈位于所述两个定子线圈之间更远的距离处，该另外的定子线圈并非由同一转换器来供电，增加了定子装置的可用性或转子的输送。以这种方式，具体实现了在一个转换器的缺陷和/或失效和/或故障的情况下，在多个直接邻接的定子线圈中不存在功能失效。因此反而实现了例如由于不再向定子线圈供应电能而在其功能上受损的任何定子线圈分别被功能未受损的定子线圈围绕(假如向邻接的定子线圈供电的另外的转换器没有失效)。具体地，定子装置可以配置为使得在一个供电区段中功能失效的情况下，定子装置的运行可以维持至少转子的可靠定位和/或定子装置的维修或有缺陷的转换器的更换所需的时间量。

本发明确保了在转换器失效的情况下转子仍然可以被定子移动，并且所述转子还可以与由于转换器失效而不再受到适当的电能供应的定子线圈交叉。特别地，定子装置可以配置为使得与不再受到适当的电能供应的定子线圈邻接的相应邻接定子线圈至少部分地并且在足够的程度上补偿失效的定子线圈的功能，使得转子可以继续被定子装置移动。替代地，定子装置可以配置成使得在一个转换器的失效并且在相关的供电区段的无故障运行期间受到电能供应的两个或更多个定子线圈相应失效的情况下，可以控制转子的位置，使得可以可靠地防止至少转子相对于定子脱落的潜在紧迫风险。

定子装置优选地包括多个连接元件，这些连接元件配置为分别向多个转换器中的至少第一转换器和第二转换器供应电能。由此，第一转换器和第二转换器配置为分别向至少两个定子线圈供应电能。此外，在该实施例中，经由多个连接元件中的同一连接元件来供应电能的所有定子线圈构成第一组定子线圈，其中，至少一个另外的定子线圈布置在来自第一组定子线圈的任意两个定子线圈之间，该另外的定子线圈经由多个连接元件中的另一个连接元件来供电。

这提供的优点在于，在一个连接元件失效的情况下，两个邻接的定子线圈不会受到故障影响，而是在受到连接元件失效影响的两个定子线圈之间布置有不受失效影响的一个另外的定子线圈。相应地，即使在连接元件失效的情况下，也能够优选地维持定子装置的运行和/或能够防止推进力的失效。

定子装置优选地包括多个供电区段，其中，每个供电区段包括来自多个转换器和多个连接元件的数量中的至少两个供电部件，并且其中，经由同一供电区段来供应电能的所有定子线圈构成第二组定子线圈。从而在第二组定子线圈中的任意两个定子线圈之间布置有至少一个另外的定子线圈，其中，至少一个另外的定子线圈经由多个供电区段中的另一个供电区段来供电。换句话说，供电部件可以包括转换器和/或连接元件，或者可以描述转换器和/或连接元件。换句话说，具体而言，供电区段可以优选地包括多个转换器。这提供的优点在于，在供电区段失效的情况下，非直接邻接的定子线圈受到失效的影响，而由另一个供电区段供电的至少一个另外的定子线圈布置在受到失效影响的定子线圈之间，因此不受供电区段失灵的影响。因此，即使在一个供电区段失效的情况下，也可以维持定子装置的运行和/或可以防止转子相对于定子装置脱落。

优选地，供电区段可以单独地安装到定子装置和/或单独地从定子装置移除。如果每个供电区段配置为紧凑的和/或封闭的单元则是特别优选的。这提供的优点在于，供电区段的构成供电部件，即向定子装置或定子线圈供应电能所特别需要的部件(例如转换器)以紧凑的形式设置，并且可以布置在定子装置上或定子装置中。这可以降低例如定子装置的制造和/或组装的复杂性。例如，这种类型的供电区段可以已经在工厂中完成，并且因此，在构造电梯设备期间，移动步道和/或自动扶梯可以以这种组装好的状态安装在定子装置中或者装配到承载元件。

这提供的进一步的优点在于，在供电区段有缺陷的情况下和/或在配置在供电区段中的个别供电部件有缺陷的情况下，相应的供电区段可以作为整体来移除和/或更换。以这种方式例如能够实现的是，可以减少必须的维修时间，并且可以相应地限制定子装置或电梯设备的任何失效的持续时间。由于可以优选地从载体元件单独地移除供电区段，因此可以特别地实现减少与供电区段的更换相关联的必要复杂性，因为不必移除和/或断开可能未受损坏的任何其他供电区段以便允许移除期望的供电区段。

具体而言，多个供电区段可以优选地沿着定子装置的纵向方向彼此相邻或彼此叠置地布置。该布置可以配置为具有规则或不规则的间隔。此外，供电区段可以配置为沿着定子装置的纵向方向以直接相互接触的布置，或者可以彼此间隔开。

优选地，供电区段中的每一个包括多个转换器中的至少一个转换器。转换器可以配置为例如适配电压以满足定子线圈的要求。例如，转换器可以配置为将交流电压转换为直流电压，或者反之亦然，或者修改交流电压的频率。具体而言，转换器优选地允许由供电区段执行用于将电能供应到将由所述供电区段供电的定子线圈的功能。这提供的优点在于，转换器可以以紧凑的布置配置在供电区段中或与供电区段配置在一起。

供电区段中的每一个优选地包括至少两个转换器。具体地，转换器可以配置为向多个不邻接的定子线圈供应电能。如果供电区段包括多个转换器，则由一个供电区段供应电能的不邻接定子线圈的数量显著增加。例如，如果供电区段包括两个转换器，并且两个转换器中的每一个都向两个不邻接的定子线圈供应电能，则可以通过一个供电区段向四个不邻接的定子线圈供应电能。根据该实施例，如果在这种类型的供电区段中发生故障，由于该故障，转换器中的一个在其功能上受损，则由此导致的结果将是由所述转换器供应电能的不邻接定子线圈失效，即两个不邻接的线圈失效。如果在这种类型的供电区段中发生故障，由于该故障，整个供电区段在其功能上受损，即具体而言供电区段的两个转换器在其功能上受损，则由此导致的结果将是由所述供电区段供应电能的所有定子线圈失效。然而，由于所有受失效影响的定子线圈以彼此间隔的方式布置，并且具体而言，其他线圈布置在受到失效影响的线圈之间，因此可以以这种方式至少部分地保持定子装置的功能。

特别优选的是，在垂直于定子装置的纵向方向的方向上，相应的供电区段的至少一个转换器至少部分地远离供电区段的中点布置。换句话说，在垂直于纵向方向的方向上，至少一个转换器并非居中地布置在供电区段中或供电区段上，而是在侧面布置在供电区段上。这可以提供的优点在于，例如，在必要的情况下促进转换器的冷却，因为由于侧面布置，转换器可以更容易接近和/或由于可选地在转换器周围布置更少的其他部件而可以允许更有效的散热。如果供电区段包括多个转换器、特别是两个转换器，则这些转换器优选地配置或布置在供电区段的相对侧上。具体而言，根据实施例的进一步优选的形式，至少两个转换器可以对称地布置在供电区段上或供电区段中。

在该实施例中，定子线圈优选地配置为磁线圈和/或电磁体。具体而言，定子线圈配置为响应于电流通量对定子线圈的激励而产生磁场。定子线圈由此优选地受到致动，使得定子线圈允许沿着定子的纵向方向驱动转子。具体而言，定子线圈优选地布置为使得定子线圈限定或构成用于至少一个转子的轨道，该转子可以沿着该轨道相对于定子移动。

优选地，供电区段的至少一部分并且优选地每个供电区段包括至少一个传感器元件，该传感器元件配置为响应于在供电区段上的给定位置处的转子的存在而传送传感器信号，其中，所述转子能够相对于定子装置是移动。例如，传感器元件可以配置为磁场传感器，例如霍尔效应传感器。这提供的优点在于，确定转子相对于定子装置的存在和/或不存在和/或位置所需的传感器元件不需要分别设置或布置，而是可以与其他部件组合设置，特别是与相应的供电区段一起作为供电区段的一体部分来设置。此外，供电区段的组合可以包括至少一个另外的传感器元件，其配置为检测定子装置和/或供电区段中的错误和/或故障的存在和/或对定子装置和/或供电区段的损坏。

定子装置优选至少部分地在竖直方向上和/或至少部分地在水平方向上定向，其中，纵向方向平行于定子装置的取向。换句话说，纵向方向一致地指定子装置的取向方向。定子装置未必需要竖直地延伸，而是也可以例如至少部分地水平地延伸。特别优选的是，多个定子线圈沿着定子装置布置，使得其构成用于能够相对于定子装置移动的转子的轨道。

定子装置优选地包括多个供电端子，这些供电端子中的每一个配置为向多个连接元件中的至少一个第一连接元件和一个第二连接元件供应电能，其中，经由多个供电端子中的同一供电端子来供应电能的所有定子线圈构成第二组定子线圈。在第二组定子线圈中的任意两个定子线圈之间布置有至少一个另外的定子线圈，其中，该至少一个另外的定子线圈经由多个供电端子(21)中的另一个供电端子来供电。这提供的优点在于，在供电端子失效的情况下，非直接邻接的定子线圈受到失效影响，而在受到供电端子失效影响的定子线圈之间分别布置有至少一个不受供电端子失效影响的定子线圈。相应地，即使在供电端子失效的情况下，也可以优选地维持定子装置的运行和/或可以防止转子相对于定子装置脱落。具体而言，供电端子中的每一个优选地包括至少两条供电线路。特别优选的是，该至少两条供电线路构成用于向供电端子供应电能的冗余装置。这提供的优点在于，在供给线路中的一个失效的情况下，可以借助于相应的另一供电线路来至少部分地维持电能或电力的供应。

在特别优选的方式中，本发明可以用在多轿厢电梯设备中，在该多轿厢电梯设备中，井道中的多个转子或轿厢布置为以相互独立的方式彼此层叠和/或彼此相邻地移动。例如，这里多个定子可以彼此相邻地布置，其中优选地，每个定子设置有供电区段。

本发明的其他优点和配置由说明书和附图产生。

应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下文描述的那些特征不仅可以应用于所指明的相应组合中，而且还可以应用于其他组合中或单独应用。

在附图中基于示例性实施例示意性地示出了本发明，并且在下文中参考附图对本发明进行描述。

附图说明

图1示出了根据优选形式的实施例的用于在定子装置的一部分中对部件进行布线的装置的一部分的示意图。

图2示出了根据本发明的实施例的优选形式的电梯设备的示意图。

具体实施方式

在以下附图中，除非另外明确指明，否则相同的元件由相同的附图标记表示。为了简洁起见，除非另有指示，否则将不再描述已经参考前面的附图描述的附图中的元件，即使这些描述还涉及在另外的附图中指明的元件。

图1示出了根据实施例的第一优选形式的用于在定子装置18的一部分中对电气部件进行电缆连接的装置的一部分的示意图。为了清楚起见，出于示例性目的，附图标记并未标识所有部件，而是仅标识相同类型的多个部件。例如，在所示的三十二个定子线圈22中，仅标记了8个上部线圈。这同样相应地适用于其他部件。相同的图形符号表示相同或等效的电气部件。在所示的截面中，定子装置18包括多个供电区段10，这些供电区段沿着纵向方向100层叠布置。这里，供电区段10中的每一个包括两个连接元件12和四个转换器14，其中，两个转换器14分别经由两个连接元件12中的一个连接或结合。供电区段10中的每一个经由连接元件12与供电端子21结合，而供电端子21包括两个供电线路20。经由供电端子21可以向供电区段10供应电能，并且可选地，可以向供电区段10供应信号数据。这里，连接元件12中的每一个分别由冗余布置的两个供电线路20来供应电能，使得在供电线路20中的一个故障和/或失效的情况下，与供电线路20连接的连接元件12仍然可以通过供电端子21的另一个相应的供电线路20来供应电能。

每个供电区段10的四个转换器14中的每一个分别连接到两个定子线圈22，并且继而向这些定子线圈22供应电能。在上端示出的四个转换器14也分别连接到两个定子线圈22，尽管在示出的定子装置18的部分中，仅一个相应的定子线圈22看起来连接到相应的转换器14。另外的叠置定子线圈22简单地布置在定子装置18的所示部分的外部。因此，连接到同一转换器14的两个定子线圈22不相邻或接触布置，而是配置为间隔布置，使得根据所示实施例的优选形式，在相应的定子线圈22之间布置有七个另外的定子线圈22，其中，中间的定子线圈22由其他转换器14来供应电能。连接到同一转换器14的两个定子线圈22借助于线路24相互连接。定子线圈22的这种类型的布置或定子线圈22与转换器14的布线提供的优点在于，在一个转换器14故障和/或失效的情况下，并未丧失两个邻接的定子线圈22，但是丧失的定子线圈22邻接不受转换器14的失效影响的其他定子线圈22。为了清楚起见，转换器14和连接到所述转换器14的两个定子线圈22由相同的交叉影线示出。

此外，经由同一连接元件12来供应电能并且可选地经由同一供电区段10来供应电能的定子线圈22或者其定子线圈经由同一连接元件12来供电的转换器14并非彼此直接相邻地布置，而是以如下方式布置，即其他定子线圈22分别位于经由另一个连接元件12并且可选地经由另一个供电区段10来供电的定子线圈22之间。这提供的优点在于，在连接元件12和/或整个供电区段10失效的情况下，多个直接邻接的定子线圈22不受失效影响，但是不受失效影响的其他定子线圈22布置在受失效影响的定子线圈22之间。根据所示实施例的形式，连接元件12配置为分接盒。

在多个直接邻接的定子线圈22没有失效和/或功能受损的情况下，根据优选形式的实施例，可维持定子18的功能和/或运行，使得尽管多个定子线圈22失效，转子也可以继续相对于定子18移动和/或可以防止转子相对于定子的不受控制的移动(特别是脱落)。

这里，定子线圈22的水平偏移表示特别旨在通过限制所示电线中的交点的数量来提高清晰度。定子线圈22的几何布置未必需要偏移。优选地，定子线圈22成行布置，使得所述定子线圈构成用于要沿着定子18移动的转子的轨道。这在图2中示出。

图2示出了具有定子装置18和转子34的电梯设备30的示意图，转子34能够借助于定子装置18沿着定子装置18沿纵向方向100移动。转子34例如可以配置为轿厢。

这里，定子装置18包括沿着纵向方向100成行布置的多个定子线圈22，这些定子线圈中的每一个包括用于向其供应电能的多个端子38。定子线圈中的每一个经由供电区段10或者经由连接元件12或者经由转换器14(见图1)来供应电能。

根据图2所示的实施例的形式，电梯设备30包括多个承载元件32，定子线圈22优选地紧固到这些承载元件。例如，承载元件32可以包括轨道系统，该轨道系统固定在电梯井道中或壁上。

转子34包括至少一个磁性元件36，转子可以借助于过该磁性元件来与由定子线圈22产生的磁场相互作用，使得定子18能够借助于这些磁场引导和/或控制转子的位置，并且特别是能够使转子沿着纵向方向100移动。例如，至少一个磁性元件36可以包括一个或多个永磁体。

根据实施例的优选形式，转子34或至少一个磁性元件36以及定子线圈22的尺寸使得转子34在沿着定子的纵向方向100的任何潜在位置处与至少两个定子线圈22相互作用。此外，电梯设备(30)优选地配置为使得转子34的位置可以得到稳定和/或受到控制，并且转子34优选地可以甚至仅通过一个定子线圈22以受控的方式沿着纵向方向100移动，使得转子34即使在其至少部分地布置在与失效或故障的定子线圈22相邻的位置也能够受到控制和/或进行移动。这意味着转子34与仅一个定子线圈22的相互作用足以控制和/或移动转子，使得即使在一个定子线圈22或多个不邻接的定子线圈22失效的情况下，也可以维持电梯设备30的运行。

Claims (13)

1.一种用于电磁线性驱动器的定子装置(18)，包括：

多个定子线圈(22)，其沿着所述定子(18)的纵向方向(100)布置；

多个转换器(14)，其配置为分别向所述多个定子线圈(22)中的至少一个第一定子线圈(22)和一个第二定子线圈(22)供应电能；

其中，在所述第一定子线圈(22)与所述第二定子线圈(22)之间布置有所述多个定子线圈(22)中的至少一个第三定子线圈(22)，所述第三定子线圈(22)由与所述第一定子线圈(22)和所述第二定子线圈(22)不同的转换器(14)供电。

2.根据权利要求1所述的定子装置(18)，包括：

多个连接元件(12)，所述多个连接元件(12)配置为分别向所述多个转换器(14)中的至少第一转换器(14)和第二转换器(14)供应电能；

其中，所述第一转换器(14)和所述第二转换器(14)配置为分别向至少两个定子线圈(22)供应电能；

其中，经由所述多个连接元件(12)中的同一连接元件(12)来供应电能的所有定子线圈(22)构成第一组定子线圈(22)；

并且其中，在来自所述第一组定子线圈(22)的任意两个定子线圈(22)之间布置有至少一个另外的定子线圈(22)，所述另外的定子线圈(22)经由所述多个连接元件中的另一个连接元件(12)来供电。

3.根据权利要求2所述的定子装置(18)，包括：

多个供电区段(12)，

其中，每个供电区段包括来自所述多个转换器(14)和所述多个连接元件(12)的数量中的至少两个供电部件；

并且其中，经由同一供电区段(10)来供应电能的所有定子线圈(22)构成第二组定子线圈(22)；

并且其中，在所述第二组定子线圈(22)中的任意两个定子线圈(22)之间布置有至少一个另外的定子线圈(22)，所述另外的定子线圈(22)经由所述多个供电区段(10)中的另一个供电区段(10)来供电。

4.根据权利要求3所述的定子装置(18)，其中，所述供电区段(10)能够单独地安装到所述定子装置(18)和/或能够单独地从所述定子装置(18)移除。

5.根据权利要求3和4中任一项所述的定子装置(18)，其中，所述供电区段(10)中的每一个包括所述多个转换器(14)中的至少一个转换器(14)。

6.根据权利要求5所述的定子装置(18)，其中，在垂直于定子装置(18)的纵向方向(100)的横向方向上，相应的供电区段(10)的至少一个转换器(14)至少部分地远离所述供电区段(10)的中心布置。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的定子装置(18)，其中，每个供电区段(10)包括至少一个传感器元件(16)，所述传感器元件配置为响应于在所述供电区段(10)上的给定位置处的转子(34)的存在而传送传感器信号，所述转子(34)能够相对于所述定子装置(18)移动。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的定子装置(18)，包括：

多个供电端子(21)，每个供电端子配置为向所述多个连接元件中的至少一个第一连接元件(12)和一个第二连接元件(12)供应电能；

其中，经由所述多个供电端子(21)中的同一供电端子(21)来供应电能的所有定子线圈(22)构成第二组定子线圈(22)；

并且其中，在所述第二组定子线圈(22)中的任意两个定子线圈(22)之间布置有至少一个另外的定子线圈(22)，所述另外的定子线圈经由所述多个供电端子(21)的另一个供电端子(21)来供电。

9.根据权利要求8所述的定子装置(18)，其中，每个供电端子(21)包括至少两个供电线路(20)。

10.根据权利要求9所述的定子装置(18)，其中，所述至少两个供电线路(20)构成用于向所述供电端子(12)供应电能的冗余装置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的定子装置(18)，其中，所述多个定子线圈(22)沿着所述定子装置(18)布置，使得所述多个定子线圈(22)构成用于能够相对于所述定子装置(18)移动的转子(34)的轨道。

12.根据前述权利要求中任一项所述的定子装置(18)，其中，所述定子装置(18)至少部分地在竖直方向上定向和/或至少部分地在水平方向上定向，并且其中，所述纵向方向(100)平行于所述定子装置(18)的定向。

13.一种电梯设备(30)，包括根据前述权利要求中任一项所述的定子装置(18)。

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