CN111082597A - 电机和电梯系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电机和电梯系统。所述电机包括：机壳；由所述机壳支撑的定子，所述定子包括定子轭和定子齿，绕线缠绕在所述定子齿上并且所述绕线在通电时产生磁场；以及转子，所述转子在所述磁场的作用下转动；所述定子轭的至少一部分形成为动板，所述动板能够在第一位置和第二位置之间移动；在所述绕线通电时，所述动板能够在所述磁场的作用下从所述第一位置移动至所述第二位置，在所述第二位置上，所述动板与所述转子分开；在所述绕线断电后，所述动板在弹性力的作用下从所述第二位置移动至所述第一位置，使得所述动板与所述转子接触，以向所述转子提供制动力。根据本发明的实施例的电机提供集成的电机以及制动装置，简化电机结构。

Description

电机和电梯系统
技术领域
本发明涉及电机领域，更具体地，本发明涉及一种自带制动功能的电机以及应用该类电机的电梯系统。
背景技术
常见的电机如电梯驱动电机通常采用独立的制动装置。如图1所示的电梯用驱动装置，该装置包括电机主体11、绳轮和电机主体11两侧的制动装置12,13。制动装置12,13例如为基于电磁控制的制动系统。例如，制动装置12,13由电磁力吸引而与电机转子分开，在取消电磁力时，弹性装置作用于所述制动装置的制动盘，使制动盘与电机转子发生干涉以提供制动力，使电机转子停止旋转。
发明内容
本发明的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。
根据一些方面，提供了一种电机，所述电机包括：
机壳；
由所述机壳支撑的定子，所述定子包括定子轭和定子齿，绕线缠绕在所述定子齿上并且所述绕线在通电时产生磁场；以及
转子，所述转子在所述磁场的作用下转动；
其中，所述定子轭的至少一部分形成为动板，所述动板能够在第一位置和第二位置之间移动；
其中，在所述绕线通电时，所述动板能够在所述磁场的作用下从所述第一位置移动至所述第二位置，在所述第二位置上，所述动板与所述转子分开；
其中，在所述绕线断电后，所述动板在所述动板自身或弹性构件产生的弹性力的作用下从所述第二位置移动至所述第一位置，使得所述动板与所述转子接触，以向所述转子提供制动力。
可选地，在所述的电机中，所述动板沿径向方向在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
可选地，在所述的电机中，所述动板连接至板簧，所述板簧通过两端的定位销固定连接至所述机壳，所述弹性力由所述板簧提供。
可选地，在所述的电机中，所述动板通过弹簧连接至所述定子齿的一部分，所述定子齿的一部分固定连接至所述机壳，所述弹性力由所述弹簧提供。
可选地，在所述的电机中，所述动板具有缝槽，所述动板在所述第二位置上时被相邻的定子轭压缩发生弹性形变从而产生弹性力，趋使所述动板向所述第一位置移动。
可选地，在所述的电机中，所述动板的与所述转子接触的表面上布置有至少一个摩擦片。
可选地，在所述的电机中，所述动板由多层片材堆叠形成。
可选地，在所述的电机中，所述定子轭由沿圆周布置的多个动板组成，所述定子轭与所述定子齿完全分离，所述定子齿固定至所述机壳。
可选地，在所述的电机中，所述转子包括设置在所述定子内侧的内圈和所述定子外侧的外圈以及连接在所述内圈和外圈之间的连接部。
可选地，在所述的电机中，所述机壳包括支撑轴部分，所述转子通过轴承可旋转地安装至所述机壳的支撑轴部分上。
可选地，在所述的电机中，所述转子的内圈和外圈中的一者作为用于与所述动板接触的制动鼓，所述转子的内圈和外圈中的另一者上布置有永磁体。
另一方面，提供了一种电梯系统，所述电梯系统包括：绳轮；以及驱动所述绳轮转动的根据本发明的各个实施例所述的电机。
根据本发明的实施例的电机提供集成的电机以及制动装置，简化电机结构。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：
图1示出了一种常见的电梯驱动装置；
图2示出了根据本发明的实施例的电梯驱动装置的立体图；
图3为图2中的电梯驱动装置的纵截面图；
图4示出了图2中的电机中的定子及绕线的立体图；
图5示出了图2中的电机中的机壳的立体图；
图6示出了图2中的电机中的局部横截面图；
图7示出了图2中的电机中的动板以及板簧的立体图；
图8示出了图2的电机的一个变型的局部横截面图；以及
图9示出了图2的电机的另一变型的局部横截面图。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
参考图2至图7，分别示出了根据本发明的实施例的电梯驱动装置2和其中构件的视图。电梯驱动装置2主要由电机和绳轮21组成，其中电机集成有制动装置。绳轮21上可设置有绳槽211以供绳索卷绕，绳轮21与电机的转子24连接以随所述转子24一起转动，绳轮21的转动驱动绳索移动，从而带动轿厢升降。根据本发明的实施例的电机包括：机壳22；由机壳22支撑的定子，定子包括定子轭300和定子齿261，绕线28缠绕在定子齿261上并且绕线28在通电时产生磁场；以及转子24，转子24在绕线产生的磁场的作用下转动，其中定子轭300的至少一部分作为动板，以在绕线断电时给电机转子24提供制动力。
在一些实施例中，如图3的剖面图中更清楚地示出的，转子24包括设置在定子内侧的内圈241和定子外侧的外圈242以及连接在内圈241和外圈242之间的连接部243。通过将转子设置成包括内圈241和外圈242，内圈241和外圈242中的一者可作为与定子轭的动板接触的制动鼓，而另一者则可布置永磁体，这避免了永磁体与动板发生接触，防止永磁体由于制动时的受热而消磁。在图示的实施例中，转子的内圈241作为制动鼓，在转子的外圈242的内侧设置有永磁体25，永磁体25在绕线28的磁场的作用下趋使转子24转动。在备选的实施例中，定子轭可设置在定子齿的外圈，而转子的外圈可作为制动鼓，转子的内圈可布置永磁体。另外，根据本发明的实施例的结构也可适用于内或外转子的电机。在一些实施例中，连接部243可设置通风孔244以用于绕线的散热。在一些实施例中，机壳22包括支撑轴部分221，转子24通过轴承23可旋转地安装至机壳22的支撑轴部分221上。在一些实施例中，用于电机的编码器25也布置在该支撑轴部分221。
继续参考图3，在一些实施例中，定子可由机壳22支撑，例如，定子齿28可通过螺栓27来固定至机壳22的背板处，而定子轭300也可固定至机壳22的背板上。在备选实施例中，定子轭300可连接至定子齿。参考图4，在该实施例中，定子轭300完全由沿圆周布置的多个动板组成。在备选实施例中，定子轭300可包括固定部分和动板。尽管未示出，定子轭300与定子齿28之间可完全分离，而定子齿28通过螺栓27固定至机壳22，即机壳22周围的开孔222中。通过使定子齿和定子轭完全分离,可最大化地利用了主磁通。
继续参考图6和图7，动板3包括动板主体31，其可形成为圆弧形形状，以适应定子轭300的整体圆筒形形状。动板主体31固定至板簧33，板簧33的两端331,332分别与定位销341,342连接，而定位销341,342固定连接至机壳22。在一些实施例中，动板3的内侧还设置有摩擦片321,322，该摩擦片321,322在与转子接触时提供摩擦力。在一些实施例中，板簧33上还可设置限位块35，以便于其安装并在动板3移动时起到引导限位作用。动板3能够在第一位置和第二位置之间移动。如图6所示，此时电机的绕线28未通电，动板3正处于第一位置上。在需要使电机工作时，给绕线28通电，由绕线28产生的磁场作用于动板3，具体而言将吸引动板3，使得动板3大致沿箭头R的方向径向向外移动。在移动过程中，由绕线28的磁场产生的吸引力克服由于板簧33变形而产生弹性力。如图所示地，由于动板3与定子齿261之间存在间隙G，当动板3径向向外移动直至抵靠定子齿261并占据间隙G时，动板3到达所述第二位置。在该第二位置上，动板的摩擦片321,322与转子的内圈241分开，使得转子24能够在绕线28产生的磁场的作用下转动，具体而言，转子外圈242上的永磁体25在绕线28的磁场作用下使转子24转动。在需要使电机停止时，则给绕线28断电，动板在板簧33的弹性力的作用下再次从第二位置径向向内移动至如图6所示的第一位置，此时动板3与转子24接触，具体而言，动板3的摩擦片321,322与转子24的内圈241接触，以向转子24提供制动力，使得能快速制停转子24。如图7所示，在一些实施例中，类似于常规的定子轭结构，动板3由多层片材堆叠形成，多层片材可采用软磁材料,使得断电制动响应时间短。根据本发明的电机控制更方便，在通电后动板自动释放转子，使转子能够转动，在断电后，动板自动抱死转子，快速制动转子。整个电机控制仅需控制电机电流，无需增设用于制动装置的控制系统，简化电机结构和控制流程。
图8示出了根据本发明的另一个实施例。在该实施例中，定子轭包括固定部分30和动板31'，定子轭的固定部分30可通过支撑层301连接，定子齿261可连接至定子轭上或通过螺栓连接至机壳。动板31’可具有缝槽33'，这些缝槽33'例如可沿径向延伸。动板31'还可包括设置在其内侧的摩擦片32'。类似地，动板31'能够在第一位置和第二位置之间移动。如图8所示，此时电机的绕线28未通电，动板31'正处于第一位置上。在期望电机够做时，则使绕线28通电，由绕线28产生的磁场作用于动板31'，具体而言将吸引动板31'，使得动板31'大致沿箭头R的方向径向向外移动。在移动过程中，由绕线28的磁场产生的吸引力将克服由于动板31'由两侧的定子轭的固定部分30压缩变形而产生弹性力。如图所示地，由于动板31'与支撑层301之间存在间隙G，当动板3径向向外移动直到抵靠支撑层301并占据间隙G时，动板3到达所述第二位置。在该第二位置上，动板的摩擦片32'与转子的内圈241分开，使得转子24能够在绕线28产生的磁场的作用下转动。而当期望使电机停止时，则给绕线28断电，动板31'在其自身由于压缩而产生的弹性力的作用下再次从第二位置径向向内移动至如图8所示的第一位置，此时动板31'与转子24接触，具体而言，动板31'的摩擦片32'与转子24的内圈241接触，以向转子24提供制动力，使得能快速制停转子24。在一些实施例中，类似于常规的定子轭结构，动板31'可由多层片材堆叠形成，多层片材可采用软磁材料,使得断电制动响应时间短。
图9示出了根据本发明的另一个实施例的示意图。在该实施例中，定子轭包括固定部分(未示出)和动板3"。动板3"可通过弹簧32"来连接至定子齿261，定子齿261继而连接至机壳。动板3"还可包括设置在其内侧的摩擦片31"。类似地，动板3"能够在第一位置和第二位置之间移动。如图9所示，此时，电机的绕线28未通电，动板3"正处于第一位置上。在绕线28通电时，由绕线28产生的磁场作用于动板3"，具体而言将吸引动板3"，使得动板31'大致沿箭头R的方向径向向外移动。在移动过程中，由绕线28的磁场产生的吸引力将克服由于弹簧32"被压缩而产生弹性力。如图所示地，由于动板3"与定子齿261之间存在间隙G，当动板3径向向外移动抵靠定子齿261并占据间隙G时，动板3到达所述第二位置。在该第二位置上，动板的摩擦片31"与转子的内圈241分开，使得转子24能够在绕线28产生的磁场的作用下转动。而当绕线28断电后，动板3"在由弹簧32"的弹性力的作用下再次从第二位置径向向内移动至如图9所示的第一位置，此时动板3"与转子24接触，具体而言，动板3"的摩擦片31"与转子24的内圈241接触，以向转子24提供制动力，使得能快速制停转子24。在一些实施例中，类似于常规的定子轭结构，动板3"可由多层片材堆叠形成，多层片材可采用软磁材料,使得断电制动响应时间短。
另一方面，提供了一种电梯系统，所述电梯系统包括：绳轮；以及驱动所述绳轮转动的根据本发明的各个实施例所述的电机。
根据本发明的实施例的电机提供集成的电机以及制动装置，无需单独的制动装置以及控制系统，简化电机结构，降低电机能耗、重量、体积和成本等。
以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本发明的专利保护范围之内。

Claims (20)

1.一种电机，所述电机包括：
机壳；
由所述机壳支撑的定子，所述定子包括定子轭和定子齿，绕线缠绕在所述定子齿上并且所述绕线在通电时产生磁场；以及
转子，所述转子在所述磁场的作用下转动；
其特征在于，所述定子轭的至少一部分形成为动板，所述动板能够在第一位置和第二位置之间移动；
其中，在所述绕线通电时，所述动板能够在所述磁场的作用下从所述第一位置移动至所述第二位置，在所述第二位置上，所述动板与所述转子分开；
其中，在所述绕线断电后，所述动板在所述动板自身或弹性构件产生的弹性力的作用下从所述第二位置移动至所述第一位置，使得所述动板与所述转子接触，以向所述转子提供制动力。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述动板沿径向方向在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述动板连接至板簧，所述板簧通过定位销固定连接至所述机壳，所述弹性力由所述板簧提供。
4.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述动板通过弹簧连接至所述定子齿的一部分，所述定子齿的一部分固定连接至所述机壳，所述弹性力由所述弹簧提供。
5.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述动板具有缝槽，所述动板在所述第二位置上时被相邻的定子轭压缩发生弹性形变从而产生弹性力，趋使所述动板向所述第一位置移动。
6.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述动板的与所述转子接触的表面上布置有至少一个摩擦片。
7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述动板由多层软磁片材堆叠形成。
8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子轭由沿圆周布置的多个动板组成，所述定子轭与所述定子齿完全分离，所述定子齿固定至所述机壳。
9.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子包括设置在所述定子内侧的内圈以及所述定子外侧的外圈以及连接在所述内圈和外圈之间的连接部。
10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述机壳包括支撑轴部分，所述转子通过轴承可旋转地安装至所述机壳的支撑轴部分上。
11.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述转子的内圈和外圈中的一者作为用于与所述动板接触的制动鼓，所述转子的内圈和外圈中的另一者上布置有永磁体。
12.一种电梯系统，包括：
绳轮；以及
驱动所述绳轮转动的电机，所述电机包括：
机壳；
由所述机壳支撑的定子，所述定子包括定子轭和定子齿，绕线缠绕在所述定子齿上并且所述绕线在通电时产生磁场；以及
转子，所述转子在所述磁场的作用下转动；
其特征在于，所述定子轭的至少一部分形成为动板，所述动板能够在第一位置和第二位置之间移动；
其中，在所述绕线通电时，所述动板能够在所述磁场的作用下从所述第一位置移动至所述第二位置，在所述第二位置上，所述动板与所述转子分开；
其中，在所述绕线断电后，所述动板在所述动板自身或弹性构件产生的弹性力的作用下从所述第二位置移动至所述第一位置，使得所述动板与所述转子接触，以向所述转子提供制动力。
13.根据权利要求12所述的电梯系统，其特征在于，所述动板沿径向方向在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
14.根据权利要求13所述的电梯系统，其特征在于，所述动板连接至板簧，所述板簧通过两端的定位销固定连接至所述机壳，所述弹性力由所述板簧提供。
15.根据权利要求13所述的电梯系统，其特征在于，所述动板通过弹簧连接至所述定子齿的一部分，所述定子齿的一部分固定连接至所述机壳，所述弹性力由所述弹簧提供。
16.根据权利要求13所述的电梯系统，其特征在于，所述动板具有缝槽，所述动板在所述第二位置上时被相邻的定子轭压缩发生弹性形变从而产生弹性力，趋使所述动板向所述第一位置移动。
17.根据权利要求13所述的电梯系统，其特征在于，所述动板的与所述转子接触的表面上布置有至少一个摩擦片。
18.根据权利要求12所述的电梯系统，其特征在于，所述动板由多层软磁片材堆叠形成。
19.根据权利要求12所述的电梯系统，其特征在于，所述定子轭由沿圆周布置的多个动板组成，所述定子轭与所述定子齿完全分离，所述定子齿固定至所述机壳。
20.根据权利要求12所述的电梯系统，其特征在于，所述转子包括设置在所述定子内侧的内圈和所述定子外侧的外圈以及连接在所述内圈和外圈之间的连接部。
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