KR100501108B1 - 엘리베이터 구동기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트렉션 시브와 이 트렉션 시브를 구동시키기 위해 적어도 2 개의 전기 모터로 구성되는 기전 장치에 관한 것이다. 트렉션 시브와 엘리베이터 로프를 통해 이 트렉션 시브에 적용되는 무게는 구동기계의 트렉션 시브를 구동시키는 전기 모터의 회전자와 고정자 사이에서 베어링에 의해 지지된다.

Description

엘리베이터 구동기계{ELEVATOR DRIVE MACHINE}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 정의된 엘리베이터 구동기계에 관한 것이다.

트렉션 시브(traction sheave) 엘리베이터의 구동기계는 엘리베이터의 호이스트 로프용 홈을 가진 트렉션 시브와 트랜스미션을 통하거나 또는 직접 트렉션 시브를 구동시키는 전기모터로 구성된다. 통상적으로 엘리베이터를 구동시키는데 사용되는 전기모터는 직류모터이었지만, 점차적으로 전자 제어식 농형모터와 같은 교류모터가 사용되고 있다. 종래의 구조로 된 무기어식 엘리베이터 기계에서 나타나는 문제점 중 하나는 큰 크기 및 무게를 가진다는 점이다. 이러한 모터는 상당한 공간을 차지하며 운반 및 설치가 어렵다. 큰 엘리베이터로 이루어지는 엘리베이터 그룹에 있어서는, 때때로 나란히 배치된 엘리베이터 샤프트 위쪽에 엘리베이터의 호이스트 기계를 위한 충분한 공간을 제공하기 위해 상이한 플로어상에 인접한 엘리베이터의 호이스트 기계를 설치하는 일조차 필요하였다. 큰 엘리베이터 기계에 있어서는, 구동모터로부터 트렉션 시브로의 토크의 전달이 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 전기모터와 트렉션 시브 사이에 종래의 구동 샤프트를 갖춘 큰 무기어식 엘리베이터는 특히 샤프트의 비틀림으로 인한 상당한 비틀림 진동을 일으키기 쉽다.

최근에는, 엘리베이터 모터가 동기식 모터, 특히 영구 자석을 갖춘 동기식 모터인 해결책이 제안되어 왔다. 예를 들어, WO 95/00432의 명세서에는 축선 방향의 공극을 가진 영구자석을 보유한 동기식 모터가 제안되어 있으며 트렉션 시브는 회전자를 형성하는 디스크에 직접 연결되어 있다. 이러한 해결책은 비교적 낮은 토크 요건, 예를 들어 호이스트 하중이 약 1000 kg이고, 엘리베이터의 속도가 1 m/s정도인 엘리베이터 구동장치에 유리하다. 이러한 기계는 엘리베이터 구동기계에 필요한 공간을 최소화하도록 설계된 응용예, 예를 들어 기계실이 없는 엘리베이터의 경우에 있어서 특히 유리하다.

FI 93340의 명세서는 트렉션 시브가 회전자의 회전축 방향으로 회전자의 양 측에 배치된 두 부분으로 분할된 해결책을 제시하고 있다. 회전자의 양 측에는 또한 공극에 의해 회전자로부터 분리된 링 형상 섹터의 형태로 된 고정자 부분이 배치되어 있다.

FI 95687 명세서에 개시된 기계에서는, 사이에 공극을 갖추고 있는 기계의 어느 한 측상의 회전자와 고정자 부분이 트렉션 시브 내부에 위치되어 있다. 이러한 방식으로, 트렉션 시브는 회전자와 일체로 되며, 각각의 회전자 부분에 대응하는 자화 요소를 구비하고 있다.

DE 2115490A 명세서는 케이블 또는 로프 드럼 등을 구동하도록 설계된 해결안을 개시하고 있다. 이 해결안은 드럼 플랜지의 림상에 작용하는 개별 선형 모터 유니트를 사용한다.

수천 kg의 하중과 초당 수 미터의 속도에 대응하여 설계된 엘리베이터에 대해서는, 상기에 언급된 명세서에 개시된 어떠한 해결책도 충분한 토크와 회전 속력을 발생시킬 수 없다. 다른 문제점들이 축선 방향 힘의 제어에서 발생될 수 있다. 다수의 공극을 가진 모터에 있어서는, 다른 문제점들이 공극의 발산하는 전기적 특성 및 기능상의 특성으로부터 발생한다. 이러한 사실에 의해 모터의 완전한 사용을 위하여 모터의 전기 구동장치에 대한 특별한 필요조건들을 부과하게 된다. 특별한 필요조건들은 통상적으로 복잡한 시스템이나 고가, 또는 이들 양자를 초래하게 된다.

GB 2116512 A의 명세서는 단일의 트렉션 시브를 구동시키는 여러개의 비교적 작은 전기모터를 가진 기어식 엘리베이터 기계를 개시하고 있다. 이러한 방식에서는, 비교적 작은 플로어 면적만을 필요로 하는 기계가 사용된다. GB 2116512 A에 개시된 기계는 기계실 아래의 엘리베이터 샤프트의 단면적보다 크지 않은 기계실 공간에 수용될 수 있다. 이와 같은 기계실의 해결책도 큰 무기어식 엘리베이터의 경우에 있어서는, 큰 무기어식 엘리베이터들이 트렉션 시브로부터 길게 옆으로 뻗은 하나의 큰 모터를 갖춘 기계를 가지고 있기 때문에 사용할 수 없었다. EP 565 893 A2의 명세서는 함께 연결된 트렉션 시브를 구동시키도록 함께 연결된 하나 이상의 모듈러 모터 유니트로 구성된 무기어식 엘리베이터 기계를 개시하고 있다. 이러한 해결안에 있어서, 기계의 길이는 기계의 용량이 모터 모듈을 부가시키므로써 증가되는 만큼 증가한다. 이 경우에서의 문제점은 기계의 길이가 트렉션 시브의 한 측상으로 증가된다는 점이며, 이것이 기계가 엘리베이터 샤프트의 폭을 넘어서 아래로 뻗어 있는 이유가 된다. 이러한 긴 기계를 그 자중 및 로프의 현수가 해로운 변형을 발생시키지 않도록 지지하고 강화하는 것은 고가이며 어려운 해결책이 되기 쉽다. 예를 들어, 긴 기계의 굽힘(bending)은 특수한 고가의 베어링 수단을 필요로 한다. 굽힘 또는 다른 형태의 하중이 트렉션 시브를 타원 형태로 아주 조금이라도 평평하게 만들면, 이것은 엘리베이터의 승차감을 감소시키는 진동을 초래하게 된다.

도 1은 축선 방향에서 보았을 때 본 발명에 의해 제공된 엘리베이터 구동기계를 도시하는 도면,

도 2는 도 1의 구동기계의 측면 부분 단면도,

도 3은 도 2의 상세도,

도 4는 도 1의 구동기계의 평면도,

도 5는 본 발명의 구동기계의 배치를 도시하는 도면,

도 6은 본 발명에 따른 다른 구동기계의 단면도,

도 7은 도 6의 상세도.

본 발명의 목적은 크고 빠른 엘리베이터에서 필요로 하는 토크, 동력 및 회전 속력을 발생시키는 새로운 무기어식 엘리베이터 구동기계를 실현하는 것이다. 본 발명은 청구항 1에 개시되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 실시예의 다른 특징은 나머지 청구항에 개시되어 있다.

본 발명의 해결책에 의해, 토크는 2 개의 모터 또는 모터 블럭에 의해 발생되며, 따라서 이 토크는 단일의 모터와 비교하였을 때 두배가 된다. 2 개의 모터 블럭에 의해 발생되는 축선 방향 힘은 서로 보상되어서, 모터 샤프트와 베어링상의 스트레인을 최소화한다.

본 발명의 구동기계에 의하면, 기계의 양호한 토크 특성으로 인해, 구동기계의 크기, 성능 및 무게와 관련하여 큰 트렉션 시브의 크기가 성취된다. 예를 들면, 40000 kg의 축선방향 하중은, 엘리베이터 속도가 9 m/s 또는 그 이상으로 상당히 빠를지라도, 5000 kg이하의 기계무게에 의해 처리될 수 있다.

구동기계의 구조가 트렉션 시브의 직경과 관련하여 큰 회전자 및 고정자의 직경을 허용하기 때문에, 트렉션 시브에 대한 충분한 토크가 용이하게 발생된다. 한편, 회전 축선의 방향으로 베어링 사이의 짧은 거리는 자동적으로 반경방향의 휨을 작게 되도록 하여, 어떠한 무거운 구조에 대해서도 이러한 휨을 방지할 필요가 없다.

특히, 부하 용량에 관한 매우 높은 요구조건을 가진 엘리베이터 구동기계의 경우에 있어서, 적어도 2 개의 모터에 의해 구동되는 단일의 트렉션 시브를 가지는 것은 큰 개별 모터의 부하 용량에 관하여 상대적으로 높은 비용을 제거하는데 도움을 준다. 2 개의 모터 사이에 트렉션 시브를 배치시키므로써, 개별 구동 샤프트없이 기계로부터 트렉션 시브까지 토크, 동력 및 힘을 직접 전달할 가능성 뿐만아니라 콤팩트한 기계 구조를 실현할 수 있다. 트렉션 시브와 함께 2 개의 상이한 전기모터의 회전자를 기계적으로 연결하므로써, 상기의 이점이 명백하게 성취된다.

모터의 회전자 부분을 트렉션 시브와 매우 근접하게 일체화시킴으로써 회전 부분이 단일의 블럭으로서 실질적으로 기능하는 기계를 만들게 되어, 엘리베이터 운동의 제어에 있어서 정확도를 보다 향상시킬수 있다.

구동기계의 프레임이 모터/모터들의 셸로서 그리고 운동 부분의 베어링의 캐리어로서 사용되기 때문에, 기계에 의해 요구되는 전체 무게 및 공간은 유사한 용도로 설계된 종래의 호이스트 기계와 비교할 때 상대적으로 작다.

원칙적으로, 베어링은 각각의 회전자에 대해서만 필요하고, 베어링 박스는 밀봉하기 용이하다. 이러한 밀봉부를 통과할 수 있는 어떠한 윤활제도 아무런 해를 입히지 않고 용이하게 주입될 수 있다.

트렉션 시브가 회전자 블럭 사이의 연결부에 실질적으로 부착되기 때문에, 또는 트렉션 시브가 상당히 큰 반경의 원주를 따라 회전자 블럭들을 함께 결합하기 때문에, 모터에 의해 발생된 토크는 회전자로부터 트렉션 시브로 직접 전달된다.

본 발명의 구동기계에 있어서, 공극은 동일한 크기가 되도록 쌍으로 조정될 수 있으며, 2 개의 모터/모터 블럭의 상호의 공극의 크기는 이 모터/모터 블럭이 전기 구동장치에 대하여 동일하게 보이도록 조정될 수도 있다. 이러한 방식으로, 구동기계가 단일의 전기 구동장치에 의해 구동되는 것으로 인해 모터/모터 블럭의 동작 특성에 있어서 차이가 생기지 않는, 단일의 전기 구동장치에 의해 구동되는 2 개의 모터/모터 블럭을 가질 수 있다.

하중 용량에 비하여 소형 경량이기 때문에, 본 기계는 기계실 레이아웃 및 설치라는 양자의 관점에 있어서 배치하기 용이하다. 큰 하중 용량을 가진 엘리베이터 기계는 여러 개의 엘리베이터로 구성되는 엘리베이터 그룹에 종종 사용된다. 호이스트 기계가 그 아래 엘리베이터 샤프트의 단면의 크기의 기계실 플로어 영역에 수용될 수 있기 때문에, 이것은 빌딩 공간의 이용의 관점에서 큰 이점을 제공하게 된다.

이하에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 의해 설명될 것이지만, 실시예 자체는 본 발명의 적용 범위를 제한하는 것은 아니다.

도 1은 축선방향에서 보았을 때 본 발명에 의해 제공된 무기어식 구동기계를 도시하고 있다. 이 도면은 기계의 프레임의 부분을 형성하는 프레임 블럭(3)에 관련하여 트렉션 시브의 배치를 설명하기 위해 구동기계(1)의 트렉션 시브(2)의 외형선(2a)을 도시하고 있다. 프레임 블럭(3)은 주철 블럭으로서 주조에 의해 만들어지는 것이 바람직하다. 프레임 블럭은 또한 예를 들어 수매의 강철판을 용접하여 제조될 수 있다. 그러나, 용접된 프레임 블럭은 예를 들어, 매우 큰 기계가 개별적인 수주에 의해 제조된 경우와 같은, 특별한 케이스에만 사용될 수 있다. 일련의 여러개의 기계가 생산되는 경우 심지어 약 2 m 높이의 프레임 블럭도 주조에 의해 만들어 질 수 있다.

프레임 블럭은 핀가공부(finning)(44)에 의해 강화된다. 이 핀가공부는 하나 이상의 링으로 구성되어 부분적으로 환형이며, 그리고 부분적으로 방사상이다. 핀가공부의 방사상 부분은 프레임 블럭(3)의 중심 부분으로부터 프레임 블럭의 에지를 따라 구비된 부착점(4,5,6,7,8)쪽으로, 그리고 구동기계의 레그(11)와 엘리베이터의 작동 브레이크(9)의 장착부(10)쪽으로 향해 있고, 상기 레그에 의해 구동기계가 그 베이스에 고정된다. 이 레그(11)는 프레임 블럭의 하부 부분에서 부착점(6,7)에 근접하여 위치되어 있다. 프레임 블럭은 필요한 개구부를 가진 팬(12) 및 회전 속도계(13)를 위한 시트를 가진다. 트렉션 시브 베어링은 커버(15) 뒤에 있다. 커버는 트렉션 시브의 축선 방향 위치결정용 장치의 조정 스크류(16)를 위한 덕트를 구비하고 있다. 커버(15)는 또한 베어링 공간내로 윤활제의 공급을 위한 충전 구멍(42) 및 윤활제의 양을 검사하기 위한 검사 구멍 즉 검사 창(41)을 구비하고 있다.

도 2는 구동기계(1)의 측면 부분 단면도를 도시하고 있다. 도 3은 도 2의 상세도로서 베어링 배치를 보다 명확하게 도시하고 있다. 이 도면에서, 기계의 중심선의 우측 부분은 도 1의 단면 A-A를 도시하고 있으며, 좌측 부분은 도 1의 단면 R-R을 도시하고 있다. 이 도면이, 트렉션 시브가 블럭으로 나누어진 회전자 및 고정자를 가진 모터에서 모터의 2 개의 회전자 블럭(17,18)사이에서 이들 블럭에 고정되어 배치되어 있는 구동기계를 나타내고 있는지, 또는 이 도면이, 트렉션 시브(2)가 2 개의 모터 사이에서 모터들의 회전자(17,18)에 부착되어 있는 상태의 2 개의 모터를 나타내고 있는지 여부는 대체로 정의상의 문제이다. 고정자/고정자 블럭(19,20)은 프레임 블럭(3,3a)에 고정된다. 공극은 고정자와 회전자 사이에 구비된다. 도면에 도시된 모터에 있는 공극은 소위 축선방향의 공극이어서, 이 공극에서의 플럭스 방향은 모터 축선에 실질적으로 평행하다. 고정자 와인딩은 바람직하게는 소위 슬롯 와인딩이다. 회전자 자석(21)은 바람직하게는 영구자석이며 적절한 방법에 의해 회전자(17,18)에 부착된다. 회전자의 자기 플럭스는 회전자 디스크(17,18)를 통과한다. 따라서, 영구자석 아래에 놓인 회전자 디스크의 부분은 자기 회로의 일부분으로서 그리고 회전자의 구조부재 양자로서 작용한다. 영구자석은 상이한 형상을 가질 수 있으며, 옆으로 나란히 또는 앞뒤로 나란히 배치된 구성 성분 자석으로 분할될 수 있다. 회전자 디스크는 주철로 주조함으로써 제조하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 회전자 디스크 및 프레임 블럭 양자가 다른 동일한 몸체와 함께 끼워맞춤되도록 형성되어 있어서, 한 부분과 이에 대응되는 부분을 따로 생산할 필요가 없다. 회전자(17,18)는 대응하는 프레임 블럭(3a,3)상에서 회전자를 지지하는 롤러 베어링(22)을 구비하고 있다. 롤러 베어링(22)은 반경방향의 힘을 지지한다. 매우 큰 엘리베이터에 있어서, 많은 경우에 엘리베이터 카와 카운터웨이트의 거의 모든 무게는 엘리베이터 로프를 통하여 트렉션 시브에 가해지기 때문에 베어링은 수십톤의 무게를 지지하여야 한다. 또한 엘리베이터 로프와 보상 로프 또는 체인은 무게를 상당히 증가시킨다. 축선 방향 합력은 보조 베어링(40)에 의해 수용된다. 보조 베어링(40)과 관련된 축선방향의 조정에 의하여, 회전자 (17,18)는 각각의 고정자-회전자 쌍이 동일한 공극을 가지도록 중심에 있게 된다.

프레임 블럭상의 베어링에 의해 지지된 기계의 회전 부분을 형성하도록 트렉션 시브와 회전자 블럭은 서로 부착되어 있다. 케이지에 의해 회전자에 부착된 보조 베어링(40) 및 베어링 보스와 맞물려 있고 커버(15)에 의해 지지되어 있는 스크류(16)는 축선 방향으로 모터 블럭을 운동시키도록 설계된 베어링 하우징내의 조정장치로서 작용한다. 스크류(16)가 회전될 때, 스크류는 회전 방향에 따라서 전체 회전 부분을 밀거나 당긴다. 각각의 회전자 블럭내의 회전자 자석이 본 회전자에 대응하는 고정자쪽으로 회전 부분을 당기는 경향이 있기 때문에 그리고 고정자와 회전자 각각이 동일하기 때문에, 중심 위치는 스크류의 밀고 당기는 힘이 실질적으로 영이 될 때까지 조정 스크류를 회전시킴으로써 찾을 수 있다. 중심 위치를 찾는 보다 정확한 방법은 회전 부분을 회전시키고 그리고 고정자로부터 얻어지는 기전력을 측정함에 의해서 이루어진다. 회전 부분이 회전됨에 따라 제 1 고정자 블럭으로부터 측정된 기전력과 제 2 고정자 블럭으로부터 측정된 기전력이 동일하게 될 때, 회전 부분은 성공적으로 중심에 위치된다. 이러한 방식으로 중심에 위치되면, 고정자-회전자 쌍 양자는 매우 안정된 구동 특성을 가지게 되며, 고정자-회전자 쌍 중 하나가 다른 하나보다 더 큰 하중을 받게되는 일 없이 고정자-회전자 쌍 양자는 단일의 전기 구동장치에 의해 구동될 수 있다.

고정자(19,20)는 그 와인딩과 함께 한편으로는 고정자를 제위치에 유지시키는 장착부로서, 그리고 다른 한편으로는 전체적으로 모터와 구동기계의 셸 구조로서 작용하는, 프레임 블럭(3a,3)에 고정 요소에 의해 부착된다. 상기 고정 요소는 바람직하게는 스크류이다. 회전자(17,18)에는 고정자에 대향하여 배치된 회전자 여자 장치가 부착되어 있다. 이 여자 장치는 링을 형성하도록 다수의 영구자석(23)을 회전자에 연속적으로 고정시킴으로써 형성되어 있다.

고정자 와인딩과 함께 고정자(19,20)는 고정자를 제위치에 유지시키기 위한 베이스로서 그리고 전체 구동기계를 위한 셸 구조물로서 작용하는 프레임 블럭 (3a,3)에 고정 요소에 의해 부착되어 있다. 이 고정 요소는 바람직하게는 스크류이다. 회전자 (17,18)에는 고정자에 대향하여 장착된 회전자 여자 장치가 구비되어 있다. 이 여자 장치는 원형 링을 형성하도록 일련의 영구자석(23)을 연속하여 회전자에 부착하므로써 형성되어 있다.

영구 자석과 고정자 사이에는 모터의 회전 축선에 실질적으로 수직한 공극(air gap)이 있다. 이 공극은 또한 다소간 원뿔 형상일 수 있으며, 이 경우 원뿔의 중심선은 회전 축선의 방향과 일치한다. 회전 축선의 방향에서 보았을 때, 트렉션 시브(2)와 고정자 (19,20)는 회전자(17,18)의 양측에 배치되어 있다.

프레임 블럭(3a,3)과 회전자(17,18) 사이에는 고정자와 자석이 배치되는 링 형상 공동이 있다.

회전자(17,18)의 외부 에지에는 브레이크(9)의 브레이크 슈(shoe)(25)에 의해 맞물림되는 제동 표면(23,24)이 구비된다.

회전자 블럭에는 정렬 요소가 구비되어 있으며, 이 요소에 의해 제 1 및 제 2 회전자의 영구 자석이 위치결정될 수 있다. 영구 자석은 화살표 패턴으로 장착된다. 자석은 직접 서로 대향하여 또는 약간 오프셋되어 정렬될 수 있다. 회전자가 동일한 설계로 되어 있기 때문에, 이들을 서로 대향하여 쌍으로 배치시키는 것은, 대향하는 고정자에 있는 슬롯 와인딩이 거울상 배열로 장착되어 있으면, 제 1 회전자가 전방으로 회전하는 동안, 제 2 회전자는 말하자면 후방으로 회전하는 것을 의미한다. 이러한 구성은 모터의 작동 특성이 회전 방향에 구조적으로 의존할 가능성을 제거한다. 회전자 자석은 동일한 회전 방향을 가리키는 화살표 모양을 가질 수 있다. 정렬 요소는 볼트이며, 그 수는 폴(pole)의 수에 의해 나누어질 수 있는 것이 바람직하며, 그 피치는 폴 피치 또는 그 배수와 상응한다.

도 4는 구동기계(1)의 평면도이다. 대향 프레임 블럭의 부착점(5,5a,8,8a)을 연결하는 구동기계의 측면상의 연결 피스(5b,8b)가 명확하게 도시되어 있으며, 프레임 블럭의 상부 부분에 제공된 부착점(4,4a)를 연결하는 구동기계의 상부측면상의 연결 피스(4b) 또한 명확하게 도시되어 있다. 상부 연결 피스(4b)는 다른 연결 피스보다 더 강한 구조이다. 이 상부 연결 피스(4b)에는 루프(43)가 구비되어 있으며, 이 루프에 의해 구동기계가 매달아 올려질 수 있다. 도 4에 있어서, 구동기계 아래의 엘리베이터 샤프트(39)의 벽의 윤곽은 파선으로 표시되어 있다. 구동기계는 명백히 이 윤곽 내측에 있다. 이것은 빌딩에 있어서 공간 절약을 의미한다. 기계가 엘리베이터 샤프트 바로 위쪽의 공간에 완전히 포함되기 때문에, 엘리베이터 뱅크 상부의 기계실 배치는 간단해진다. 기계실의 단면이 엘리베이터 샤프트의 단면과 동일한 크기와 형상일 때에도, 구동기계 주위의 기계실에 충분한 공간이 남게 되어, 모든 통상적인 서비스와 유지보수 작업이 수행될 수 있다.

기계의 하부 에지 근처에 레그(11)를 배치시키므로써, 기계가 그 지지부에 장착되어 고정될 때 기계의 최대 안정성이 성취된다. 상기 레그는 고정자와 회전자 블럭에 의해 형성된 평면의 외부에 배치되는 것이 바람직하다.

도 5는 구동기계(1)가 기계실(45)에 배치되는 방식을 도시하고 있다. 구동기계는 강철 빔으로 구성된 지지부(46)상에 장착된다. 전환 풀리(47)를 사용하므로써, 엘리베이터 카로 그리고 카운터웨이트로 향하는 호이스트 로프(48) 부분 사이의 거리는 트렉션 시브(2)의 직경에 상당하는 폭보다 약간 증가되어 있다.

도 6에서 기계는 도 1 내지 도 4에 의해 도시된 것과 매우 유사하다. 실제적인 엘리베이터에 대하여, 가장 중요한 차이점은 트렉션 시브를 장착하는 방법, 이에 따라 설치되어질 각각의 엘리베이터에 의해 정해지는 필요에 따라 보다 자유롭게 기계에 있어서 상이한 폭(길이)의 트렉션 시브를 사용할 수 있는 가능성, 그리고 회전 샤프트의 외부 끝부와 베어링을 수용하는 방식에 있다. 도 7은 회전 샤프트의 출력 끝부와 베어링을 명확하게 도시하고 있다.

도 6의 구동기계에 있어서, 트렉션 시브(102)의 각각의 끝부는 회전자 (117,118)에 부착된다. 따라서, 트렉션 시브는 2 개의 회전자 사이에 배치된다. 본 실시예의 축선방향 모터의 경우에 있어서, 트렉션 시브의 가장 핵심적인 부분, 다시 말해 트렉션 시브에 부착된 회전자 자석 링과 함께 로프 홈이 구비된 실린더는 회전 축선에 수직한 2 개의 공극에 의해 형성된 2 개의 평면 사이에 전체적으로 남아 있다. 모터의 내부 구조가 본 실시예의 축선방향 모터와 다를지라도, 토크 발생부분 사이에 트렉션 시브를 배치하는 것이 유리할 것이다. 회전자(117,118)는 프레임 블럭(103,103a)상에서 베어링에 의해 회전가능하게 장착되며, 고정자(119,120)는 각각의 프레임 블럭에 한 개씩 제위치에 고정된다. 회전자의 영구 자석은 적절한 방법에 의해 회전자(117,118)에 고정된다. 회전자의 자기 플럭스는 회전자 디스크를 통하여 통과한다. 따라서, 영구 자석 아래에 놓인 회전자 디스크의 부분은 자기 회로의 일부분으로서 그리고 회전자의 구조 부재로서 작용한다. 회전자는 비교적 큰 베어링 요소(122)에 의해 프레임 블럭상에 지지된다. 큰 베어링의 사이즈는 베어링 요소(122)가 반경방향의 힘을 잘 지지할 수 있는 것을 의미한다. 베어링 요소, 예를 들어 롤러 베어링은 기계의 축선방향 운동을 허용하도록 설계되어 있다. 이러한 베어링은 축선방향 운동을 방지하는 베어링보다 통상적으로 값이 싸며, 또한 트렉션 시브의 양 측상의 고정자-회전자 쌍에서의 공극을 동등하게 할 수 있다. 동등화 조정은 프레임 블럭 중 하나상에 장착된 개별의, 상대적으로 작은 보조 베어링(140)을 사용하여 수행된다. 보조 베어링(140)은 또한 트렉션 시브와 기계 프레임 사이에서 축선방향 힘을 받는다. 다른 프레임 블럭에는 보조 베어링이 구비될 필요가 없다. 보조 베어링(140)은 프레임 블럭에 부착되어서 베어링 공간을 덮고 있는 커버(191)에 고정되어 있다. 커버(191)상에는 서포터(189)에 의해 지지되는 각도 및/또는 속도 측정용 리졸버(190) 또는 다른 장치가 장착되어 있다. 트렉션 시브의 운동을 전달하는 회전 샤프트 (199)의 끝부(188)는 커버(191)의 중앙 부분(192)을 통해 돌출하며, 리졸버 축은 이 샤프트 끝부에 부착되어 있다. 기계의 샤프트의 다른 끝부는 통상 회전 샤프트로부터의 어떠한 출력도 필요하지 않기 때문에, 이 단부에는 베어링 공간을 폐쇄하는 보다 간단한 커버(187)로 충분하다. 트렉션 시브를 면하는 측상에서는, 베어링 공간이 커버(186)로 폐쇄된다.

트렉션 시브와 회전자 부분은 기계의 회전 부분을 형성하도록 서로 부착되어 있고, 프레임 블럭상에서 베어링에 의해 지지된다. 트렉션 시브가 그 림에서 또는 적어도 큰 직경의 고정 원형부에서 회전자 부분(117,118)에 연결되기 때문에, 회전 부분은 그 자체로 기계의 구동 샤프트를 형성하는 것 처럼 여겨질 수 있다. 실제적인 설계에 있어서, 이러한 샤프트의 휨은 거의 없기 때문에, 구동 샤프트의 베어링과 프레임 블럭상의 그 서스펜션의 설계는 매우 간단한 작업이 된다. 보조 베어링(140)과 반경방향의 힘을 지지하는 더 큰 베어링(122)은 축선방향으로 차례로 배치되며, 이것은 보조 베어링(40)이 더 큰 베어링(22) 내부에 위치되어 있는, 도 1 내지 도 4에 도시된 기계에서의 보조 베어링(40) 및 더 큰 베어링(22)의 상대 위치와 비교할 때 상이한 해결안이다. 베어링(122,140)의 연속적인 배치는, 충분한 반경방향의 가요성이 베어링(122,140) 사이의 커플링에서 용이하게 성취될 수 있기 때문에, 보조 베어링(140)의 반경방향의 틈새보다 반경방향의 하중을 지지하는 베어링(122)에서 더 큰 반경방향의 틈새를 허용한다. 상기 가요성은 기계에서 보조 샤프트의 지지점(198)을 내측으로 이동하기 위해 장착 칼라(197)를 사용하므로써 보조 베어링(140)을 회전자 부분(118)에 연결하는 보조 샤프트(199)를 연장시킴으로써 증가될 수 있다. 부가적인 가요성은 보조 샤프트(199)에 허리부를 제공하므로써 성취되어서, 샤프트의 더 용이한 굽힘을 허용한다. 이러한 방식으로, 더 작은 보조 베어링(140)의 더 작은 유극이 충분히 사용될 수 있다. 따라서, 보조 베어링은 정확한 축선방향의 위치조정을 가능하게 한다. 작은 반경방향의 틈새 때문에, 샤프트는 정확히 중심에 위치되며, 리졸버 신호의 정확도에 유리한 영향을 미친다.

보조 베어링(140)은 그 케이지에 의해 기계의 프레임에 연결되며, 그 중심부에 의해 보조 샤프트(199)를 통하여 트렉션 시브와 회전자에 의해 형성된 회전 부분에 연결된다. 기계의 축선방향으로 보조 샤프트와 보조 베어링의 상호 위치를 조정하므로써, 프레임에 대한 회전자의 위치를 조정하는 것이 가능하다. 축선방향 조정은 예를 들어, 서로 맞물리는 스크류 나사를 보조 샤프트와 보조 베어링에 제공하므로써 실행될 수 있다.

구동기계의 회전자와 고정자 사이의 공극을 동일한 크기로 조정하는 것이 바람직하다. 한편으로, 공극은 모터/모터 블럭 양자가 전기 구동장치에 대하여 동일하게 보일때까지 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 2 개의 모터/모터 블럭은 구동기계가 단일의 전기 구동장치에 의해 구동되는 것으로 인한 모터/모터 블럭의 동작상의 차이를 초래하는 일 없이 단일의 전기 구동장치에 의해 구동될 수 있다. 상이한 공극들에 걸쳐서 모터/모터 블럭을 대칭화하는 것은 고정자와 회전자의 상호 위치에 의해, 특히 고정자와 회전자의 사이의 회전 각도에 의해 또한 영향을 받을 수 있다.

여러가지 대안적인 방법이 이중-모터 구동기계의 모터를 매치시키기 위해 사용될 수 있다. 구동기계에서 작동을 위한 모터를 매치시킬 때, 최적화는 다음의 방법들 중 하나에 의해 이루어진다.

i) 모터가 아이들링하는 상태에서, 전원전압은 측정되며, 공극과 경우에 따라서는 고정자 각도를 조정하므로써 동일한 값으로 조정된다. 이에 있어서는 상이한 단계가 있는데: 이것은 기본파의 진폭, 그 진폭 및 위상, 부가적으로 고조파 그리고 이들의 조합을 조정하는 것이다.

ii) 부하가 모터에 연결되지 않은 상태에서, 모터들은 함께 연결되며, 공극과 경우에 따라서는 고정자 패킷의 각도가 다상 전류를 최소화하도록 조정된다. 이 경우에도 또한, 기본파와 고조파를 개별적으로 고려하는 것이 가능하다.

iii) 부하가 모터에 연결된 상태에서, 모터는 측정되며, 공극과 경우에 따라서는 고정자 각도가 2 개의 모터에서의 전류가 동일하게 될 때까지 조정된다. 이것은 길이방향 임피던스 사이의 어떠한 차이도 또한 고려될 수 있기 때문에 바람직한 대안이다.

iv) 부하가 최대치로 증가된 후, 모터 전류는 공극과 경우에 따라서는 고정자 각도를 조정하므로써 동일하게 된다. 양 모터는 최대 토크를 전달하며, 이 조합의 부하 용량은 최대이다.

방법 i)과 ii)에서, 측정은 모터가 아이들링하는 상태에서 수행되기 때문에, 에너지 소비와 온도 상승을 최소화한다.

항목 i) 내지 iv)는 예를 들어, 최대 부하 용량, 에너지 소비 및 고조파의 보상을 위한 적절한 가중 계수를 사용하는 비용함수를 구하므로써 적절히 조합될 수 있다.

본 발명의 실시예는 상기 설명된 예로 국한되지 않으며, 아래의 청구항의 범위내에서 변화가 가능하다는 것은 당업자에게 명백하다.

Claims (10)

1. 트렉션 시브와, 회전 부분을 구동시키는 적어도 2 개의 전기 모터를 포함하는 전기기계 장치를 포함하는 무기어식 엘리베이터 구동기계에 있어서, 상기 트렉션 시브는 2 개의 전기 모터 사이에 배치되며, 트렉션 시브와 이 트렉션 시브에 엘리베이터 로프를 통해 가해지는 무게는, 이 구동기계의 트렉션 시브를 구동하는 전기 모터의 회전자와 고정자 사이의 베어링에 의해 구동기계의 반경 방향으로 실질적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 트렉션 시브의 회전 부분과 상기 구동기계의 프레임 사이의 반경방향의 힘과 구동기계에서의 축선방향의 힘은 별개의 베어링 요소에 의해 주로 지지되는 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 트렉션 시브는 상기 2 개의 상이한 전기 모터의 회전자를 기계적으로 함께 연결하는 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트렉션 시브는 별개의 트렉션 시브 축없이 지지되는 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트렉션 시브는 내부가 비어 있는 대체로 원통형 몸체이며, 트렉션 시브의 양 측부 상에 동축으로 장착되는 모터들을 위한 부착점을 가지는 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 모터들을 위한 부착점은 트렉션 시브의 끝부에 위치되는 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 트렉션 시브의 각각의 끝부는 모터 부착점이 위치되어 있는 플랜지를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 트렉션 시브는 이 트렉션 시브의 내부로 향해진 적어도 하나의 플랜지를 포함하며, 트렉션 시브를 구동시키는 모터를 위한 부착점을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트렉션 시브는 그 내부에 중공의 공간을 가지고 있고, 이 중공 공간의 벽은 구동기계에 가해진 하중을 트렉션 시브로부터 전기 모터의 고정자와 회전자 사이의 베어링으로 전달하는 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 중공 공간의 벽은 트렉션 시브를 구동시키는 전기 모터 또는 트렉션 시브의 부분만으로 실질적으로 이루어지며, 중공 공간의 끝부는 전기 모터의 부분인 것을 특징으로 하는 무기어식 엘리베이터 구동기계.