CN111327173A - 电动直线电机和电梯 - Google Patents
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Abstract
呈现了一种电动直线电机(100)和一种电梯(200)。电动直线电机(100)包括定子梁(16)、一数量的动子(20),定子梁(16)包括至少两个定子导轨(17),所述数量的动子(20)配置成相对于定子梁(16)运动,其中,每个动子(20)包括至少两个电机单元(22),所述至少两个电机单元(22)配置成临近定子梁(16)布置,使得电机单元(22)中的每一个面对定子导轨(17)中的一个,并且至少两个电机单元(22)中的每一个均包括至少两个独立可控电机子单元(25A,25B,25C,25D),其相对于电机单元(22)的纵向方向(201)连续布置,其中,所述电机子单元(25A,25B,25C,25D)中的每一个包括绕组(40),用于产生磁场以在电机子单元(25A,25B,25C)与相应的定子导轨(17)之间形成磁耦合。
Description
技术领域
本发明总体上涉及电动直线电机的技术领域。然而,本发明尤其但不排他地涉及用于电梯中的电动直线电机。
背景技术
在一些电梯中,使用电动直线电机来使电梯轿厢在平台层之间移动。电动直线电机特别适用于具有非常长的电梯井道的电梯,即所谓的高层电梯。高层电梯的问题在于,提升绳索的重量变得很高,以致绳索可能无法承受其自身的重量,更不用说电梯轿厢的重量了。
典型的电动直线电机是这样的,它具有长的线性定子,该线性定子装备有可控的电磁部件,例如用于产生磁场的线圈。转子或“动子”通常包括永磁体,当永磁体的磁场与定子的“行进”磁场电磁接合时,永磁体的磁场使动子沿线性定子运动。
在一些较早的尝试中,如上所述,电动直线电机已经有利地用于电梯中。在一些解决方案中,绕组被布置到线性定子,特别是在高层电梯中,由于线性定子的长度可以从50米到数百米,因此线性定子需要缠绕大量绕组。
在较早尝试的解决方案中,电动直线电机具有永磁体和诸如绕组的可控电磁部件,可控电磁部件布置到安装到电梯轿厢的动子。相反,线性定子包括铁磁材料并且被成形为具有定子齿。因此,当通过可控绕组和永磁体与动子生成磁场电磁接合时,顺序排列到线性定子上的齿形成磁极。
这种布置是有利的,因为绕组被布置到一个或多个动子而不是一个或多个长线性定子,从而节省了绕组材料。早期尝试的挑战在于,尽管通过已知方法利用电机的电机电流产生的变化磁场可以使动子,从而使电梯轿厢和动子一起,沿线性定子移动,但电梯通常需要额外的绕组用于使动子悬浮,即在动子和定子之间保持一个或多个气隙。另一个挑战是,动子倾向于相对于线性定子倾斜,即,沿顺时针方向或逆时针方向转动。电梯轿厢内的乘客可能会将这种倾斜感受为不舒服的振动。
因此,仍然需要提供一种电动直线电机,该电动直线电机有助于控制动子相对于定子梁的悬浮和倾斜。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动直线电机和电梯。本发明的另一个目的是该电动直线电机便于控制电梯的线性电机的悬浮和倾斜。
本发明的目的是通过如各个独立权利要求所限定的电动直线电机和电梯来实现的。
根据第一方面,提供了一种电动直线电机。电动直线电机,例如磁通量开关永磁(FSPM)电机,包括:定子梁,其包括至少两个定子导轨,优选为四个定子导轨;以及一数量的动子,其被配置为相对于定子梁运动。每个动子包括至少两个电机单元,该至少两个电机单元配置成临近定子梁布置,使得电机单元中的每一个面对定子导轨中的一个,并且至少在诸如动子相对于定子梁的运动期间的运动期间,在电机单元和相应的定子导轨之间具有气隙。此外,至少两个电机单元中的每一个包括相对于电机单元的纵向方向连续地布置的至少两个、优选地三个、并且最优选地四个可独立控制的电机子单元。所述电机子单元中的每一个包括绕组,用于产生磁场以形成电机子单元与相应的定子导轨之间的磁耦合。
“临近定子梁”可以意味着至少两个电机单元可以被配置为使得电机单元和定子的纵向方向相对于彼此基本平行,并且在相对于纵向方向的垂直方向上电机单元和定子之间的距离布置成使得在所述距离之上建立电机单元与定子之间的电磁接合,即,该距离表示气隙。
电机子单元的独立可控可以以不同的方式实现。例如,一个电机单元的每个电机子单元可以包括一个或多个绕组或线圈,其电流可以相对于注入到所述电机单元的其他电机子单元的绕组或线圈的电流独立地控制。根据一个示例,电机的每个线圈,例如电机子单元的每个线圈,可以相对于其他线圈独立,使得注入到所述线圈的电流不影响或不依赖于注入到电机的其他线圈的任何电流,或受其影响。根据又一示例,一个电机子单元可以包括多个绕组或线圈,例如两个,可以相对于其他绕组或线圈单独或独立地注入和控制该多个绕组或线圈中的每一个中的电流,即,不同的电流注入一个电机子单元的不同绕组或线圈。通常,不同电流可以与电流的幅度、频率、波形、相位等有关。
在一些实施例中,定子梁的横截面形状可以是多边形,优选为四边形,最优选为正方形。另外,定子梁的角可以是圆化的,例如具有正方形的定子梁,其具有圆化的四个角。
在优选实施例中,电动直线电机可以是三相电动直线电机,其优选地在每个电机子单元中包括三相绕组。
在一些实施例中,每个动子的电机单元可以相对于彼此以固定的方式布置。在一些实施例中,其中动子可以布置在定子梁的两个相对侧,相对于彼此的固定方式意味着,如果一侧的气隙减小,则定子梁的另一侧的气隙增大。
在各个实施例中,电机单元中的每一个包括多个电机齿,并且定子导轨中的每一个包括多个定子齿。在优选的实施例中,连续的电机齿之间的距离可以沿着电机单元是恒定的。此外,优选地,连续的定子齿之间的距离可以沿着定子是恒定的。可选地,替代地或另外地,每个电机齿可包括一个或两个永磁体。
在各个实施例中,所述多个电机齿的数量相对于所述多个定子齿的数量之比为6∶7。替代地或另外地,包括所述数量的多个所述电机齿的电机单元的一部分的长度布置成与包括所述数量的所述多个定子齿的定子导轨的一部分的长度相对于纵向方向大致相同。
在一些实施例中,电机子单元或多个电机子单元中的每一个可优选地分别包括六个电机齿和六个线圈。这样的一个或多个电机子单元然后可以在功能上对应于七个定子齿,例如这些相应的元件具有基本相同的长度。然而,应当注意,虽然一个电机子单元可以被认为是与其他子单元独立的,甚至可以是分离的元件,但是所述定子齿可以指代定子导轨中的任何连续的七个定子齿。
在各个实施例中,每个电机单元可包括永磁体,优选地在每个电机子单元中至少一个永磁体,最优选地,每个电机齿包括至少一个或两个永磁体。
在各个实施例中,每个动子的至少两个电机单元分别配置成布置在所述定子梁的相对侧以在定子梁相对侧面对相应的定子导轨。
根据第二方面,提供了一种电梯。电梯包括根据第一方面的至少一个电动直线电机。所述电梯还包括至少一个电梯轿厢,所述至少一个电梯轿厢被布置为通过至少一个电动直线电机在电梯井道中移动。一数量的动子布置到电梯轿厢,以使电梯轿厢在电梯井道中移动。此外,至少一个电梯轿厢包括一数量电驱动器,该电驱动器配置成控制所述动子的电机子单元的绕组中的电流。
在一些实施例中,电梯可以配置为通过由该数量的电驱动器的至少一部分控制每个动子的至少两个电机单元的绕组中的电流来控制动子相对于定子梁的倾斜。
替代地或附加地,所述数量的电驱动器可以包括用于每个电机子单元的制定电驱动器。
在一些实施例中,所述数量的电驱动器可以包括电驱动器,所述电驱动器被配置为类似地控制动子的至少两个电机子单元的绕组中的电流,例如具有基本相同的电流。
在一些实施例中,所述至少两个电机子单元可以被布置在所述定子梁的相对侧以在定子梁相对侧面对相应的定子导轨。
在一些实施例中,该数量的动子可以包括多个动子,其中,例如多厢电梯的电梯可以包括布置成通过多个线性电机在电梯井道中移动的至少一个附加电梯轿厢。至少一个附加电梯轿厢中的每一个可以包括第二数量的电驱动器,其被配置为控制布置到至少一个附加电梯轿厢的一个或多个动子的绕组中的电流。此外,电梯可以被布置为使得电梯轿厢和至少一个附加电梯轿厢被配置为在多个电动直线电机中的至少两个之间移动。
本发明提供了一种电动直线电机和一种电梯。本发明提供了优于已知解决方案的优点,使得根据本发明的电动直线电机在电机内提供了更均匀的法向力分布,以便于控制动子相对于定子梁的倾斜。这提供了改善的电梯安全性,因为可以控制电机,诸如以最小化使动子意外地夹到定子梁上,这对乘客可能是不愉快的和/或危险的。
基于以下详细描述,各种其他优点对于技术人员将变得显而易见。
表述“一数量的”在本文中可以指从一(1)开始的任何正整数。
表述“多个”可分别指代从两(2)开始的任何正整数。
如果没有另外明确说明,则术语“第一”和“第二”在本文中用于将一个元件与其他元件区分开,并且不特别地对它们进行优先排序或排序。
本文提出的本发明的示例性实施例不应解释为对所附权利要求的适用性构成限制。在本文中使用动词“包括”作为开放性限制,其不排除也没有列举的特征的存在。从属权利要求中记载的特征可相互自由组合,除非另有明确说明。
被认为是本发明的特性的新颖特征特别在所附权利要求中阐述。然而,通过结合附图阅读下面对具体实施例的描述,将最好地理解本发明本身(关于其构造和其操作方法,以及其附加的目的和优点)。
附图说明
本发明的一些实施例在附图中以举例而非限制的方式被示出。
图1示意性地示出了根据本发明的一实施例的电梯。
图2示意性地示出了根据本发明的一实施例的电动直线电机。
图3示意性地示出了根据本发明的一实施例的定子梁。
图4示意性地示出了根据本发明的一实施例的电梯。
图5示意性地示出了根据本发明的一实施例的电动直线电机。
图6示意性地示出了根据本发明的一实施例的电机子单元。
图7示意性地示出了根据本发明的一实施例的用于控制电动直线电机的布置。
图8A和8B示意性地示出了根据本发明的一实施例的用于控制电动直线电机的布置。
图9A-9E示意性地示出了根据本发明的一实施例的用于控制电动直线电机的布置。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的一实施例的电梯200。电梯200可以包括在电梯井道13或电梯轿厢通道13中移动的至少一个或多个电梯轿厢10。
根据各种实施例,电梯轿厢10可以包括一数量的电驱动器32,例如包括一个或几个变频器或逆变器。另外,一个或多个电梯轿厢10可以包括第一能量存储器34,例如包括一个或多个电池,其以虚线示出以指示特征的可选性。该数量的电驱动器32可用于操作布置到电梯轿厢10的动子(图1中未示出),以使轿厢10在电梯井道13内移动。电梯轿厢10中还可以有其他电气操作设备,例如照明设备、门、用户界面、紧急救援设备等。电驱动器32或另外的电驱动单元(例如逆变器或整流器)的数量可以用于操作电梯轿厢10的一个或多个所述其他设备。第一能量存储装置34可以优选地电联接到该数量的电驱动器32,例如电联接到一个或多个变频器的中间电路,以用于该数量的电驱动器32提供电力和/或用于存储由该数量的电驱动器32或其他电源提供的电能。
优选地,电梯200中包括至少两个具有平台层门19或开口19的平台层210。电梯轿厢10中还可以包括门。尽管在图1中显示了两个在水平方向上分开的组,或者说是垂直对齐的平台层的“列”,但是也可能像传统电梯那样只有一列,或者多于两列,例如三列。
电梯轿厢10可以优选地被设计为在电梯200的正常操作期间服务于平台层210。电梯轿厢10的移动通常可以向上或/和向下。然而,在利用电动直线电机100的实施例中,电梯轿厢10可以布置成在水平方向或在任何其他方向(例如,倾斜方向)上移动。这可以通过将电动直线电机100的一个或多个定子梁16布置成相对于所需方向对齐来实现。
关于电梯井道13,井道13可以例如限定基本封闭的体积,一个或多个电梯轿厢10适于并构造成在其中移动。壁可以是例如混凝土,金属或至少部分地是玻璃或其任何组合。电梯井道13在本文中基本上是指一个或多个电梯轿厢10被构造成沿其移动的任何结构或通道。
如相对于电梯200在图1中可见,一个或多个电梯轿厢10可在定子井道13内沿着一个或多个定子梁16垂直和/或水平地移动,这取决于定子梁的方向。根据在这方面类似于图1中的一个的实施例,一个或多个电梯轿厢10可以被配置为沿着一数量的竖直的定子梁和/或水平的定子梁16移动,例如,诸如图1中的两个梁。定子梁16可以是电梯100的电动直线电机的一部分,其用于使一个或多个电梯轿厢10在电梯井道13中移动。定子梁16可以优选地以固定的方式布置,即相对于电梯井道13是静止的,例如通过紧固部分而以固定的方式布置到井道的壁,该紧固部分可以布置成在电梯的方向改变位置(如果有的话)可旋转。
电梯100可以包括用于控制电梯100的操作的电梯控制单元1000。电梯控制单元1000可以是单独的设备,或者可以包括在电梯100的其他部件中,例如在电驱动器32中或作为其一部分。电梯控制单元1000也可以以分布的方式实现,使得例如,电梯控制单元1000的一部分可以包括在该数量的电驱动器32中,而另一部分可以包括在电梯轿厢10中。电梯控制单元1000也可以以分布的方式布置在多于两个的位置或多于两个的设备中。
电梯控制单元1000可包括一个或多个处理器,用于存储计算机程序代码和任何数据值的部分的一个或多个易失性或非易失性存储器,以及可能地一个或多个用户界面单元。所提到的元件可以利用例如内部总线通信地联接到彼此。
处理器可以被配置为执行存储在存储器中的计算机程序代码的至少一些部分,使处理器并且从而使电梯控制单元1000执行期望的任务。因此,处理器可以被布置为访问存储器并且从存储器中检索任何信息以及将任何信息存储到存储器中。为了清楚起见,本文中的处理器是指适合于处理信息并控制电梯控制单元1000的操作等的任何单元。该操作还可以利用具有嵌入式软件的微控制器解决方案来实现。类似地,存储器不仅仅限于某种类型的存储器,而是在本发明的上下文中可以应用适合于存储所描述的信息片段的任何存储器类型。
例如,如上文所述,根据本发明的各个实施例的电梯200可以包括电动直线电机100,该电动直线电机100包括定子梁16,该定子梁16包括至少两个定子导轨17,或者优选地,四个定子导轨17。电机100还可包括配置成相对于定子梁16运动的一数量的动子20,其中,每个动子20可包括至少两个电机单元22,该至少两个电机单元22配置成临近定子梁16布置,使得电机单元22中的每一个面对定子导轨17中的一个,并且至少在诸如动子20相对于定子梁16的运动期间的运动期间,在电机单元22和相应的定子导轨17之间具有气隙28。此外,至少两个电机单元22中的每一个可包括相对于电机单元22的纵向方向连续地布置的至少两个、优选地三个、并且最优选地四个可独立控制的电机子单元25A,25B,25C。每个所述电机子单元25A,25B,25C可包括用于产生磁场的绕组,以形成电机子单元25A,25B,25C与相应的定子导轨17之间的磁耦合。但是,如上所述的电动直线电机100也可以用于电梯以外的用途。
图2示意性地示出了根据本发明的实施例的电动直线电机100。电动直线电机100包括动子20,优选地,动子20为C形或U形(未示出)。动子20可包括电磁部件的至少一个单元26,其包括绕组和永磁体或两个磁体中的至少一个,永磁体或两个磁体优选地磁芯元件或铁磁材料。电磁部件的一个或多个单元26可优选地包括在动子20中,并且适于面对定子梁16的一个或多个定子导轨17,例如,如图2所示。
电磁部件26的单元可以布置成与定子导轨17电磁接合,以使动子20沿着定子梁16运动。还可以具有支撑部分27,动子20可以通过该支撑部分27附接或联接至电梯轿厢10,例如,附接或联接至轿厢10的后壁。可以看出,动子20可以成形或被设计为使得动子20能够沿着定子梁17的运动而不会受到固定或支撑部分15的干扰。此外,可以存在另外的支撑部分29,其用于将动子20附接到电梯轿厢10。从图2中可以看出,在一些实施例中,动子20可以基本上但不完全地布置成围绕定子梁16。此外,动子20可以至少布置在定子梁16的相对的两侧,使得包括电磁部件的一个或多个单元26的两个电机单元可以临近定子梁16布置,使得每个电机单元面对定子导轨17中的一个,并且至少在运动期间,例如在动子20相对于定子梁16的运动期间,在电机单元和相应的定子导轨17之间具有气隙28。
动子20沿着定子梁16的运动可以通过已知的控制方法来实现,例如,磁场定向或矢量控制等。基本思想是例如通过由该数量的电驱动器32将电流注入动子20的电机单元的电磁部件的单元26(诸如其绕组或线圈)来产生交变磁场。面对定子导轨17的电机单元然后通过电磁接合与定子导轨17共同作用,并产生使动子20进而使电梯轿厢10沿着定子梁16运动的力。然而,除了绕组或线圈之外,优选地还可以使用永磁体,特别是,用于控制动子20相对于定子梁16的悬浮。
本领域技术人员已知通过诸如使用存储在存储器中并在计算机或处理器上执行的算法的计算来变换电流,以通过著名的Park和Clarke变换将电流从旋转参考系转换为固定参考系,并且反之亦然。此外,已知利用变换后的电流分量(称为直流分量(d轴分量)和正交分量(q轴分量))来控制电动电机的操作。
根据本发明的各个实施例,参考系可以相对于动子20的坐标系固定,因此,当动子20沿着定子梁16移动时,参考系旋转。电动直线电机100的输入电流的q轴分量可用于使动子20大致在沿定子梁16的方向上移动。根据本发明的各个实施例,电流的直接(d轴)分量可以有利地用于控制动子20和定子梁16之间的气隙28,并因此控制动子20相对于定子梁16的诸如悬浮和/或倾斜的侧向位置。
图3以透视图示意性地示出了根据本发明的实施例的定子梁16或其一部分。定子梁16可包括至少一个定子导轨17,优选地,两个定子导轨17,或者最优选地,基本上沿着定子梁16延伸的四个定子导轨17。有利地,可以在定子梁16的四个侧面上布置四个定子导轨17。还可以具有一个或多个紧固部分15,通过该紧固部分15,定子梁16可以以固定的方式附接到电梯井道13的诸如壁的结构。紧固部分15还可以是单独的紧固部分15,然后可以将其附接到定子梁16以将定子梁16布置到电梯井道13中,或者紧固部分15可以是定子梁16的整体部分或其一部分。定子导轨17可以优选地由铁磁材料制成并且在其外表面上包括齿。根据本发明的优选实施例,在不包含诸如线圈的可控元件或部件的意义上,电梯200的一个或多个定子梁16可以是无源的。定子梁16还可以包括主体部分18,该主体部分可以是金属的,例如铝,或者例如是纤维增强的复合材料。
根据本发明的一些实施例,定子梁16的横截面形状可以是多边形,优选为四边形,最优选为正方形。根据一实施例,横截面形状可以是平行四边形。此外,定子梁16的一个或几个角可以是圆化的,例如具有多边形、四边形、正方形或平行四边形的定子梁16,其中至少一个或优选地全部角是圆化的。
图4示意性地示出了根据本发明的一实施例的电梯200。电梯200可包括平台层210,优选地,多个平台层210。此外,电梯200可以包括至少一个电梯轿厢10,优选地,多个轿厢10,其被布置成例如由根据本发明的实施例的电动直线电机100移动。电动直线电机100的至少一个动子20可以联接到电梯轿厢100。然而,一个电梯轿厢10或多个轿厢10中的每一个可包括例如两个动子20或四个动子20,其诸如被布置在一个或多个轿厢10的一侧的每个角处。在各个实施例中,电梯200的每个电梯轿厢10优选地包括控制单元11,该控制单元11被配置为至少控制该数量的电驱动器32,例如第一电驱动器32A和第二电驱动器32B,其至少功能地,优选地电气地连接至电机单元22,例如其子单元25A-25C。但是,控制单元11也可以分布地布置在该数量的电驱动器32中。
图5示意性地示出了根据本发明的实施例的电动直线电机100。图5中的电动直线电机100包括定子梁16,该定子梁16包括基本上沿着定子梁16的外表面延伸的四个定子导轨17。在图5中,定子梁16具有正方形形状,但是,在一些其他实施例中,该形状可以不同。可选地,定子梁16可以包括主体部分18,该主体部分18可以由与定子导轨17不同的材料制成。定子导轨17可以附接到主体部分18。
在图5中,动子20包括四个电机单元22。在一些其他实施例中,可以仅存在两个电机单元22,其优选地布置在定子梁16的两个相对侧中。优选地,电机单元22相对于彼此固定,使得它们相对于彼此基本不可移动。可以将动子20配置成使得至少在动子相对于定子梁16的运动期间在电机单元22和定子梁16之间,优选地,在包括在电机单元22中的电磁部件的单元26与相应的定子导轨17之间布置有气隙28。
此外,在图5中,在动子20的每个电机单元22中包括两个、可选地三个或四个电机子单元25A-25C。在各种实施例中,电动直线电机100可以是三相电动直线电机,其优选地在每个电机子单元25A-25C中包括三相绕组。至少两个电机单元22中的每一个可包括相对于电机单元22的纵向201连续地布置的至少两个、优选地三个、并且最优选地四个可独立控制的电机子单元25A,25B,25C。优选地,每个所述电机子单元25A,25B,25C可包括绕组40,优选地为三相绕组,用于产生磁场以在电机子单元25A,25B,25C与相应的定子导轨17之间形成磁耦合。
图6示意性地示出了根据本发明的一实施例的电机子单元25A-25C。图6中的电机子单元25A,即第一电机子单元25A,包括在定子梁16的纵向方向201上连续布置的多个电机齿36。另一方面,定子梁16可在定子导轨17中包括多个定子齿37。可选地,优选地,定子梁16包括主体部分18,一个或多个定子导轨17可以附接到该主体部分18。
从图6中可以看出,每个电机齿36可包括布置在电机子单元25A-25C的诸如铁磁材料的芯部41之间的至少一个永磁体、优选两个39、38永磁体。此外,每个电机齿36可包括围绕齿36布置或缠绕的绕组40或线圈40。可以控制绕组40的电流,以便控制电机单元22(或者具体地,其电机子单元25A-25C)与相应的定子导轨17之间的磁耦合。动子20可以被配置成临近定子梁16布置,使得气隙28布置在电机齿36和定子齿37之间。
如在图6中可以看到的,存在其中电机齿36和定子齿37基本上彼此对齐的位置。在图6中,这些位置已标记为P1和P2。在这些位置P1和P2处,动子20的纵向方向201上的法向力分布最大。当动子20移动时,最大法向力位置向相反方向移动。在最大法向力位置中的一个靠近电机子单元25A-25C的一端而另一最大法向力位置几乎在中间的情况下,合力或转矩会导致电机子单元25A-25C相对于定子梁16倾斜202,并且导致电机单元22相对于定子梁16倾斜202。然而,通过利用根据本发明的实施例的电动直线电机100,倾斜的控制变得容易。
图7示意性地示出了根据本发明的一实施例的用于控制电动直线电机100的布置。电动直线电机100可包括至少一个动子20,该至少一个动子20包括四个电机单元22,该四个电机单元22被配置为面对定子梁16的定子导轨17。电机单元22可优选地相对于彼此固定,使得它们相对于彼此不可移动。根据本发明的各种实施例,可以通过将电机单元22附接到动子20的一个或多个公共主体部分来实现固定。所述固定优选地意味着,当一侧上的气隙28变化(例如减小)时,相反侧上的气隙28也在相反的方向上变化(即例如增大)。每个电机单元22可以包括至少两个电机子单元25A-25C,其在动子20和/或定子梁16的纵向方向201上连续地布置。在图7中,两个电机子单元25A,25B中的每一个都被布置成由指定的电驱动器32A,32B控制或操作。在图7中,示出了两个电机单元22,其布置在定子梁16的相对侧,因此共有四个电驱动器32A,32B,其布置为操作其电机子单元25A,25B。操作或控制是指控制注入到电机单元22中的绕组40或线圈中的电流,例如上文所述。
在各种实施例中,电动直线电机100可优选地包括用于确定气隙28的宽度的传感器,例如接近传感器。此外,可以有利地在定子梁16的纵向方向上的多个位置确定宽度。可以布置至少两个传感器,使得至少一个传感器靠近电机单元22和/或电机子单元25A-25C的两端。然而,在电机单元22相对于彼此固定的情况下,仅一个传感器可以布置在定子梁16的相对侧上并且在定子梁16的纵向方向201上移位。因此,这两个传感器可用于确定动子20在定子梁16的相对侧处由所述电机单元22限定的相应平面中的倾斜量。
此外,传感器可以优选地连接至控制单元11,使得控制单元11可以基于传感器的测量而配置成控制倾斜,诸如配置成定子梁16的纵向方向上提供基本上恒定的气隙28。传感器可以在本发明的各种实施例中实现,诸如下面结合图8A-9E所描述的。
图8A和8B示意性地示出了根据本发明的一实施例的用于控制电动直线电机100的布置。电动直线电机100可包括至少一个动子20,该至少一个动子20包括四个电机单元22,该四个电机单元22被配置为面对定子梁16的定子导轨17。每个电机单元22可包括至少三个电机子单元25A-25C,其在动子20和/或定子梁16的纵向方向201上连续地布置。在图8A中,在定子梁16的一侧的第一电机子单元25A和在相反侧的第三电机子单元25C布置成由相同的电驱动器32A控制。此外,在定子梁16的相反侧的第一电机子单元25A和在一侧的第三电机子单元25C被布置成由相同的电驱动器32A控制。此外,两侧的第二电机子单元25B可以布置成由指定的电驱动器32B控制。
在图8B中,至少三个电机子单元25A-25C中的每一个被布置成分别由指定的电驱动器32A-32C控制或操作。
图9A-9E示意性地示出了根据本发明的一实施例的用于控制电动直线电机100的布置。电动直线电机100可包括至少一个动子20,该至少一个动子20包括四个电机单元22,该四个电机单元22被配置为面对定子梁16的定子导轨17。每个电机单元22可包括至少四个电机子单元25A-25C,其在动子20和/或定子梁16的纵向方向201上连续地布置。
在一实施例中,对于电机100的每个绕组或线圈可以有指定的电驱动器32A-32C。例如,一些或每个电机子单元25A-25C的每个绕组或线圈的电流可以由指定的电驱动器32A-32C控制。但是,也可以使特定电驱动器注入并控制多个绕组或线圈的电流。通常,要控制的电流的特性可以与电流的幅度、频率、波形、相位等有关。
在图9A中,位于定子梁16一侧的第一电机子单元25A和位于相反侧的第四电机子单元25C被布置成由相同的电驱动器32A控制。此外,在定子梁16的相反侧的第一电机子单元25A和在一侧的第四电机子单元25C被布置成由相同的电驱动器32A控制。此外,在两侧的第二电机子单元25B和第三电机子单元25C可以被布置成分别由指定的电驱动器32B,32C控制。
在图9B中,第一和第四电机子单元25A,25D被布置成分别由指定的电驱动器32A,32C控制或操作。然而,在两侧上的第二电机子单元25B和第三电机子单元25C分别可以由共同的电驱动器(在这种情况下为第二电驱动器32B)控制。
在图9C中,位于定子梁16一侧的第一电机子单元25A和位于相反侧的第四电机子单元25C被布置成由相同的电驱动器32A控制。此外,在定子梁16的相反侧的第一电机子单元25A和在一侧的第四电机子单元25C被布置成由相同的电驱动器32A控制。此外,在两侧上的第二电机子单元25B和第三电机子单元25C分别可以由共同的电驱动器(在这种情况下为第二电驱动器32B)控制。
在图9D中,位于定子梁16一侧的第一电机子单元25A和位于相反侧的第四电机子单元25C被布置成由相同的电驱动器32A控制。此外,在定子梁16的相反侧的第一电机子单元25A和在一侧的第四电机子单元25C被布置成由相同的电驱动器32A控制。此外,在定子梁16的一侧的第二电机子单元25B和在相反侧的第三电机子单元25C布置成由相同的电驱动器32B控制。此外,在定子梁16的相反侧的第二电机子单元25B和在一侧的第三电机子单元25C被布置成由相同的电驱动器32B控制。
关于电机子单元25A-25D的控制,它们可以被配置为被控制,使得该数量的电驱动器32,32A-32D可以被配置为类似地控制电机子单元25A,25B,25C,25D的绕组40中的电流,例如,使得由一个电驱动器32A-32D控制的电机子单元的绕组40(例如三相绕组)中的电流基本相同。
在图9E中,至少四个电机子单元25A-25D中的每一个被布置成分别由指定的电驱动器32A-32D控制或操作。
在以上给出的描述中提供的特定示例不应被解释为限制所附权利要求的适用性和/或解释。除非另有明确说明,否则以上给出的描述中提供的列表和示例组并不穷尽。
Claims (15)
1.一种电动直线电机(100),包括
-定子梁(16),其包括至少两个定子导轨(17),优选地四个定子导轨(17),
-一数量的动子(20),其配置成相对于定子梁(16)运动,其中,每个动子(20)包括至少两个电机单元(22),所述至少两个电机单元(22)配置成临近定子梁(16)布置,使得电机单元(22)中的每一个面对定子导轨(17)中的一个,并且至少在运动期间在电机单元(22)和相应的定子导轨(17)之间具有气隙(28),以及
-至少两个电机单元(22)中的每一个均包括至少两个、优选三个并且最优选四个独立可控电机子单元(25A,25B,25C,25D),其相对于电机单元(22)的纵向方向(201)连续布置,其中,所述电机子单元(25A,25B,25C,25D)中的每一个包括绕组(40),用于产生磁场以在电机子单元(25A,25B,25C)与相应的定子导轨(17)之间形成磁耦合。
2.根据权利要求1所述的电动直线电机,其中,所述定子梁(16)的横截面形状为多边形,优选为四边形,最优选为正方形。
3.根据权利要求1或2所述的电动直线电机,其中,所述电动直线电机(100)是三相电动直线电机,所述三相电动直线电机优选在每个电机子单元(25A,25B,25C,25D)中包括三相绕组。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电动直线电机,其中,每个动子(20)的电机单元(22)相对于彼此以固定的方式布置。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的电动直线电机,其中,所述电机单元(22)中的每一个包括多个电机齿(36),并且所述定子导轨(17)中的每一个包括多个定子齿(37)。
6.根据权利要求5所述的电动直线电机,其中,所述电机齿(36)的数量相对于所述多个定子齿(37)的数量之比为6∶7。
7.根据权利要求5或6所述的电动直线电机,其中,包括所述数量的多个所述电机齿(36)的电机单元(22)的一部分的长度布置成与包括所述数量的所述多个定子齿(37)的定子导轨(17)的一部分的长度相对于纵向方向(201)大致相同。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的电动直线电机,其中,每个电机单元(22)包括永磁体,优选地,在每个电机子单元(25A,25B,25C,25D)中至少一个永磁体(39),最优选每个电机齿(36)包括至少一个(39)或两个(38)永磁体。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的电动直线电机,其中,每个动子(20)的至少两个电机单元(22)分别配置成布置在所述定子梁(16)的相对侧以在定子梁(16)相对侧面对相应的定子导轨(17)。
10.一种电梯(200),包括
-根据权利要求1-9中的任一项所述的至少一个电动直线电机(100),以及
-至少一个电梯轿厢(50),其被布置为通过所述至少一个电动直线电机(100)在电梯井道中移动,其中,一数量的动子(20)布置到电梯轿厢(50),用于使电梯轿厢(50)在电梯井道中运动,并且其中,至少一个电梯轿厢(50)包括一数量的电驱动器(32),该电驱动器(32)配置为控制所述动子(20)的电机子单元(25A,25B,25C,25D)的绕组(40)中的电流。
11.根据权利要求10所述的电梯(200),其中,所述电梯(200)配置为通过由所述数量的电驱动器(32)的至少一部分控制每个动子(20)的至少两个电机单元(22)的绕组(40)中的电流来控制动子(20)相对于定子梁(16)的倾斜。
12.根据权利要求10或11所述的电梯(200),其中,所述数量的电驱动器(32)包括用于每个电机子单元(25A,25B,25C,25D)的指定电驱动器。
13.根据权利要求10或11所述的电梯(200),所述数量的电驱动器(32)包括电驱动器,所述电驱动器被配置为类似地控制动子(20)的至少两个电机子单元(25A,25B,25C,25D)的绕组(40)中的电流,例如具有基本相同的电流。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的电梯(200),其中,所述至少两个电机子单元(25A-25C)被布置在所述定子梁(16)的相对侧以在定子梁(16)相对侧面对相应的定子导轨(17)。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的电梯(200),其中,所述数量的动子(20)包括多个动子(20),其中,作为多轿厢电梯的所述电梯(200)包括:
-至少一个附加的电梯轿厢(10),其布置成通过多个电动直线电机(100)在电梯井道(13)中移动,其中,所述至少一个附加的电梯轿厢(10)中的每一个包括第二数量的电驱动器,其配置成控制布置到所述至少一个附加的电梯轿厢(10)的一个或多个动子(20)的绕组中的电流,并且其中,电梯(200)布置成使得所述电梯轿厢(10)和所述至少一个附加的电梯轿厢(10)配置为在多个电动直线电机(100)中的至少两个之间移动。
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