FI122696B - Sähkömoottori, nostokoneisto sekä hissijärjestelmä - Google Patents

Sähkömoottori, nostokoneisto sekä hissijärjestelmä Download PDF

Info

Publication number
FI122696B
FI122696B FI20105339A FI20105339A FI122696B FI 122696 B FI122696 B FI 122696B FI 20105339 A FI20105339 A FI 20105339A FI 20105339 A FI20105339 A FI 20105339A FI 122696 B FI122696 B FI 122696B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
rotor
electric motor
stator
magnet
permanent magnet
Prior art date
Application number
FI20105339A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105339A (fi
FI20105339A0 (fi
Inventor
Jussi Huppunen
Asmo Tenhunen
Original Assignee
Kone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kone Corp filed Critical Kone Corp
Publication of FI20105339A0 publication Critical patent/FI20105339A0/fi
Priority to FI20105339A priority Critical patent/FI122696B/fi
Priority to RU2012139084/07A priority patent/RU2566254C2/ru
Priority to ES11762077T priority patent/ES2913478T3/es
Priority to MX2012010139A priority patent/MX2012010139A/es
Priority to EP11762077.3A priority patent/EP2553793B1/en
Priority to EP16201433.6A priority patent/EP3176914A1/en
Priority to MYPI2012003914A priority patent/MY157128A/en
Priority to BR112012024457A priority patent/BR112012024457B1/pt
Priority to CN201180017197.4A priority patent/CN102859842B/zh
Priority to JP2013501882A priority patent/JP5975980B2/ja
Priority to PCT/FI2011/050270 priority patent/WO2011121184A1/en
Publication of FI20105339A publication Critical patent/FI20105339A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI122696B publication Critical patent/FI122696B/fi
Priority to US13/604,406 priority patent/US8698368B2/en
Priority to HK13105285.8A priority patent/HK1178692A1/zh
Priority to US14/089,299 priority patent/US9209657B2/en
Priority to JP2016077183A priority patent/JP2016165222A/ja

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793Rotors axially facing stators
    • H02K1/2795Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00Control systems of elevators in general
    • B66B1/24Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/0035Arrangement of driving gear, e.g. location or support
    • B66B11/0045Arrangement of driving gear, e.g. location or support in the hoistway
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/043Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/043Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation
    • B66B11/0438Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation with a gearless driving, e.g. integrated sheave, drum or winch in the stator or rotor of the cage motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/08Salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • H02K1/146Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/1004Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with pulleys
    • H02K7/1008Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with pulleys structurally associated with the machine rotor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Cage And Drive Apparatuses For Elevators (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

SÄHKÖMOOTTORI, NOSTOKONEISTO SEKÄ HISSIJÄRJESTELMÄ
Keksinnön ala
Keksintö liittyy sähkömoottoreiden rakenteisiin ja erityisesti kestomagneettimoottoreiden rakenteisiin.
5 Keksinnön tausta
Rakennettu tila pyritään yleensä hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti. Esimerkiksi hissien nostokoneis-toista pyritään tilavaatimusten takia tekemään mahdollisimman kompakteja. Tämän saavuttamiseksi nosto-10 koneistoja suunnitellaan mahdollisimman litteiksi pyö rimisakselin suuntaisilta mitoiltaan, jolloin nosto-koneistot mahtuvat paremmin vaikkapa hissikuilun seinäosan yhteyteen tai muuhun vastaavaan kapeaan tilaan. Toisaalta eräissä ratkaisuissa nostokoneisto pyritään 15 suunnittelemaan säteen suuntaiselta mitaltaan mahdol lisimman pieneksi, siten että nostokoneisto mahtuu paremmin esimerkiksi hissikuilun ylä- tai alapäädyn yhteyteen .
Viime aikoina nostokoneistojen sähkömoottoreissa on 20 alettu käyttää kestomagneettimoottoreita, joissa on keskitetty staattorikäämitys, joka on käämitty kahteen vierekkäiseen uraan staattorihampaan ympärille. Keskitetyssä käämityksessä vyyhdenpään osuus jää lyhyemmäk-c'J si kuin perinteisessä limikäämityksessä, jolloin myös ^ 25 nostokoneiston koko pienenee.
o ^ Keskitetyn käämityksen käyttäminen aiheuttaa kuitenkin ^ ongelmia. Keskitetyn käämityksen sähkömoottorin ilma- x £ väliin aikaansaama magneettivuon tiheysjakauma poikke- cd aa merkittävästi sinimuotoisesta ja sisältää täten co 23 30 runsaasti yliaaltoja. Yliaallot taas aiheuttavat moot er
Tr torissa tarinaa seka häiritsevää melua, o
(M
Keksinnön yhteenveto 2
Keksinnön tarkoituksena on esittää kestomagneettimoot-tori, jossa magneettikentän yliaalloista aiheutuvaa tärinää sekä melua on pienennetty kestomagneettien sijoittelua sekä muotoa kehittämällä. Tämän tarkoituksen 5 saavuttamiseksi keksinnössä tuodaan esiin patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkömoottori, patenttivaatimuksen 6 mukainen nostokoneisto sekä patenttivaatimuksen 8 mukainen hissi järjestelmä. Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on kuvattu epäitsenäisissä patenttivaati-10 muksissa.
Keksinnön mukainen sähkömoottori käsittää staattorin, jossa staattorissa on uria, joihin uriin on sovitettu keskitetty käämitys. Sähkömoottori käsittää myös pyörivän roottorin, joka roottori käsittää pyörimisliik-15 keen suuntaiselle kehälle peräkkäin asetettuja kesto-magneetteja. Kestomagneetin leveyden magneetin keskiviivan kohdalla LM ja roottorin magneettinavan levey- L 2 4 den Lp suhde —on vähintään — ja enintään — . Sähkö-Lp 3 5 kulma-asteissa tämä tarkoittaa sitä, että kestomagnee- 20 tin leveys magneetin keskiviivan kohdalla LM vaihtelee välillä 120 - 144 sähkökulma-astetta. Sähkökulma- asteilla viitataan roottorin ja staattorin välisessä ilmavälissä kiertävän magneettivuon perusaallon jak- sonpituuden määräämää kulma-arvoon. Täten roottorin 25 magneettinavan leveydeksi LP saadaan 180 sähkökulma- c\j astetta. Magneetin keskiviivalla tarkoitetaan sellais- ^ ta roottorin pyörimisliikkeen suuntaista kehää, joka
1 I
g sijaitsee oleellisesti magneetin geometrisessa keski- i oo kohdassa, ts. magneetin pituus keskiviivaan nähden
(M
30 kohtisuorassa suunnassa on sama keskiviivan molemmilla cc puolilla.
CD
CO
g Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa roottorissa 2 olevan kestomagneetin ainakin yhden sivun suunta poik- 0X1 keaa staattoriuran suunnasta uravinoudella s, jonka
35 uravinouden s ja roottorin magneettinavan leveyden LP
3 s . 5 . . 1 suhde — on vähintään — ia korkeintaan — . Sähkökul-
Lp 36 5 ma-asteissa tämä tarkoittaa sitä, että uravinous vaih-telee välillä 25 - 36 sähkökulma-astetta.
Edellä esitetyn roottorimagneettien sijoittelun ja 5 magneetin muotoilun avulla voidaan vähentää magneetti vuon yliaalloista aiheutuvaa tärinää sekä melua erityisesti sellaisissa sähkömoottoreissa, joissa sähkö-moottorin staattoriuriin on sovitettu keskitetty mur-tovakokäämitys, jonka vakoluku q on pienempi kuin 0.5. 10 Mainittu kestomagneetin uravinous voidaan toteuttaa edullisesti muotoilemalla roottorin kestomagneetit oleellisesti nuolen muotoisiksi.
Keksinnön mukainen sähkömoottori on edullisesti aksi-aalivuomoottori, jossa staattorin ja roottorin välinen 15 ilmaväli on oleellisesti roottorin pyörimisakselin suuntainen. Aksiaalivuomoottorin roottorissa olevan nuolen muotoisen kestomagneetin kärki sijaitsee edullisesti kauempana roottorin pyörimisakselista kuin mainitun kestomagneetin keskiviiva. Kestomagneetti voi 20 olla muotoiltu siten, että kestomagneetin leveys kas vaa etäisyyden roottorin pyörimisakselista kasvaessa. Tällainen kestomagneetin muotoilu kasvattaa moottorin momenttia, sillä suurempi osa moottorin magneettivuosta kulkee tällöin sähkömoottorin osassa, joka sijait-25 see säteen suunnassa kauempana roottorin pyörimisakse- o lista. Keksinnön mukainen sähkömoottori voi olla myös
(M
radiaalivuomoottori, jossa staattorin ja roottorin vä-o ' Imen llmavali on oleellisesti sähkömoottorin sateen co ^ suuntainen.
x tr
CL
30 Keksinnön mukaisen sähkömoottorin roottorissa olevien 05 £3 peräkkäisten kestomagneettien magneettinavat ovat
LO
o edullisesti keskenään vastakkaissuuntaiset.
δ
CM
4
Toiseen aspektiin liittyen keksintö koskee nosto-koneistoa, joka käsittää edellä esiin tuodun kaltaisen sähkömoottorin. Nostokoneistossa sähkömoottorin staat-tori on sijoitettu edullisesti nostokoneiston paikal-5 laan pysyvään rakenteeseen, ja sähkömoottorin roottori on sijoitettu edullisesti nostokoneiston pyörivään rakenteeseen. Nostokoneiston pyörivä rakenne käsittää vetopyörän. Käytettäessä keksinnön mukaista sähkömoottoria voidaan nostokoneiston tärinää ja melua pienen-10 tää.
Kolmanteen aspektiin liittyen keksintö koskee hissi-järjestelmää, joka käsittää jonkin edellä esiin tuodun kaltaisen nostokoneiston, hissikorin liikuttamiseksi hissikuilussa. Keksinnön mukaisessa hissijärjestelmäs-15 sä nostokoneisto voidaan sijoittaa sekä pienemmän kokonsa että hiljaisemman äänitasonsa puolesta edullisesti hissikuiluun.
Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa roottori on sijoitettu nostokoneiston pyörivän rakenteen ensimmäi-20 selle puolelle, ja vetopyörä on sijoitettu nosto- koneiston pyörivän rakenteen vastakkaiselle puolelle. Vetopyörä on kiinnitetty samaan kappaleeseen roottorin kanssa. Vetopyörä voi olla integroitu samaan kappaleeseen roottorin kanssa; nostokoneisto voi myös käsittää 25 kiinnityselimen kuten pultin vetopyörän kiinnittämi- seksi ja / tai irrottamiseksi. Tästä on hyötyä esimer-o kiksi jos vetopyörä pitää vaihtaa kulumisen tai vi-
CM
^ kaantumisen takia. Vetopyörän vaihto voi olla tarpeel- o ^ lista esimerkiksi vetopyörän pintaosassa olevien köy- ^ 30 siurien kulumisen vuoksi. Urien metallointi tai pin- x £ noitettujen urien pinnoite kuten polyuretaani tai vasen taava saattaa kulua muun muassa köysien luiston vuok- oo £3 si. Myös urien geometria vaikuttaa kulumiseen, o cm Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa vetopyörä on 35 ontto. Nostokoneiston pyörivästä rakenteesta voidaan 5 täten tehdä erittäin jäykkä mutta rakenne on samalla kevyt ja mahtuu pieneen tilaan. Nostokoneiston kokoa voidaan myös edelleen pienentää sijoittamalla esimerkiksi koneistojarru ja / tai nostokoneiston pyörivän 5 osan liikettä mittaava anturi onton vetopyörän sisään. Koneistojarrun jarrupinta voidaan myös muodostaa onton vetopyörän kehäosan sisäpinnalle.
Nostokoneiston pyörivä rakenne on tehty edullisesti magneettivuota johtavasta materiaalista ainakin kesto-10 magneettien välittömässä läheisyydessä. Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa kestomagneettien paksuus ilmavälin suunnassa on oleellisesti vakio; mainittu ilmavälin suuntainen kestomagneettien paksuus voi kuitenkin myös vaihdella siten, että paksuuden vaihtelul-15 la pyritään saavuttamaan mahdollisimman sinimuotoinen magneettivuon tiheysjakauma magneettipiirin ilmavälis-sä.
Mainitut roottorin kestomagneetit on sovitettu edullisesti kiinnitysmatriisiin, joka on pyörrevirtojen vä-20 hentämiseksi tehty sähköä johtamattomasta tai huonosti johtavasta materiaalista, kuten lasikuitukomposiitis-ta, ruostumattomasta teräksestä tai vastaavasta. Kestomagneetit voidaan kuitenkin kiinnittää myös esimerkiksi upottamalla nostokoneiston pyörivään rakentee-25 seen tätä tarkoitusta varten koneistettaviin syvennyk- cm siin· δ ^ Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa nostokoneiston sfr o pyörivä rakenne on tuettu nostokoneiston paikallaan cm pysyvään akseliin laakereiden välityksellä. Akseli £ 30 voidaan edelleen tehdä ontoksi, jolloin nostokoneisto
CL
kevenee ilman, että nostokoneiston jäykkyys oleelli-σ> £3 sesti heikkenee. Akselin ja / tai vetopyörän ontto ra in o kenne merkitsee myös sitä, että nostokoneiston valmis- ^ tamiseen tarvittavan raaka-aineen määrä vähenee. Nos- 6 tokoneiston pyörivän rakenteen liikettä mittaava anturi voidaan myös sijoittaa onton akselin sisään.
Keksinnön mukaisen nostokoneiston koneistojarruina voidaan käyttää esimerkiksi rumpu- tai levyjarruja. 5 Jarrupinta on edullisesti muodostettu nostokoneiston pyörivän rakenteen uloimman kehän jatkeeksi rengasmaiseksi kehäksi esimerkiksi levyjarrun jarrulevyksi tai rumpujarrun jarrukehäksi.
Edeltävä yhteenveto, kuten myös jäljempänä esitettävät 10 keksinnön lisäpiirteet ja -edut tulevat paremmin ymmärretyiksi seuraavan keksinnön sovellusalaa rajoittamattoman suoritusmuotojen kuvauksen avulla.
Kuvioiden selitys lyhyesti kuvio 1 havainnollistaa kestomagneettien sijoittelua 15 roottorin pinnalla kuvio 2 havainnollistaa erään keksinnön mukaisen ak- siaalivuomoottorin roottoria pyörimisakselin suunnasta kuvattuna kuvio 3 havainnollistaa erään keksinnön mukaisen ak- 20 siaalivuomoottorin staattoria pyörimisakselin suunnasta kuvattuna kuvio 4 havainnollistaa erään keksinnön mukaisen ak- siaalivuomoottorin kestomagneettia ilmavälin ^ suunnasta kuvattuna o ^ 25 kuvio 5 havainnollistaa erästä keksinnön mukaista ra- w diaalivuomoottoria pyörimisakselin suunnasta x £ kuvattuna σ> oo kuvio 6 esittää osaa eräästä keksinnön mukaisesta tn ^ nostokoneistosta nostokoneiston pyörimisakse- ^ 30 liitä säteen suunnassa ylöspäin auki leikat tuna 7 kuvio 7 esittää lohkokaaviona erästä keksinnön mukaista hissijärjestelmää
Keksinnön edullisten suoritusmuotojen tarkempi kuvaus
Kuvio 1 esittää kestomagneetteja sijoitettuna peräk-5 käin erään keksinnön mukaisen kestomagneettitahtimoot-torin roottorin pinnalle pyörimisliikkeen suuntaiselle kehälle 12, esitettynä ilmavälin suunnasta. Kuviossa 1 pyörimisliikkeen suuntainen kehä 12 on esitetty selvyyden vuoksi suoristettuna, jolloin kestomagneetit 10 sijaitsevat pyörimisliikkeen suuntaisella kehällä suorassa linjassa peräkkäin. Kestomagneetit ovat oleellisesti nuolen muotoisia. Kestomagneettien 3a, 3b mitat ja sijoittelu roottorissa on valittu siten, että kunkin kestomagneetin 3a, 3b leveyden magneetin keskivii- 15 van 12 kohdalla LM ja roottorin magneettinavan levey- L 2 4 den Lp suhde —— on vähintään — ja enintään — . Sähköin 3 5 kulma-asteissa tämä tarkoittaa sitä, että magneettinavan leveyden Lp ollessa 180 sähkökulma-astetta kesto-magneetin leveys magneetin keskiviivan 12 kohdalla LM 20 vaihtelee välillä 12o - 144 sähkökulma-astetta. Moottori käsittää myös staattorin (ei kuvassa), jossa on uria staattorikäämitystä varten. Staattoriurat sijaitsevat kohtisuorassa suunnassa pyörimisliikkeen suuntaiseen kehään 12 nähden. Kestomagneetin kärkeen 11 25 päättyvien sivujen, samoin kuin vastakkaisella puolelta la kestomagneettia sijaitsevien sivujen 7 suunta poik- ^ keaa staattoriurien suunnasta uravinoudella s, jonka o ....
1 uravinouden s ja roottorin magneettinavan leveyden LP
co N s 5 . 1 _ suhde — on vähintään — ia korkeintaan — . Sähkökul- £ Lp 36 5 CL Γ co 30 ma-asteissa tämä tarkoittaa sitä, että uravinous s co g vaihtelee välillä 25 - 36 sähkökulma-astetta. Staatto- o ...
^ riurun on sovitettu keskitetty murtovakokaamitys, ^ jonka vakoluku q on pienempi kuin 0.5. Vakoluku q il maisee staattoriurien lukumäärän moottorin vaihetta ja 8 napaa kohden. Kun vakoluku on alle 0.5, voidaan yllä esitetyllä kestomagneetin muotoilulla ja sijoittelulla pienentää moottorin ilmavälissä kiertävän magneettivuon yliaaltoja, jolloin myös tärinää aiheuttava moot-5 torin momenttiväre pienenee; samalla myös moottorin toiminnasta aiheutuva häiritsevä melu pienenee.
Kuvio 2 havainnollistaa erään keksinnön mukaisen aksi-aalivuomoottorin roottoria 2 pyörimisakselin suunnasta kuvattuna. Roottori 2 voi olla muodostettu esimerkiksi 10 kuvion 6 nostokoneiston 14 pyörivään kappaleeseen 16 siten, että nostokoneiston 14 pyörivän kappaleen 16 pintaan on kiinnitetty kestomagneetteja 3a, 3b peräkkäin pyörimisliikkeen suuntaiselle kehälle 12 tasaisin välimatkoin. Kestomagneetit 3a, 3b ovat nuolen muotoi-15 siä; lisäksi kaikilla kestomagneeteilla on sama leveys magneetin keskiviivan kohdalla LM. Kahden peräkkäisen kestomagneetin 3a, 3b magneettinavat ovat toisilleen vastakkaissuuntaiset, siten että peräkkäisten kesto-magneettien aikaansaamat magneettikentän voimakkuus-20 vektorit ovat toisilleen vastakkaissuuntaiset. Kesto- magneettien mitat ja sijoittelu, samoin kuin kestomagneettien uravinous ovat kuvion 1 suoritusmuodon mukaisia. Kuvion 6 nostokoneiston staattorissa 4 on keskitetty murtovakokäämitys, jonka vakoluku on pienempi 25 kuin 0.5. Staattori 4 on sijoitettu nostokoneiston paikallaan pysyvään runko-osaan 15. Nostokoneiston cvj pyörivä kappale 16 käsittää myös vetopyörän 17, jossa ^ on köysiuria vetoköysiä varten. Staattori ja roottori g on sijoitettu nostokoneistossa 14 vastakkain siten, to 30 että niiden väliin jää pyörimisakselin 9 suuntainen
(M
ilmaväli 8. Moottorin magneettivuo ylittää ilmavälin 8 cc kiertäessään roottorin 2 ja staattorin 4 välillä.
CD
CO
Kuviossa 3 on esitetty eräs mahdollinen kuvion 6 nos- 2 tokoneiston 14 staattori 4. Kuvion 3 staattorissa 4 on o 0X1 35 12 uraa, ja staattorikäämityksessa on kolme vaihetta.
Kuvion 2 mukaisessa roottorissa taas on 10 napaa, sil- 9 lä jokainen kestomagneetti muodostaa roottoriin mag-neettinavan. Täten käytettäessä kuvion 2 mukaista roottoria sekä kuvion 3 mukaista staattoria saadaan moottorin vakoluvuksi 0.4.
5 Kuvion 2 roottorin kestomagneetit 3a, 3b on sovitettu kiinnitysmatriisiin, joka puolestaan on kiinnitetty nostokoneiston pyörivän kappaleen 16 pintaan. Kesto-magneettien paksuus ilmavälin 8 suunnassa on oleellisesti vakio. Pyörivä kappale 16 on tehty kestomagneet-10 tien 3a, 3b läheisyydessä ferromagneettisesta materiaalista, jossa magneettipiirissä kulkeva magneettivuo kiertää.
Kestomagneettien 3a, 3b keksinnön mukaisella muotoilulla ja sijoittelulla pienennetään moottorin moment-15 tivärettä vähentämällä moottorin ilmavälissä kiertävän magneettivuon yliaaltoja. Yliaaltoja voitaisiin vähentää myös nuolen muodosta poikkeavilla tai muunnelluilla kestomagneetin muodoilla kuten monikulmioilla, joiden leveys magneetin keskiviivan kohdalla sekä ura-20 vinous ovat kuitenkin keksinnössä määrättyjen raja-arvojen puitteissa. Eräs mahdollinen kestomagneetin muoto on nelikulmio, jonka ainakin yhden sivun suunta poikkeaa staattoriuran suunnasta keksinnössä esitetyn uravinouden 2 rajoissa. Toisaalta yksi tai useampi 25 kestomagneetin kulma voi olla myös pyöristetty.
c\i i- Kuviossa 4 esitetään erästä tällaista hieman muunnel ee tua, esimerkiksi johonkin edellä kuvattuun aksiaali- 0 vuomoottoriin sovellettavissa olevaa nuolen muotoista cvj kestomagneettia, jossa nuolen muotoisen kestomagneetin 30 kärki 11 sijaitsee kauempana roottorin pyörimisakse-
CL
lista 9 kuin kestomagneetin 3a geometrisen keskikohdan 01 £3 kautta kulkeva, roottorin pyörimisliikkeen suuntaisel-
LO
o la kehällä sijaitseva keskiviiva 12. Keskiviivalla 12 ^ tarkoitetaan sellaista roottorin pyörimisliikkeen 35 suuntaista kehää, joka sijaitsee oleellisesti magnee- 10 tin geometrisessa keskikohdassa, ts. magneetin pituus keskiviivaan nähden kohtisuorassa suunnassa A on sama keskiviivan 12 molemmilla puolilla. Lisäksi kestomagneetin leveys 1 kasvaa etäisyyden 10 roottorin pyöri-5 misakselista 9 kasvaessa nuolen 10 suuntaan, jolloin suurempi osa kestomagneetin aikaansaamasta magneettikentästä sijaitsee kauempana roottorin pyörimisakselista . Tällaisella kestomagneetin muotoilulla voidaan parantaa moottorin momentintuottoa.
10 Kuviossa 5 havainnollistetaan erästä keksinnön mukaista radiaalivuomoottoria pyörimisakselin suunnasta kuvattuna. Roottorin 2 pinnassa on kestomagneetteja 3a, 3b. Kestomagneetit 3a, 3b on kiinnitetty kiinnitysmat-riisiin ja sijoitettu peräkkäin roottorin pinnalle 15 pyörimisliikkeen suuntaiselle kehälle. Kestomagneetit 3a, 3b ovat oleellisesti nuolen muotoisia. Kestomagneettien 3a, 3b mitat ja sijoittelu roottorissa 2 on valittu siten, että kunkin kestomagneetin 3a, 3b leveyden magneetin keskiviivan 12 kohdalla LM ja rootto- 20 rin magneettinavan leveyden LP suhde on vähintään
Lp 2 . 4 — ia enintään —. Sahkokulma-asteissa tämä tarkoittaa 3 5 sitä, että magneettinavan leveyden Lp ollessa 180 säh- kökulma-astetta kestomagneetin leveys magneetin keskiviivan 12 kohdalla LM vaihtelee välillä 120 - 144 säh-^ 25 kökulma-astetta. Moottori käsittää myös staattorin 4, o jossa on uria 5 staattorikäämitystä 6 varten. Staatto- 4 riurat 5 sijaitsevat kohtisuorassa suunnassa pyörimis- o . .
' liikkeen suuntaiseen kehään nähden. Kuviossa 5 staat- 00 ^ torissa on avoimet ura-aukot, mutta moottorissa voi
X
£ 30 olla myös puoliavoimet tai suljetut ura-aukot. Kestoon magneetin kärkeen päättyvien sivujen, samoin kuin vas- 23 takkaisella puolella kestomagneettia sijaitsevien si- o ^ vujen suunta poikkeaa staattoriurien 5 suunnasta ura- 00 vinoudella s, jonka uravinouden s ja roottorin mag- 11 s 5 .
neettinavan leveyden LP suhde — on vähintään — ja
Lp 36 korkeintaan —. Sähkökulma-asteissa tämä tarkoittaa si- 5 tä, että uravinous s vaihtelee välillä 25 - 36 sähkö-kulma-astetta. Staattoriuriin on sovitettu keskitetty 5 murtovakokäämitys, jonka vakoluku q on pienempi kuin 0.5. Kun vakoluku on alle 0.5, voidaan yllä esitetyllä kestomagneetin muotoilulla ja sijoittelulla pienentää radiaalivuomoottorin ilmavälissä kiertävän magneettivuon yliaaltoja, jolloin myös tärinää aiheuttava moot-10 torin momenttiväre pienenee; samalla myös moottorin toiminnasta aiheutuva häiritsevä melu pienenee.
Kuviossa 7 esitetään lohkokaaviona hissijärjestelmä, jossa hissikori 18 ja vastapaino 20 on ripustettu hissikuiluun 19 hissin nostokoneiston 14 vetopyörän 17 15 kautta kulkevilla nostoköysillä. Hissikoria liikute taan kohdistamalla hissikoriin voimavaikutus hissin nostokoneistolla 14 nostoköysien välityksellä. Tehon-syöttö hissin nostokoneistolle 1 tapahtuu sähköverkon ja hissin nostokoneiston 14 välille liitetyllä taa-20 juusmuuttajalla (ei kuvassa). Taajuusmuuttaja ja hissin nostokoneisto 14 on sijoitettu hissikuiluun, hissikuilun 19 seinän yhteyteen hissikorin 18 liikeradan ulkopuolelle. Hissin nostokoneisto 14 on kuviossa 6 esitetyn kaltainen. Keskitetyn murtovakokäämityksen ^ 25 ansiosta hissin nostokoneisto 14 on täten voitu tehdä o pyörimisakselin 9 suuntaiselta mitaltaan tunnettua
CM
4 litteämmäksi. Kuten kuviosta 7 voidaan havaita, lit- o ^ teämpi hissin nostokoneisto 14 mahdollistaa hissikorin 18 leveyden kasvattamisen hissin nostokoneiston 1 pyö-x £ 30 rimisakselin 9 suunnassa, jolloin samaan hissikuiluun voidaan sovittaa aikaisempaa tilavampi hissikori 18.
[n Samoin keksinnön mukainen nostokoneiston 14 roottorien , ^ magneettien sijoittelu ja muotoilu pienentää moottorin ^ momenttivärettä ja tekee nostokoneistosta erittäin 35 hiljaisen.
12
Keksinnön mukainen sähkömoottori 1 ja nostokoneisto 14 soveltuvat käytettäväksi esimerkiksi erilaisissa kuljetin- ja nostojärjestelmissä; henkilö- ja tavarahis-sijärjestelmän lisäksi sähkömoottoria 1 ja nosto-5 koneistoa 14 voidaan käyttää esimerkiksi kaivoshis-seissä, telahisseissä, sekä nostureissa. Toisaalta keksinnön mukainen sähkömoottori soveltuu käytettäväksi myös esimerkiksi liukuporras- ja liukukäytäväjärjestelmissä .
10 Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
c\j δ
(M
sj- o
CO
(M
X
en
CL
O)
CO
CO
m o δ
(M

Claims (9)

13
1. Sähkömoottori (1), joka käsittää staattorin (4) sekä pyörivän roottorin (2); jossa staattorissa on uria (5), joihin uriin on sovi-5 tettu keskitetty murtovakokäämitys (6), jonka vakoluku (q) on pienempi kuin 0.5; ja joka roottori (2) käsittää pyörimisliikkeen suuntaiselle kehälle (12) peräkkäin asetettuja kestomagneetteja (3a, 3b); 10 joiden peräkkäisten kestomagneettien (3a, 3b)magneettinavat ovat keskenään vastakkaissuuntaiset; ja joiden kestomagneettien paksuus (13) ilmavälin suunnassa on oleellisesti vakio; tunnettu siitä, että kestomagneetin (3a, 3b) leveyden 15 magneetin keskiviivan (12) kohdalla (LM) ja roottorin magneettinavan leveyden (Lp) suhde (-^-) on vähintään Lp 2 . 4 — ia enintään — ; 3 5 ja että ainakin yhden roottorissa olevan kestomagneetin (3a, 3b) ainakin yhden sivun suunta poikkeaa 2. staattoriuran (5) suunnasta uravinoudella (s) , jonka uravinouden s ja roottorin magneettinavan leveyden Lp s 5 . .1 suhde — on vähintään — ia korkeintaan — . Lp 36 5 c\j ... i-
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sahkomootton, tun- o ' ^ nettu siitä, että staattorin (4) ja roottorin (2) vä- 9 25 linen ilmaväli (8) on oleellisesti roottorin pyöri- CO (M misakselin (9) suuntainen. X X
“ 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähkömoottori, tun- co nettu siitä, että kestomagneetin (3a, 3b) leveys (1) CO o kasvaa etäisyyden (10) roottorin pyörimisakselista (9) ° 30 kasvaessa. 14
4. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen sähkömoottori, tunnettu siitä, että roottorin kesto-magneetti (3a, 3b) on oleellisesti nuolen muotoinen.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sähkömoottori, tun-5 nettu siitä, että roottorissa olevan nuolen muotoisen kestomagneetin (3a, 3b) kärki (11) sijaitsee kauempana roottorin pyörimisakselista (9) kuin mainitun kesto-magneetin (3a, 3b) keskiviiva (12).
6. Nostokoneisto (14), tunnettu siitä, että nosto-10 koneisto käsittää jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisen sähkömoottorin (1).
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen nostokoneisto, tunnettu siitä, että sähkömoottorin staattori (4) on sijoitettu nostokoneiston paikallaan pysyvään rakentee- 15 seen (15); ja että sähkömoottorin roottori (2) on sijoitettu nostokoneiston pyörivään rakenteeseen (16); ja että nostokoneiston pyörivä rakenne (16) käsittää vetopyörän (17).
8. Hissijärjestelmä, tunnettu siitä, että hissijärjes- telmä käsittää patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukaisen nostokoneiston (14) hissikorin (18) liikuttamiseksi hissikuilussa (19).
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen hissijärjestelmä, 25 tunnettu siitä, että nostokoneisto (14) on sijoitettu o hissikuiluun (19) . o co CM X tr CL σ> co co LO o δ CM 15
FI20105339A 2010-03-31 2010-03-31 Sähkömoottori, nostokoneisto sekä hissijärjestelmä FI122696B (fi)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105339A FI122696B (fi) 2010-03-31 2010-03-31 Sähkömoottori, nostokoneisto sekä hissijärjestelmä
CN201180017197.4A CN102859842B (zh) 2010-03-31 2011-03-30 电动机、卷扬机和升降机系统
PCT/FI2011/050270 WO2011121184A1 (en) 2010-03-31 2011-03-30 Electric motor, hoisting machine and elevator system
MX2012010139A MX2012010139A (es) 2010-03-31 2011-03-30 Motor electrico, maquina de elevacion y sistema de ascensor.
EP11762077.3A EP2553793B1 (en) 2010-03-31 2011-03-30 Electric motor, hoisting machine and elevator system
EP16201433.6A EP3176914A1 (en) 2010-03-31 2011-03-30 Electric motor, hoisting machine and elevator system
MYPI2012003914A MY157128A (en) 2010-03-31 2011-03-30 Electric motor, hoisting machine and elevator system
BR112012024457A BR112012024457B1 (pt) 2010-03-31 2011-03-30 motor elétrico, máquina de elevação e sistema de elevador
RU2012139084/07A RU2566254C2 (ru) 2010-03-31 2011-03-30 Электродвигатель, подъемный механизм и лифтовая система
JP2013501882A JP5975980B2 (ja) 2010-03-31 2011-03-30 電動機、巻上機およびエレベータシステム
ES11762077T ES2913478T3 (es) 2010-03-31 2011-03-30 Motor eléctrico, máquina de izado y sistema de ascensor
US13/604,406 US8698368B2 (en) 2010-03-31 2012-09-05 Electric motor, hoisting machine and elevator system
HK13105285.8A HK1178692A1 (zh) 2010-03-31 2013-04-30 電動機、捲揚機和升降機系統
US14/089,299 US9209657B2 (en) 2010-03-31 2013-11-25 Electric motor, hoisting machine and elevator system
JP2016077183A JP2016165222A (ja) 2010-03-31 2016-04-07 電動機、巻上機およびエレベータシステム

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105339 2010-03-31
FI20105339A FI122696B (fi) 2010-03-31 2010-03-31 Sähkömoottori, nostokoneisto sekä hissijärjestelmä

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20105339A0 FI20105339A0 (fi) 2010-03-31
FI20105339A FI20105339A (fi) 2011-10-01
FI122696B true FI122696B (fi) 2012-05-31

Family

ID=42074440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105339A FI122696B (fi) 2010-03-31 2010-03-31 Sähkömoottori, nostokoneisto sekä hissijärjestelmä

Country Status (12)

Country Link
US (2) US8698368B2 (fi)
EP (2) EP2553793B1 (fi)
JP (2) JP5975980B2 (fi)
CN (1) CN102859842B (fi)
BR (1) BR112012024457B1 (fi)
ES (1) ES2913478T3 (fi)
FI (1) FI122696B (fi)
HK (1) HK1178692A1 (fi)
MX (1) MX2012010139A (fi)
MY (1) MY157128A (fi)
RU (1) RU2566254C2 (fi)
WO (1) WO2011121184A1 (fi)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9742228B2 (en) 2013-10-18 2017-08-22 General Electric Company Torque ripple reduction in electric machines
KR101724471B1 (ko) * 2015-05-26 2017-04-18 현대자동차 주식회사 진동 저감 댐퍼를 갖는 알터네이터 유닛
US20170016449A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 Hamilton Sundstrand Corporation Axial-flux induction motor pump
CN106972653A (zh) * 2016-01-14 2017-07-21 德昌电机(深圳)有限公司 电机及其外磁芯、内磁芯
JP2017169343A (ja) 2016-03-16 2017-09-21 株式会社東芝 回転電機、巻上機、およびエレベータ
US11053996B2 (en) * 2016-07-15 2021-07-06 Qiguang Wang Hub motor
US10256708B2 (en) 2016-09-22 2019-04-09 General Electric Company Electric machine
RU172408U1 (ru) * 2016-11-22 2017-07-07 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Механотронных Технологий - Альфа - Научный Центр" Бесконтактный электродвигатель постоянного тока
RU2660945C2 (ru) * 2016-12-05 2018-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Магнитоэлектрическая машина
CN108880030A (zh) * 2017-05-12 2018-11-23 蒂森克虏伯电梯(上海)有限公司 曳引机转子及具有该转子的曳引机
CN109368466A (zh) * 2018-10-25 2019-02-22 贵州高矿重工(长顺)有限公司 一种永磁电机内装式矿井提升机
CN113131644A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 日本电产株式会社 转子铁芯以及具有该转子铁芯的马达
DE102020125121A1 (de) * 2020-09-25 2022-03-31 Dormakaba Deutschland Gmbh Antriebseinrichtung zum Verschieben eines Flügels
DE102021113660A1 (de) 2021-05-27 2022-12-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Axialflussmaschine, kollaborativer Roboter mit einer elektrischen Axialflussmaschine
WO2023217353A1 (en) * 2022-05-10 2023-11-16 Kone Corporation Elevator motor
US11949306B2 (en) 2022-09-06 2024-04-02 Harbinger Motors Inc. Fractional-slot-winding motors and electrical vehicles comprising thereof

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4508998A (en) * 1981-02-09 1985-04-02 David H. Rush Brushless disc-type DC motor or generator
US4642502A (en) 1986-04-24 1987-02-10 General Motors Corporation Dynamoelectric machine with permanent magnet and magnet mounting surface arrangement
JP2783546B2 (ja) * 1988-05-11 1998-08-06 株式会社東芝 ブラシレスモーター
US5783895A (en) * 1994-04-07 1998-07-21 Kone Oy Elevator motor with flat construction
FI112296B (fi) * 1995-03-24 2003-11-14 Kone Corp Hissimoottorin vaimennuskäämi
JP3274597B2 (ja) * 1995-12-28 2002-04-15 ミネベア株式会社 パルスジェネレータ
FI981022A (fi) * 1998-05-08 1999-11-09 Juha Pyrhoenen Kestomagneettitahtikonerakenne
JP2000134893A (ja) 1998-10-29 2000-05-12 Hitachi Ltd ブラシレスモータ
JP2000333391A (ja) 1999-05-19 2000-11-30 Hitachi Ltd 永久磁石式回転電機
RU24680U1 (ru) * 2001-12-21 2002-08-20 Красоченков Дмитрий Федорович Подъемный механизм
JP2004015880A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Hitachi Ltd 永久磁石式同期モータ並びにそれを用いるエレベータ装置
RU2256276C2 (ru) * 2003-07-15 2005-07-10 Санкт-Петербургский государственный морской технический университет Торцевой моментный электродвигатель
JP3638944B1 (ja) * 2004-02-04 2005-04-13 山洋電気株式会社 永久磁石内蔵型回転モータの極弧率の決定方法及び永久磁石内蔵型回転モータ
DE102004045939B4 (de) * 2004-09-22 2010-10-07 Siemens Ag Permanenterregte Synchronmaschine mit Unterdrückungsmitteln zur Verbesserung der Drehmomentwelligkeit
DE102004056210A1 (de) * 2004-11-22 2006-06-01 Siemens Ag Rotationslinearantrieb mit axialkraftfreiem Rotationsantrieb
CN100576701C (zh) * 2004-11-30 2009-12-30 株式会社日立制作所 永磁式旋转电机
JP4720982B2 (ja) * 2005-04-20 2011-07-13 株式会社富士通ゼネラル アキシャルエアギャップ型電動機
CN101074077A (zh) 2006-05-19 2007-11-21 沈阳博林特电梯有限公司 曳引驱动电梯系统
FI119748B (fi) * 2006-12-21 2009-02-27 Kone Corp Sähkömoottori
FI120781B (fi) * 2007-09-21 2010-02-26 Kone Corp Sähkömoottori
JP2009219331A (ja) 2008-03-13 2009-09-24 Hitachi Ltd 永久磁石式ジェネレータとそれを用いたハイブリッド車両

Also Published As

Publication number Publication date
RU2566254C2 (ru) 2015-10-20
WO2011121184A1 (en) 2011-10-06
FI20105339A (fi) 2011-10-01
US8698368B2 (en) 2014-04-15
RU2012139084A (ru) 2014-05-10
US9209657B2 (en) 2015-12-08
JP2016165222A (ja) 2016-09-08
EP3176914A1 (en) 2017-06-07
HK1178692A1 (zh) 2013-09-13
CN102859842A (zh) 2013-01-02
MX2012010139A (es) 2012-11-23
FI20105339A0 (fi) 2010-03-31
JP5975980B2 (ja) 2016-08-23
BR112012024457A2 (pt) 2016-05-31
MY157128A (en) 2016-05-13
US20130015020A1 (en) 2013-01-17
BR112012024457B1 (pt) 2020-01-14
EP2553793B1 (en) 2022-05-04
CN102859842B (zh) 2015-09-09
ES2913478T3 (es) 2022-06-02
EP2553793A4 (en) 2016-07-06
JP2013523559A (ja) 2013-06-17
EP2553793A1 (en) 2013-02-06
US20140076668A1 (en) 2014-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122696B (fi) Sähkömoottori, nostokoneisto sekä hissijärjestelmä
JP4153044B2 (ja) エレベータ巻上げ機
EP2480475B1 (en) Hoisting machine and elevator system
JP2013523559A5 (fi)
CN1352820A (zh) 电机
JPH07137962A (ja) エレベータ機械
WO2011080390A1 (en) Hoisting machine, elevator system, and method
RU2546892C1 (ru) Вертикально-осевая ветроустановка
CN107055269B (zh) 多功能永磁同步曳引机
CN107634613A (zh) 电机测量装置
CN109412287B (zh) 径向磁通永磁电梯马达
CN111183566A (zh) 旋转电机和电梯用曳引机系统
KR100343982B1 (ko) 엘리베이터용 권상기
FI122140B (fi) Sähkömoottori kuljetusjärjestelmän käyttämiseksi
CN110027969A (zh) 曳引机组件及电梯

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122696

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B