CN1315713C - 具线性电机的驱动装置、具驱动装置的电梯和驱动装置的工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动装置(10)、一种对该驱动装置的工作方法和一种电梯(100)，所述电梯被该驱动装置驱动，采用至少一个电梯轿厢(20)对人员或物品进行输送。所述驱动装置具有至少一个线性电机，所述线性电机具有一个在一第一初级部分(1、1’)和一第二初级部分(2、2’)之间的次级部分(3)。所述驱动装置具有至少一个补偿机构(5)，所述补偿机构利用标准的补偿力抵消在每个初级部分与次级部分之间的标准的吸引力。初级部分固定有一个导向件(6、6’、7、7’)，所述导向件对驱动装置沿次级部分进行导向，和初级部分上固定有至少一个制动件(8、8’、9、9’)，所述制动件用于对驱动装置沿次级部分进行掣停和制动。

Description

具线性电机的驱动装置、具驱动装置的电梯和驱动装置的工作方法

技术领域

本发明涉及一种具有线性电机的驱动装置、一种具有所述驱动装置的电梯和一种所述驱动装置的工作方法。

背景技术

已知具有线性电机的驱动装置不具有制动功能。因此在具有所述驱动装置的电梯中必须采用一专用的组件实现停靠制动和应急制动。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有线性电机的驱动装置，所述驱动装置同时可以实施制动功能。本发明的另一目的在于提出一种所述驱动装置的工作方法。本发明的再一目的在于提出一种具有这种驱动装置的电梯。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种驱动装置，具有至少一个线性电机，所述线性电机具有一个位于第一初级部分与第二初级部分之间的次级部分，驱动装置具有至少一个补偿机构，所述补偿机构利用标准的补偿力抵消在每个初级部分与次级部分之间的标准的吸引力，其中初级部分固定有一个导向件，所述导向件对驱动装置沿次级部分进行导向，和初级部分上固定有至少一个制动件，所述制动件用于对驱动装置沿次级部分进行掣停和制动。

一种驱动装置的工作方法，具有至少一个线性电机，所述线性电机具有位于第一初级部分与第二初级部分的次级部分，在每个初级部分与次级部分之间一标准的吸引力作用于垂直于驱动装置的移动方向的作用方向上，和至少一个补偿机构利用标准的补偿力抵消标准吸引力，其中初级部分固定有一个导向件，所述导向件对驱动装置沿次级部分进行导向，和初级部分上固定有至少一个制动件，所述制动件用于对驱动装置沿次级部分进行掣停和制动。

一种电梯，具有至少一个对人员或物品进行输送的轿厢，具有一个驱动装置，所述驱动装置包括至少一个线性电机，所述电机具有一个位于第一初级部分与第二初级部分之间的次级部分，驱动装置具有至少一个补偿机构，所述补偿机构利用标准的补偿力抵消每个初级部分与次级部分之间的标准的吸引力，其中初级部分固定有一个导向件，所述导向件对驱动装置沿次级部分进行导向，和初级部分上固定有至少一个制动件，所述制动件用于对驱动装置沿次级部分进行掣停和制动。

本发明的驱动装置具有至少一个线性电机，所述线性电机具有一个位于第一初级部分与第二初级部分之间的次级部分，所述驱动装置具有至少一个补偿机构，所述补偿机构的标准的补偿力抵消初级部分与次级部分之间的标准的吸引力。标准的吸引力与标准的补偿力作用于垂直于驱动装置的移动方向的作用方向上。

所述驱动装置因此被总标准力导向或制动，所述总标准力是由初级部分与次级部分之间的标准的吸引力减去补偿机构的标准的补偿力构成的。本发明利用在线性电机中存在的大的标准的吸引力，以便实现驱动装置的制动功能。为了有针对性地改变总标准力，采用

a)最好以次级部分为基准通过伺服件进行往复移动，以便改变初级部分与次级部分之间的空隙的宽度，或

b)最好对线性电机进行激活或去活。求出沿垂直于驱动装置移动方向的作用方向的空隙的宽度。其中分为下述四种工作方式：

-在第一种工作方式时，对线性电机去活和仅补偿机构的标准的补偿力将初级部分与次级部分间隔开，对驱动装置以保持方式进行导向。在最大或最小之间可以任意选择调整空隙的宽度。

-在第二种工作方式时，对线性电机激活和将初级部分与次级部分之间的空隙宽度调整到最大。这时初级部分与次级部分之间的标准的吸引力较小，对驱动装置以保持方式进行导向。

-在第三种工作方式时，线性电机被激活和初级部分与次级部分之间的空隙宽度被调整到最小。这时初级部分与次级部分的标准的吸引力较大，对驱动装置进行制动。

-在第四种工作方式时，补偿机构被去活和初级部分被线性电机全部的标准的吸引力抵压在次级部分上，使驱动装置实现应急制动。

电梯具有至少一个用于对人员或物品进行输送的采用驱动装置运行的轿厢。所述驱动装置最好具有多个串联的线性电机。因此可以根据模块设计原理以低的代价和成本实现各种总功率。分别对每一个线性电机的初级部分与次级部分之间的空隙宽度进行控制，从而可以避免不希望出现的导致线性电机受损的初级部分与次级部分的接触以及由于空隙宽度的变化造成的功率波动。

附图说明

下面将对照图1至5举例对本发明的实施方式加以详细的说明。图中示出：

图1为驱动装置的部分的剖面示意图；

图2为驱动装置的部分的立体图；

图3沿电梯驱动装置的移动方向的电梯的第一实施方式的示意图；

图4沿电梯驱动装置的移动方向的电梯的第二实施方式的示意图，和

图5沿电梯驱动装置的移动方向的电梯的第三实施方式的示意图。

具体实施方式

图1和2为驱动装置10的实施方式的示意图。驱动装置具有至少一个线性电机，其中至少一个第一初级部分1、1’和至少一个第二初级部分2、2’在一个平面XY上被一次级部分3相互分隔开。第一初级部分位于次级部分的第一侧，第二初级部分位于次级部分的第二侧。如图1所示，驱动装置具有两个线性电机，第一线性电机由围绕次级部分3的一第一对初级部分1、2构成，第二线性电机由围绕次级部分3的第二对初级部分1’、2’构成。线性电机是一个同步电机，所述同步电机的初级部分被次级部分的永磁铁激励。可以采用任何已知的永磁铁。初级部分具有绕组，电流以已知的方式流过绕组。在有电流时，在每个初级部分和次级部分之间一标准的吸引力沿垂直于驱动装置的移动方向的作用方向Y起作用。在没有电流时，线性电机被去活。在本说明书中对在次级部分与无电流的初级部分之间起作用的标准的剩余力不予以考虑。

而且驱动装置也可以由多个线性电机构成，所述线性电机沿驱动装置的移动方向X顺序设置。因此除了在图2中两个如图1所示的驱动单元被顺序连接成一个总的驱动单元外，图2与图1相符。因此分别根据所需要的总功率，总驱动单元采用模块结构原理由多个短的线性电机构成。此点具有以下三个优点：

a)总驱动单元可以简单和迅速地实现与客户所需要的各种总功率的适配，

b)可以通过对低成本的相同的线性电机的串联实现各种总功率输出，

c)次级部分的不直度不会对多个较短的初级部分产生不利的影响。对每个线性电机分别进行导向和对初级部分与次级部分之间的空隙宽度始终进行控制，从而可以避免由于不希望出现的初级部分与次级部分的接触造成对线性电机的损伤，以及由于空隙宽度的变化造成功率输出的波动。

驱动装置10具有一个支承结构4，所述支承结构对除了次级部分之外的驱动装置的所有部件进行支承。如图1和2所示，支承结构由两根撑杆4.1、4.2，其中第一纵向撑杆4.1设置在次级部分的第一侧上和第二纵向撑杆4.2设置在次级部分的第二侧上。所述支承结构是抗弯曲的和例如由金属构成。纵向撑杆被至少一个U-形的横向撑件4.3在作用方向Y上连接。

驱动装置10通过至少一个导向件6、6’、7、7’沿次级部分被导向。如图1所示，在每个初级部分1、1’、2、2’上设置有一个导向件6、6’、7、7’。导向件成对地设置在次级部分两侧的初级部分的端范围内和抵靠在偏心轴11、11’、12、12’上。采用四个这种导向件可以实现驱动装置沿次级部分均匀分布的和稳定的导向。

驱动装置10具有至少一个补偿机构5，所述补偿机构用标准的补偿力抵消初级部分和次级部分之间的标准的吸引力。如图1所示，补偿机构是第一弹簧5.1，所述弹簧的端部在次级部分的第一侧与初级部分1、1’连接并将初级部分顶离次级部分。补偿机构是第二弹簧5.2，所述弹簧的端部在次级部分的第二侧将第二初级部分顶离次级部分。补偿机构基本上沿驱动装置的移动方向设置。补偿机构由已知的和经验证的诸如金属等弹性材料制成。最好补偿机构固定在支承结构上和补偿机构对初级部分进行支承。例如第一和第二弹簧固定在U-形撑件的端范围内。例如第一弹簧对第一初级部分进行支承和第二弹簧对第二初级部分进行支承。

驱动装置10被至少一个在次级部分上的制动件8、8’、9、9’保持和制动。如图1所示在每个初级部分1、1’、2、2’上设置有一个制动件8、8’、9、9’。制动件成对地在两侧设置在次级部分上。每个制动件通过一个制动杠杆8.1、8.1’、9.1、9.1’与支承结构4连接。每个制动杠杆具有一第一和一第二制动杠杆端部。制动杠杆第一端部枢设在初级部分的一个轴13、13’、14、14’上，制动杠杆第二端部与支承结构连接。采用四个这种制动件可以实现驱动装置沿次级部分均匀分布的和稳定的制动。

由至少一个伺服件15、15’、16、16’对偏心轴11、11’、12、12’在XY平面上围绕调节轴Z进行转动。伺服件是电机，所述电机对偏心轴向前和向后旋转一个调整角度。在第一端位置导向件直接与次级部分接触和制动件不与次级部分接触。在第二端位置导向件不与次级部分接触和制动件直接与次级部分接触。在伺服件无电流时，偏心轴在标准的吸引力的作用下自动返回第二端位置，直至制动件贴合在次级部分上。通过在次级部分上的摩擦实现驱动装置的制动功能和紧急制动功能。导向件和制动件是由已知的诸如金属、陶瓷、硬橡胶等材料构成的衬片、辊、滚轮、球等。在采用辊、滚轮、球等作为导向件时，所述导向件在次级部分上具有滚动摩擦。在采用摩擦片作为制动件时，所述制动器在次级部分上具有滑动摩擦。基于对本发明的了解可以采用不是采用电气控制，而是采用液压或气动控制或利用软轴进行控制的伺服件。

通过偏心轴11、11’、12、12’的向前和向后旋转，初级部分1、1’、2、2’向次级部分3移动或初级部分被移离次级部分3。但偏心轴的向前和向后旋转并不会对补偿机构造成影响。在图1中用弯曲的双箭头示出偏心轴的向前和向后的旋转。以此可以改变初级部分和次级部分之间的空隙的宽度。空隙的宽度沿垂直于驱动装置的移动方向的作用方向变化。在导向件将驱动装置与次级部分进行接触导向的第一端位置，空隙的宽度最大和初级部分与次级部分之间的标准吸引力小。在制动件将驱动装置与次级部分保持接触的第二端位置，空隙的宽度最小和初级部分与次级部分之间的标准的吸引力大。当连续地改变空隙的宽度时，标准的吸引力将被连续地减小或增大。例如在第一端位置时标准的吸引力尽可能小和在第二端位置时标准的吸引力尽可能大。

在偏心轴旋转时，制动杠杆第二端部构成固定点，所述制动杠杆第二端部不改变与次级部分3的距离，而枢设在初级部分上的制动杠杆第一端部改变其与次级部分的距离。用制动杠杆长度84表示制动杠杆第一端部与第二端部之间的距离。用制动长度83表示制动件在制动杠杆端部的连线上的投影与制动杠杆第二端部之间的距离。分别根据制动杠杆长度与制度长度的比的大小，制动件被杠杆件被顶压在次级部分上。如图1所示，杠杆传动比为2∶1。在制动件将驱动装置与次级部分保持接触的第二端位置，补偿机构5的标准的补偿力作为被杠杆传动比放大的制动力。

驱动装置10具有至少一个制动触发器4.5、4.5’，所述制动触发器将补偿机构5至少部分地固定在初级部分1、1’、2、2’上。制动释放器可被置于两个位置。在正常的工作位置时，补偿机构被激活和制动触发器对补偿机构的预应力进行保持。在制动位置，补偿机构被去活和制动触发器去除补偿机构的预应力。如图1所示补偿机构由一个对初级部分1、1’进行连接的弹簧5.1和一个对初级部分2、2’进行连接的弹簧5.2构成。用至少一个应急制动触发器将每个弹簧的至少一个弹簧端部绷紧在初级部分上。应急制动释放器具有至少一个支座，所述支座将弹簧端部保持在作用方向Y上并将初级部分顶离次级部分。采用已知的机械或电气方式实现应急制动触发器的去活。如图1所示，为实现去活应急制动触发器被围绕调整轴Z进行机械旋转。因此支座从侧面滑离弹簧端部并且弹簧被相应地去应力。在补偿机构没有标准的补偿力的情况下，初级部分的标准的吸引力完全起作用，和由于空隙宽度最小，所以标准的吸引力相应较大。这时在初级部分的标准的吸引力的作用下驱动装置被顶压在次级部分上。其中制动件通过摩擦在次级部分上进行制动，实现应急制动功能。采用该制动功能使轿厢或配重在出现超速时被制动和保持。

图3至5示意示出电梯100的实施例的三种方式，所述电梯被驱动装置10驱动。如3所示驱动装置直接对对轿厢20进行驱动，实现对电梯上的人员或物品的输送。如图4所示驱动装置直接对至少一个配重30进行驱动，其中轿厢和配重通过至少一个连接机构40相互连接。连接机构是一个缆索或皮带，所述缆索或皮带具有至少一个对负荷进行吸收的由钢丝、聚酰胺等构成的绳股。轿厢以及配重都是以2∶1曳引比运行的。连接机构通过对多个换向轮41、42、43、44被换向。第一换向轮41设置在配重上，至少一个第二换向轮42设置在竖井顶部和第三和第四换向轮43、44设置在轿厢上。图5与图4相符，不同点仅在于，仅配重的曳引比为2∶1，而轿厢的曳引比是1∶1。采用此方式实现了配重以轿厢的一半速度运行。

次级部分3是电梯的至少一根导轨。如图3所示，轿厢是背囊式轿厢，用两个驱动装置沿两根导轨运行，所述导轨在建筑物竖井的整个长度上延伸。如图4和5所示配重用一个驱动装置沿一根导轨运行，所述导轨在竖井的整个长度上延伸。

如图4所示的具有轿厢10和配重20的电梯100具有如下两个优点：

-首先，由于驱动装置设置在配重上，所以轿厢的重量减少了驱动装置的自重。因而仅需要具有相应减少的驱动功率的驱动装置，此点非常有利于降低成本。

-其次，由于轿厢与配重连接，因而减少了被驱动装置输送的载荷。通常配重的设计等于轿厢空载重量+一半有效载荷。因而仅需要具有相应减少的驱动功率的驱动装置，此点非常有利于降低成本。

另外除了图4所示的实施方式具有的上述优点外，图5所示的具有轿厢10和配重20的电梯还具有如下优点：

-仅配重的曳引比为2∶1，轿厢的曳引比为1∶1。因而配重仅运行竖井的一半高度，而轿厢以配重的两倍的速度在整个竖井上运行。因此次级部分仅需要相应一半长度，此点非常有利于降低成本。

基于对本发明的了解当然也可以将电梯的这两个实施方式结合在一起。专业人员可以任意选择下述方案：

-可以将唯一一个驱动装置设置在轿厢上，和轿厢和配重的曳引比为1∶1。因此仅需要唯一一个具有由于相应的曳引比而减少的驱动功率的驱动装置，此点将非常有利于降低成本。

-最后还可以对轿厢或配重以高曳引比4∶1运行。

Claims (19)

1.一种驱动装置(10)，具有至少一个线性电机，所述线性电机具有一个位于第一初级部分(1、1’)与第二初级部分(2、2’)之间的次级部分(3)，驱动装置具有至少一个补偿机构(5)，所述补偿机构利用标准的补偿力抵消在每个初级部分与次级部分之间的标准的吸引力，其特征在于，初级部分固定有一个导向件(6、6’、7、7’)，所述导向件对驱动装置沿次级部分进行导向，和初级部分上固定有至少一个制动件(8、8’、9、9’)，所述制动件用于对驱动装置沿次级部分进行掣停和制动。

2.按照权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，补偿机构对初级部分进行固定。

3.按照权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，初级部分固定有至少一个伺服件(15、15’、16、16’)，所述伺服件用于向次级部分移动导向件或制动件，或从次级部分移离导向件或制动件，和使导向件或制动件与次级部分接触。

4.按照权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，初级部分固定有至少一个伺服件(15、15’、16、16’)，所述伺服件用于向次级部分移动导向件和制动件，或从次级部分移离导向件和制动件，和使导向件和制动件与次级部分接触。

5.按照权利要求3或4所述的驱动装置，其特征部分，空隙将初级部分与次级部分分隔开，通过导向件或制动件移离次级部分或移向次级部分改变空隙的宽度。

6.按照权利要求3或4所述的驱动装置，其特征部分，空隙将初级部分与次级部分分隔开，通过导向件和制动件移离次级部分或移向次级部分改变空隙的宽度。

7.按照权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，在导向件对驱动装置导向与次级部分进行接触的第一端位置，空隙的宽度最大和初级部分与次级部分之间的标准的吸引力小，和在制动件保持驱动装置与次级部分接触的第二端位置，空隙的宽度最小和初级部分与次级部分之间的标准的吸引力大。

8.按照权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，在导向件对驱动装置导向与次级部分进行接触的第一端位置，空隙的宽度最大和初级部分与次级部分之间的标准的吸引力小，和在制动件保持驱动装置与次级部分接触的第二端位置，空隙的宽度最小和初级部分与次级部分之间的标准的吸引力大。

9.按照权利要求3或4所述的驱动装置，其特征在于，伺服件不向次级部分移动补偿机构或不从次级部分移离补偿机构，制动件通过制动杠杆(8.1、8.1’、9.1、9.1’)与支承机构(4)连接，和制动件被一个杠杆抵压在次级部分上。

10.按照权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，支承机构具有至少一个应急制动触发器(4.5、4.5’)，被激活的应急制动触发器至少部分地将加有标准的补偿力的补偿机构固定在初级部分上，和被去活的制动触发器去除补偿机构的标准的补偿力。

11.按照权利要求1至4中任一项所述的驱动装置，其特征在于，驱动装置具有多个串联的线性电机。

12.一种驱动装置(10)的工作方法，具有至少一个线性电机，所述线性电机具有位于第一初级部分(1、1’)与第二初级部分(2、2’)的次级部分(3)，在每个初级部分与次级部分之间一标准的吸引力作用于垂直于驱动装置的移动方向(X)的作用方向(Y)上，和至少一个补偿机构(5)利用标准的补偿力抵消标准吸引力，其特征在于，初级部分固定有一个导向件(6、6’、7、7’)，所述导向件对驱动装置沿次级部分进行导向，和初级部分上固定有至少一个制动件(8、8’、9、9’)，所述制动件用于对驱动装置沿次级部分进行掣停和制动。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，在第一种工作方式时，线性电机被去活和仅补偿机构的标准的补偿力将初级部分与次级部分间隔开，对驱动装置以保持方式进行导向，或在第二种工作方式时，线性电机被激活和将初级部分与次级部分之间的空隙宽度被调整到最大，使初级部分与次级部分之间的标准的吸引力变小和对驱动装置以保持方式进行导向，或在第三种工作方式时，线性电机被激活和初级部分与次级部分之间的空隙宽度被调整到最小，使初级部分与次级部分的标准吸引力变大和对驱动装置进行制动，或在第四种工作方式时，补偿机构被去活和初级部分被线性电机全部的标准的吸引力抵压在次级部分上，对驱动装置进行制动。

14.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，在第一种工作方式时，线性电机被去活和仅补偿机构的标准的补偿力将初级部分与次级部分间隔开，对驱动装置以保持方式进行导向，和在第二种工作方式时，线性电机被激活和将初级部分与次级部分之间的空隙宽度被调整到最大，使初级部分与次级部分之间的标准的吸引力变小和对驱动装置以保持方式进行导向，和在第三种工作方式时，线性电机被激活和初级部分与次级部分之间的空隙宽度被调整到最小，使初级部分与次级部分的标准吸引力变大和对驱动装置进行制动，和在第四种工作方式时，补偿机构被去活和初级部分被线性电机全部的标准的吸引力抵压在次级部分上，对驱动装置进行制动。

15.一种电梯(100)，具有至少一个对人员或物品进行输送的轿厢(20)，具有一个驱动装置(10)，所述驱动装置包括至少一个线性电机，所述电机具有一个位于第一初级部分(1、1’)与第二初级部分(2、2’)之间的次级部分(3)，驱动装置具有至少一个补偿机构(5)，所述补偿机构(5)利用标准的补偿力抵消每个初级部分与次级部分之间的标准的吸引力，其特征在于，初级部分固定有一个导向件(6、6’、7、7’)，所述导向件对驱动装置沿次级部分进行导向，和初级部分上固定有至少一个制动件(8、8’、9、9’)，所述制动件用于对驱动装置沿次级部分进行掣停和制动。

16.按照权利要求15所述的电梯，其特征在于，驱动装置对轿厢直接驱动或驱动装置对配重直接驱动。

17.按照权利要求15所述的电梯，其特征在于，驱动装置对轿厢直接驱动和驱动装置对配重直接驱动。

18.按照权利要求16或17所述的电梯，其特征在于，轿厢和配重通过至少一个连接机构(40)相互连接，或驱动装置对轿厢或配重以2∶1曳引比进行运行，或驱动装置对轿厢或配重以1∶1曳引比进行运行，或次级部分在竖井的整个长度上延伸，或次级部分在竖井的一半长度上延伸。

19.按照权利要求16或17所述的电梯，其特征在于，轿厢和配至少一个连接机构(40)相互连接，和驱动装置对轿厢或配重以2∶1曳引比进行运行，和驱动装置对轿厢或配重以1∶1曳引比进行运行，和次级部分在竖井的整个长度上延伸，和次级部分在竖井的一半长度上延伸。

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