KR100559071B1 - 엘리베이터 구동기계 및 엘리베이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 2 개의 전기 모터와 트렉션 시브로 구성되는 엘리베이터 구동기계에 관한 것이다. 트렉션 시브는 이 모터들 사이에 배치된다. 본 해결안은 종래의 해결안보다 더 높은 토크를 제공한다. 본 발명은 또한 본 발명의 구동기계가 공간 활용의 관점에서 사용되는 엘리베이터에 관한 것이다.

엘리베이터, 전기 모터, 트렉션 시브, 구동기계

Description

엘리베이터 구동기계 및 엘리베이터{ELEVATOR DRIVE MACHINE AND AN ELEVATOR}

본 발명은 엘리베이터 구동기계와 엘리베이터에 관한 것이다.

트렉션 시브 엘리베이터의 구동기계는 엘리베이터의 호이스트 로프용 홈을 가진 트렉션 시브(traction sheave)와 트랜스미션을 통하거나 또는 직접 트렉션 시브를 구동시키는 전기모터로 구성된다. 통상적으로 엘리베이터를 구동시키는데 사용되는 전기모터는 직류모터 이었지만, 점차적으로 전자 제어를 갖춘 농형모터와 같은 교류모터가 사용되고 있다. 종래의 구조로 된 무기어식(gearless) 엘리베이터 기계에서 나타나는 문제점 중 하나는 큰 크기 및 무게를 가진다는 점이다. 이러한 모터는 상당한 공간을 차지하며 운반 및 설치가 어렵다. 심지어는 큰 엘리베이터로 이루어지는 엘리베이터 그룹에 있어서는, 나란히 배치되는 엘리베이터 샤프트 위로 충분한 공간을 제공하도록 인접하는 엘리베이터의 호이스트 기계를 상이한 층에 설치하는 것이 필요했다. 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 샤프트의 비틀림에 의해 상당한 비틀림 진동을 특히 일으키기 쉽다.

최근에는, 엘리베이터 모터가 동기식 모터, 특히 영구 자석을 갖춘 동기식 모터인 해결안이 제안되어 왔다. 예를 들어, WO 95/00432의 명세서는 트렉션 시브가 로터를 형성하는 디스크에 직접 연결되고 축선 방향 에어갭(air gap)을 갖춘 영구자석을 가지는 동기식 모터를 개시하고 있다. 이러한 해결안은 예를 들어 약 1000 kg의 호이스트 하중의 비교적 낮은 토크 요구조건과, 엘리베이터의 속도가 1 m/s의 정도인 엘리베이터 구동장치에서 유리하다. 이러한 기계는 엘리베이터 구동기계에 필요한 공간을 최소화하도록 설계된 응용물에 있어서, 예를 들어 기계실이 없는 엘리베이터의 해결안에 있어서 특별한 이점을 제공한다.

FI 93340의 명세서는 트렉션 시브가 두 부분으로 나누어져 회전의 축선 방향으로 로터의 양 측에 배치된 해결안을 개시하고 있다. 로터의 양 측에는 또한 링 형상 섹터의 형태로 되어 에어갭에 의해 로터로부터 이격된 고정자 부분이 배치된다.

FI 95687 명세서에 개시된 기계에서는, 기계의 어느 일측에 위치하고 그 사이에 에어갭을 갖추고 있는 로터와 고정자 부분이 트렉션 시브내에 위치된다. 이러한 방식으로, 트렉션 시브는 로터와 일체로 되며, 이 로터는 각각의 로터 부분에 대응하는 여자 요소가 구비된다.

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 속도로 설계된 엘리베이터에 대해서는, 상기에 언급된 명세서에 개시된 어떠한 해결안도 충분한 토크와 회전 속도를 발생시킬 수 없다. 더욱이 축선 방향 힘을 제어하는 데에서도 문제점들이 발생된다. 다수의 에어갭을 가진 모터에서는, 에어갭의 발산하는 전기적 및 기능상의 특성으로부터 또 다른 문제점이 발생한다. 이것은 모터의 완전한 사용을 위해 모터의 전기 구동장치에 대한 특별한 필요조건들을 부과하게 된다. 특별한 필요조건들은 복잡한 시스템이나 고가, 또는 이들 양자를 통상적으로 초래하게 된다.

GB 2116512 A의 명세서는 단일의 트렉션 시브를 구동시키는 여러개의 비교적 작은 전기모터를 가진 기어식(geared) 엘리베이터 기계를 개시하고 있다. 이러한 방식으로, 비교적 작은 플로어 영역만을 필요로 하는 기계가 성취된다. GB 2116512 A에 개시된 기계는 기계 아래에 위치하는 엘리베이터 샤프트의 단면 영역보다 크지 않은 기계실 공간에 수용될 수 있다. 이러한 장점적인 기계실의 해결안은 큰 무기어식 엘리베이터에는 사용되지 않는데, 이는 이들이 트렉션 시브로부터 길게 옆으로 뻗은 하나의 큰 모터를 가진 기계를 가지기 때문이다. EP 565 893 A2의 명세서는 서로 연결된 트렉션 시브를 구동시키도록 또한 함께 연결된 하나 이상의 모듈러 모터 유니트로 구성된 무기어식 엘리베이터 기계를 개시하고 있다. 이러한 해결안에서는, 모터 모듈을 부가시키므로써 용량이 증가되는 만큼 기계의 길이가 증가한다. 이 경우에서의 문제점은 기계의 길이가 트렉션 시브의 일측으로 증가된다는 점이며, 이는 기계가 아래에 위치하는 엘리베이터 샤프트의 폭을 넘어 뻗는 원인이 된다. 자중과 로프의 현수에 의해 해로운 변형을 발생시키지 않도록 이러한 긴 기계를 지지하고 강화하는 것은 고가이며 까다로운 해결안을 초래할 수 있다. 예를 들어 긴 기계의 굽힘은 특수의 또한 고가의 베어링수단을 필요로 한다. 굽힘 또는 다른 형태의 하중이 심지어 트렉션 시브의 아주 미소한 편평함을 타원형상으로 한다면, 이것은 진동으로 이어지게 되어 엘리베이터에 의해 제공되는 이동의 안락함을 감소시킨다.

본 발명의 목적은 크고 빠른 엘리베이터에서 요구될 수 있는 토크, 동력 및 회전 속도를 전개하는 새로운 무기어식 엘리베이터 구동기계를 성취하는 것에 있다.

본 발명의 해결안에 의하면, 토크는 2 개의 모터 또는 모터 블럭에 의해 전개되어, 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 특성에 기인하여, 구동기계의 크기, 성능 및 무게와 관련하여 큰 트렉션 시브의 크기가 성취된다. 예를 들면, 40000 kg의 축선방향 하중은, 심지어 엘리베이터 속도가 9 m/s 이상 또는 그이상 상당히 높다할지라도, 5000 kg이하의 기계에 의해 처리될 수 있다.

구동기계의 구조가 트렉션 시브의 직경과 관련하여 큰 로터 및 고정자의 직경을 허용할 때, 트렉션 시브상에 충분한 토크가 용이하게 발생된다. 반면에, 회전 축선의 방향으로의 베어링 사이의 짧은 거리는 자동적으로 작은 방사방향 편위를 보장하여서, 이러한 편위를 방지하는데 무거운 구조가 필요없다.

특히, 부하 용량에 관한 매우 높은 요구조건을 가지는 엘리베이터 구동기계의 경우에 있어서, 적어도 2 개의 모터에 의해 구동되는 단일의 트렉션 시브를 가지는 것은 큰 개별 모터의 부하 용량에 대한 비교적 높은 비용을 제거할 수 있도록 한다. 2 개의 모터 사이에 트렉션 시브를 배치시키므로써, 개별 구동 샤프트없이 기계로부터 트렉션 시브까지 토크, 동력 및 힘을 직접 전달할 수 있는 가능성 뿐만아니라 콤팩트한 기계 구조도 성취된다. 트렉션 시브 및 2 개의 상이한 전기모터의 로터를 기계적으로 연결하므로써, 이들 이점이 명백하게 성취된다.

모터의 로터 부분을 트렉션 시브와 매우 가깝게 통합시키는 것은 회전 부분이 단일의 블럭으로서 실질적으로 기능하는 기계를 초래하여, 엘리베이터 운동의 제어에 있어서 더 나은 정확도를 성취하게 된다.

구동기계의 프레임이 모터/모터들의 셸 및 운동 부분의 베어링의 캐리어 양자로서 사용됨에 따라, 기계의 전체무게 및 기계에 의해 요구되는 공간은 상응하는 용도로 설계된 종래의 호이스트 기계와 비교할 때 상대적으로 낮다.

원칙적으로, 베어링은 각각의 로터에 대해서만 필요되어, 이들의 베어링 박스는 밀봉하기 용이하다. 이 밀봉을 통과할 수 있는 어떠한 윤활제도 이들로부터 멀어지도록 용이하게 안내되어 해를 입히지 않는다.

트렉션 시브가 로터 블럭 사이의 연결부에 실질적으로 부착되거나, 또는 트렉션 시브가 상당히 큰 반경의 원을 따라 로터 블럭을 서로 결합시키기 때문에, 모터에 의해 전개된 토크는 로터로부터 트렉션 시브로 직접 전달된다.

본 발명의 구동기계에 있어서, 에어갭은 동일한 크기가 되도록 쌍으로 조정될 수 있으며, 2 개의 모터/모터 블럭의 상호의 에어갭의 크기는 이 모터/모터 블럭이 전기 구동장치에 대하여 동일하게 보이도록 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 단일의 전기 구동장치에 의해 구동되는 구동기계에 기인하여 모터/모터 블럭의 동작에 있어서 차이를 초래하지 않은 채로 단일의 전기 구동장치에 의해 구동되는 2 개의 모터/모터 블럭을 가질 수 있다.

부하 용량에 비하여 소형 및 경량이기 때문에, 기계는 기계실 레이아웃 및 설치 모두에 있어서 배치하기 용이하다. 높은 부하 용량을 가진 엘리베이터 기계는 여러개의 엘리베이터로 구성되는 엘리베이터 그룹에 종종 사용된다. 호이스트 기계가 기계 아래에 위치하는 엘리베이터 샤프트 단면 크기의 기계실 플로어 영역에 수용될 수 있음에 따라, 이것은 빌딩 공간의 사용에 큰 이점을 제공하게 된다.

다음에, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하므로써 실시예와 함께 설명될 것이며, 이것은 본 발명의 응용물의 범위의 제한을 그자체로서 구성하는 것은 아니다.

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

도 2는 도 1의 구동기계의 부분측단면도,

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.

도 1은 축선방향으로 보았을 때 본 발명에 의해 제공된 무기어식 구동기계를 도시하고 있다. 이 도면은 상기 구동기계의 프레임의 부분을 형성하는 프레임 블럭(3)에 대한 트렉션 시브의 배치를 설명하기 위해 구동기계(1)의 트렉션 시브(2)의 외형선(2a)을 도시하고 있다. 프레임 블럭(3)은 캐스트에 의해, 바람직하게는 주철 블럭으로서 바람직하게 만들어진다. 프레임 블럭은 예를 들어 수매의 강판으로부터 용접에 의해 또한 제조될 수 있다. 그러나, 용접된 프레임 블럭은 예를 들어, 매우 큰 기계가 각각의 케이스로서 제조되어야 할 때와 같이 특별한 케이스에만 사용될 수 있다. 심지어 약 2 m만큼 높은 프레임 블럭이라도, 일련의 여러개의 기계가 생산되어지면 캐스트에 의해 만들어지는 것이 유리하다.

프레임 블럭은 피닝(finning)(44)에 의해 강화된다. 피닝은 부분적으로는 하나 이상의 링을 포함하는 환형이며, 그리고 부분적으로는 방사형이다. 피닝의 방사형 부분은 프레임 블럭(3)의 중심 부분으로부터 프레임 블럭의 에지를 따라 구비된 부착점(4,5,6,7,8)쪽으로 그리고 엘리베이터의 작동 브레이크(9)의 장착부(10)와 구동기계의 레그(11)쪽으로 향하여 있는데, 이것에 의해 구동기계가 그 베이스에 고정된다. 레그(11)는 프레임 블럭의 하부 부분의 부착점(6,7)에 근접하여 위치된다. 프레임 블럭은 팬(12)용 시트와 요구되는 개구부를 구비한 회전 속도계(13)를 가진다. 트렉션 시브 베어링은 커버(15) 뒤에 있다. 커버에는 트렉션 시브의 축선 방향 위치결정용 장치의 조정 스크류(16)용 덕트를 구비하고 있다. 커버(15)에는 베어링 공간내로 윤활제를 공급하기 위한 충전 구멍(42)과 윤활제의 양을 검사하기 위한 창(41) 또는 검사구멍을 구비하고 있다.

도 2는 구동기계(1)의 부분 측단면도를 도시하고 있다. 도 3은 도 2의 상세도로서 베어링 장치를 더 명확하게 도시하고 있다. 이들 도면에서, 상기 구동기계의 중심선의 우측 부분은 도 1의 단면 A-A를 도시하고 있으며, 좌측 부분은 도 1의 단면 R-R을 도시하고 있다. 도면이, 트렉션 시브가 블럭으로 나누어진 로터 및 고정자를 가진 모터내에서 모터의 2 개의 로터 블럭(17,18)사이에 배치되어 이들에 부착되는 구동기계를 나타내고 있는지, 또는 도면이 트렉션 시브(2)가 모터의 로터(17,18)에 부착된 2 개의 모터를 나타내고 있는지 여부는 대체로 설명상의 문제이다. 고정자/고정자 블럭(19,20)은 프레임 블럭(3,3a)에 고정된다. 에어갭은 고정자와 로터 사이에 제공된다. 도면에 도시된 모터내의 에어갭은 소위 축선방향 에어갭이고, 여기에서 플럭스 방향은 모터 축선에 실질적으로 평행하다. 고정자 와인딩은 바람직하게는 소위 슬롯 와인딩이다. 로터 자석(21)은 바람직하게는 영구자석이며 적절한 방법에 의해 로터(17,18)에 부착된다. 로터의 자기 플럭스는 로터 디스크(17,18)를 통과한다. 따라서, 영구자석 아래에 놓인 로터 디스크의 부분은 자기 회로의 일부분 및 로터의 구조부재 양자로서 작용한다. 영구자석은 상이한 형상을 가질 수 있으며, 나란히 또는 차례로 배치되는 구성 자석(component magnets)으로 나뉘어질 수 있다. 로터 디스크는 주철로 캐스트되어 제조되는 것이 바람직하다. 로터 디스크 및 프레임 블럭 양자는 이들이 또다른 동일한 몸체와 서로 끼워맞춤되도록 형성되어서, 어느 한 부분과 그 대응 부분을 별개로 생산할 필요가 없는 것이 바람직하다. 로터(17,18)는 대응하는 프레임 블럭(3a,3)상에서 로터를 지지하는 롤러 베어링(22)을 구비하고 있다. 롤러 베어링(22)은 방사방향 힘을 지지한다. 대형의 엘리베이터에 있어서, 많은 경우에 엘리베이터 카와 카운터웨이트의 거의 모든 무게는 엘리베이터 로프를 통하여 트렉션 시브에 가해지기 때문에 베어링은 수십톤의 무게를 지지하여야 한다. 엘리베이터 로프와 보상 로프 또는 체인은 무게를 또한 상당히 증가시킨다. 정미의 축선 방향의 힘(axial net force)은 보조 베어링(40)에 의해 수용된다. 이 보조 베어링(40)과 관련된 축선방향의 조정을 이용하여, 각각의 고정자-로터 쌍이 동일한 에어갭을 가지도록 로터(17,18)가 중심에 위치된다.

트렉션 시브와 로터 블럭은 서로 부착되어 상기 구동기계의 회전 부분을 형성하며, 이는 프레임 블럭상의 베어링에 의해 지지된다. 케이지에 의해 로터에 부착되는 보조 베어링(40) 및 베어링 보스와 맞물림하며 커버(15)에 의해 지지되는 스크류(16)는 베어링 하우징에서 조정장치로서 작용하며, 이는 축선 방향으로 모터 블럭을 이동시키도록 설계되어 있다. 스크류(16)가 회전될 때, 회전 방향에 따라서 전체 회전 부분을 밀거나 당긴다. 각각의 로터 블럭의 로터 자석이 그 로터에 대응하는 고정자쪽으로 회전 부분을 당기는 경향이 있기 때문에 그리고 고정자와 로터 각각이 동일하기 때문에, 스크류의 밀고 당기는 힘이 실질적으로 영이 될 때까지 조정 스크류를 회전시켜 중앙 위치를 발견할 수 있다. 중앙 위치를 발견하는 더 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 동일할 때, 회전 부분은 성공적으로 중심에 위치된다. 이러한 방식으로 중심에 위치되면, 고정자-로터 쌍 양자는 매우 일정한 구동특성을 가지게 되며, 고정자-로터 쌍 중 어느 하나가 다른 하나보다 더 큰 하중을 받게됨없이 단일의 전기 구동장치에 의해 구동될 수 있다.

고정자(19,20) 및 그 와인딩은 한편으로는 고정자를 제위치에 유지시키는 장착부로서, 다른 한편으로는 전체적으로 모터와 구동기계의 셸 구조로서 작용하는 프레임 블럭(3a,3)에 고정 요소에 의해 부착된다. 고정 요소는 스크류가 바람직하다. 로터(17,18)에는 고정자에 대향하여 장착된 로터 여자장치가 구비된다. 상기 로터 여자장치는 원형 링을 형성하도록 다수의 영구자석(21)을 연속으로 로터에 부착시키므로써 형성된다.

고정자(19,20) 및 고정자 와인딩은, 고정자를 제위치에 유지시키기 위한 베이스 그리고 전체 구동기계를 위한 셸 구조물 양자로서 작용하는 프레임 블럭 (3a,3)에 고정 요소로써 부착된다. 이 고정 요소는 바람직하게는 스크류이다. 로터 (17,28)에는 고정자에 대향하여 위치되는 로터 여자장치가 구비된다. 상기 로터 여자장치는 일련의 영구자석(21)을 연속으로 로터에 부착하여 이들이 원형 링을 형성하도록 함으로써 형성되어 왔다.

상기 영구 자석과 고정자 사이에는 모터의 회전 축선에 실질적으로 수직한 에어갭이 있다. 에어갭은 또한 약간 원뿔 형상일 수 있으며, 이 경우 원뿔의 중심선은 회전 축선과 일치한다. 회전 축선의 방향에서 보았을 때, 트렉션 시브(2)와 고정자(19,20)는 로터(17,18)의 양측에 배치된다.

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

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

로터 블럭에는 정렬 요소(aligning element)가 구비되며, 이 요소에 의해 제 1 및 제 2 로터의 영구 자석이 위치결정될 수 있다. 영구 자석은 화살표 패턴으로 장착된다. 자석은 서로 대향하여 직접 또는 약간 오프셋되어 정렬될 수 있다. 로터가 동일한 설계로 되기 때문에, 이들을 서로 대향하여 쌍으로 배치시킨다는 것은, 대향하는 고정자상의 슬롯 와인딩이 거울상 배열로 장착되면, 제 1 로터가 전방으로 회전하는 반면 제 2 로터는 말하자면 역방향으로 회전하는 것을 의미한다. 이것은 모터의 회전특성이 회전방향에 구조적으로 의존하는 것을 제거할 수 있다. 또한 로터 자석은 회전 방향과 동일한 방향을 지시하는 화살표 형상으로 제공될 수도 있다. 정렬 요소는 볼트이며, 그 수는 극(pole)의 수에 의해 나누어 떨어질 수 있으며, 그 피치는 극 피치 또는 그 배수와 상응한다.

도 4는 구동기계(1)의 평면도이다. 대향 프레임 블럭의 부착점(5,5a,8,8a)를 연결하는 구동기계의 양측의 연결 피스(5b,8b)가 잘 나타내어져 있으며, 프레임 블럭의 상부 부분에 제공된 부착점(4,4a)를 연결하는 구동기계의 상부측의 연결 피스(4b)가 또한 잘 나타내어져 있다. 상부 연결 피스(4b)는 다른 연결 피스보다 더 강한 구조이다. 이 상부 연결 피스(4b)에는 구동기계가 들어올려질 수 있게 하는 루프(43)가 구비된다. 도 5에 있어서, 구동기계 아래에 위치하는 엘리베이터 샤프트(39)의 벽의 윤곽이 파선으로 도시된다. 구동기계는 이 윤곽내에 명백히 있다. 이것은 빌딩내에서의 공간이 절감되는 것을 의미한다. 상기 구동기계가 엘리베이터 샤프트 바로 위의 공간에 완전히 수용되기 때문에, 엘리베이터 뱅크 위의 기계실 배열이 간단해진다. 기계실의 단면이 엘리베이터 샤프트의 단면과 동일한 크기와 형상일 때 조차도, 기계실에서 구동기계 주위에 충분한 공간이 남게 되어, 모든 정상적인 서비스와 유지 작업이 수행될 수 있다.

기계의 하부 에지 근처에 레그(11)를 위치시키므로써, 그 지지부에 장착되어 고정될 때 기계의 최대 안정성이 성취된다. 레그는 고정자와 로터 블럭에 의해 형성된 평면의 외부에 실질적으로 위치되는 것이 바람직하다.

도 5는 구동기계(1)가 기계실(45)에 배치되는 방식을 설명하고 있다. 구동기계는 스틸 빔으로 구성된 지지부(46)상에 장착된다. 전환 풀리(47)를 사용하므로써, 엘리베이터 카로 그리고 카운터웨이트로 가는 호이스트 로프(48)부분 사이의 거리는 트렉션 시브(2)의 직경과 대응하는 폭으로부터 약간 증가되게 된다.

도 6의 구동기계는 도 1 내지 도 4에 의해 설명된 구동기계와 매우 유사하다. 실제적인 엘리베이터에 대하여, 가장 중요한 차이점은 트렉션 시브를 장착하는 방식과, 이에 따라 설치되어질 각각의 엘리베이터에 의해 형성되는 필요에 따라 보다 자유롭게 기계에서 상이한 폭(길이)의 트렉션 시브를 사용할 수 있게 하는 가능성과 그리고 회전 샤프트의 외부 끝부와 베어링을 제공하는 방식에 있다. 도 7은 회전 샤프트의 출력 끝부와 베어링을 잘 도시하고 있다.

도 6의 구동기계에 있어서, 트렉션 시브(102)의 각각의 끝부는 로터 (117,118)에 부착된다. 따라서, 트렉션 시브는 2 개의 로터 사이에 위치된다. 본 실시예에서와 같이 축선방향 모터의 경우에는, 트렉션 시브의 가장 필수적인 부분, 다시 말해 트렉션 시브에 부착된 로터 자석 링과 로프 홈이 구비된 실린더는 회전 축선에 수직한 2 개의 에어갭에 의해 형성된 2 개의 평면 사이에 전체적으로 남게 된다. 모터의 내부 구조가 본 실시예의 축선방향 모터와 다를지라도, 토크 발생부분 사이에 트렉션 시브를 배치시키는 것이 유리하다. 로터(117,118)는 프레임 블럭(103,103a)상에 베어링으로 회전가능하게 장착되며, 여기에서 고정자(119,120)는 각각의 프레임 블럭에 하나씩 제위치에 고정된다. 로터의 영구 자석은 적절한 방법에 의해 로터(117,118)에 고정된다. 로터의 자기 플럭스는 로터 디스크를 통하여 통과한다. 따라서, 영구 자석아래에 놓인 로터 디스크의 부분은 자기 회로의 일부분으로서 그리고 로터의 구조 부재로서 모두 작용한다. 로터는 비교적 큰 베어링 요소(122)에 의해 프레임 블럭상에 지지된다. 큰 베어링 크기는 베어링 요소(122)가 방사방향의 힘을 잘 지지한다는 것을 의미한다. 베어링 요소, 예를 들어 롤러 베어링은 기계의 축선방향 이동을 허용하는 설계이다. 이러한 베어링은 축선방향 이동을 방지하는 베어링보다 통상적으로 값이 싸며, 트렉션 시브의 양측의 고정자-로터 쌍의 에어갭을 동등화하는 것을 또한 허용한다. 동등화 조정은 프레임 블럭 중 어느 하나상에 장착된 개별의 비교적 작은 보조 베어링(140)을 사용하여 수행된다. 보조 베어링(140)은 트렉션 시브와 기계 프레임 사이의 축선방향 힘을 또한 수용한다. 다른 프레임 블럭에는 보조 베어링이 구비될 필요가 없다. 보조 베어링(140)은 프레임 블럭에 부착되어 베어링 공간을 커버하는 커버(191)에 고정된다. 커버(191)상에 장착된 것은 서포터(189)에 의해 지지되는 리졸버(190) 또는 각도 및/또는 속도 측정용 기타 장치이다. 트렉션 시브의 운동을 전달하는 회전 샤프트 (199)의 끝부(188)는 커버(191)의 중앙 부분(192)을 통해 돌출하며, 리졸버 액슬이 이 샤프트 끝부에 부착된다. 구동기계의 샤프트의 다른 끝부에는, 통상적으로 회전 샤프트로부터의 어떠한 출력도 필요하지 않아서, 그 끝부에 베어링 공간으로 폐쇄하는 간단한 커버(187)로 충분하다. 트렉션 시브를 면하는 측에서, 베어링 공간은 커버(186)로 폐쇄된다.

트렉션 시브와 로터 부분은 기계의 회전 부분을 형성하도록 서로 부착되어서, 프레임 블럭상에서 베어링에 의해 지지된다. 트렉션 시브가 림에 의해 또는 적어도 큰 직경의 고정 써클에 의해 로터 부분(117,118)에 연결되기 때문에, 회전 부분은 그 자체로 기계의 구동 샤프트를 형성하는 것 처럼 여겨질 수 있다. 실제적인 설계에서, 이러한 샤프트의 편위는 거의 영이어서, 구동 샤프트의 베어링과 프레임 블럭상의 그 서스펜션의 설계는 매우 간단한 업무가 된다. 방사방향 힘을 지지하는 더 큰 베어링(122)과 보조 베어링(140)은 축선방향으로 차례로 배치되며, 이것은 보조 베어링(40)이 더 큰 베어링(22) 내부에 위치되는 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, 방사방향 하중을 지지하는 베어링(122)에서 보조 베어링(140)의 방사방향 틈새보다 더 큰 방사방향 틈새를 허용하는데, 이는 충분한 방사방향 가요성이 베어링(122,140) 사이의 커플링에서 용이하게 성취되기 때문이다. 장착 칼라(197)를 사용하여 기계에서 보조 샤프트의 지지점(198)을 내측으로 이동시켜 보조 베어링(140)을 연결하는 보조 샤프트(199)를 로터 부분(118)으로 뻗으므로써 가요성이 증가될 수 있다. 보조 샤프트(199)에 샤프트의 더 용이한 굽힘을 허용하는 허리부를 제공하므로써 부가적인 강요성이 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 더 작은 보조 베어링(140)의 더 작은 유극이 충분히 사용될 수 있다. 따라서, 보조 베어링은 정확한 축선방향 위치조정을 가능하게 한다. 작은 방사방향 틈새때문에, 샤프트는 정확히 중심에 위치되며, 이것은 리졸버 신호의 정확함에 유리한 영향을 미친다.

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

구동기계의 로터와 고정자 사이의 에어갭을 동일한 크기로 조정하는 것이 유리하다. 한편으로, 모터/모터 블럭 양자가 전기 구동장치에 대하여 동일하게 보일때까지 에어갭이 조정될 수 있다. 이러한 방식으로 2 개의 모터/모터 블럭은 단일의 전기 구동장치에 의해 구동되고, 구동기계가 단일의 전기 구동장치에 의해 구동되기 때문에 모터/모터 블럭의 거동에 있어서 상이함을 초래하지 않는다. 상이한 에어갭에 걸쳐 모터/모터 블럭을 대칭화하는 것은 고정자와 로터의 상호 위치에 의해, 특히 고정자와 로터의 사이의 회전 각도에 의해 또한 영향을 받을 수 있다.

여러가지 대안적인 방법이 2 개의 모터 구동기계의 모터를 매치시키도록 사용될 수 있다. 구동기계에서 작동을 위해 모터를 매치시킬 때, 최적화는 다음의 방법들 중 하나에 의해 이루어진다.

i) 모터 아이들 상태에서, 전원전압이 측정되며, 에어갭과 또한 가능하다면 고정자 각도를 조정하므로써 동일한 값으로 조정된다. 이에 있어서 상이한 단계가 있는데: 이것은 기본파의 진폭, 그 진폭 및 위상, 부가적으로 고조파 그리고 이들의 조합을 조정하는 것이다.

ii) 모터를 무부하로 한 상태에서, 모터가 서로 연결되며, 에어갭과 또한 가능하다면 고정자 패킷의 각도가 다상 전류를 최소화하도록 조정된다. 여기서 또한, 기본파와 고조파를 개별적으로 고려하는 것이 가능하다.

iii) 모터에 부하를 접속한 상태에서, 모터가 측정되며, 에어갭과 또한 가능하다면 고정자 각도가 2 개의 모터에서의 전류가 동일하게 될 때까지 조정된다. 이것은 길이방향 임피던스 사이의 임의의 차이도 또한 고려되어야 하기 때문에 유리한 대안이다.

iv) 부하가 최대한으로 증가되며, 다음으로 모터 전류가 에어갭과 또한 가능하다면 고정자 각도를 조정하므로써 동일하게 된다. 양 모터는 최대 토크를 전달하며, 이 조합의 부하 용량은 최대이다.

방법 i)과 ii)에서, 측정이 모터가 아이들 상태로 수행되어서, 또한 에너지 소비와 온도 상승을 최소화한다.

항목 i) 내지 iv)는 예를 들어, 최대 하중 용량, 에너지 소비 및 고조파의 보상을 위해 적절한 가중계수를 사용한 비용함수를 전개하므로써 적절히 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예가 상기 설명된 예에 제한되지 않으며, 하지만 다음의 청구항의 범주내에서 변화가 가능하다는 것은 당업자에게는 명백하다.

Claims (23)

1. 트랙션 시브와, 상기 트렉션 시브를 구동시키기 위한 전기 모터를 포함하는 엘리베이터 구동기계로서,

   상기 전기 모터는 적어도 제1 및 제2 로터 블록과 제1 및 제2 고정자 블록을 가지며,

   상기 제1 및 제2 로터 블록은 서로 대칭구조로 형성되며, 상기 로터 블록과는 별개의 부재로 이루어진 트랙션 시브의 양 끝부에 이 트랙션 시브의 회전 중심축선과 동축으로 체결수단에 의해 부착되어, 상기 구동 기계의 회전부분을 형성하고,

   각각의 로터 블록에는 고정자 블록이 제공되며, 각각의 고정자 블록 및 로터 블록 사이에 에어갭이 제공되어, 제1 로터 블록 및 제1 고정자 블록에 의해 생성되는 실질적으로 전체의 토크와 제2 로터 블록 및 제2 고정자 블록에 의해 생성되는 실질적으로 전체의 토크가 상기 트랙션 시브에 직접 전달되며,

   상기 엘리베이터 구동기계는 베어링과 조정 장치를 더 포함하고, 이 베어링은 상기 고정자 블럭 상에서 상기 회전부분을 지지하며, 상기 조정 장치는 상기 모터 블럭의 에어갭이 실질적으로 동일한 크기로 조정되도록 상기 베어링 요소와 결합되어 구비되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 로터 블록 및 제1 고정자 블록 사이의 에어갭은 상기 제2 로터 블록 및 제2 고정자 블록 사이의 에어갭과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
3. 제 1 항에 있어서, 제1 및 제2 고정자 블럭은 구동기계의 끝 판을 형성하는 프레임 블럭에 끼워맞춤되며, 제1 및 제2 로터 블럭은 대응하는 고정자 블럭의 프레임 블럭에 장착된 베어링에 의해 지지되며, 각각의 로터 블럭에 대하여 하나의 베어링이 제공되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
4. 제 1 항에 있어서, 엘리베이터 구동기계가 로터 자석을 더 포함하고 있고, 상기 제1 및 제2 로터 블럭은 상기 로터 자석에 의해 형성된 써클 내부에 위치된 접합점을 통하여 서로 부착되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 엘리베이터 구동기계는 제동표면과 브레이크 슈우를 더 포함하고 있고, 이 제동 표면이 로터의 외부 에지상에 배치되어 있고, 이 브레이크 슈우가 제동 표면과 맞물릴 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
6. 삭제
7. 제 1 항의 구동기계에 있어서, 상기 회전부분은 회전하며 상기 제1 고정자 블럭 및 제2 고정자 블럭으로부터 동일한 크기의 기전력이 얻어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 로터는 영구 자석을 가지며, 상기 로터 블록에는 정렬 요소가 제공되어 이 정렬요소에 의해 상기 제1 및 제2 로터의 영구 자석이 서로에 대하여 정렬되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 엘리베이터 구동기계는 엘리베이터 샤프트에 의해 형성되는 수직 평면 내에 포함되는 수평방향 치수를 가지며, 이 구동기계가 엘리베이터 샤프트의 수직 평면에 의해 형성되는 영역 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
10. 트렉션 시브와, 전기기계 구동장치를 포함하는 엘리베이터 구동기계로서,

    이 전기기계 구동장치는 제1 전자기 구동요소 및 제2 전자기 구동요소를 포함하고 있고 이 구동요소는 상기 트랙션 시브의 구동 회전을 위해 로터와 고정자를 각각 가지고 있어서 실질적으로 제1 전자기 구동 요소 및 제2 전자기 구동 요소에 의해 발생되는 모든 토크가 단일의 트랙션 시브에 직접 전달되고, 상기 트랙션 시브가 상기 트랙션 시브의 회전 축선을 따라 배치된 제1 전자기 구동 요소의 로터 및 제2 전자기 구동 요소의 로터 사이에 위치되어 제1 에어갭이 트랙션 시브의 일측에서 제1 전자기 구동 요소의 로터 및 고정자 사이에 위치되고, 제2 에어갭이 트랙션 시브의 타측에서 제2 전자기 구동 요소의 로터 및 고정자 사이에 위치되고,

    상기 제1 전자기 구동요소 및 제2 전자기 구동요소의 상기 로터는 실질적으로 대칭구조로 형성되고, 상기 로터와는 별개의 부재로 이루어진 트랙션 시브에 이 트랙션 시브의 회전 중심축선과 동축으로 체결수단에 의해 부착되어, 상기 구동 기계의 회전부분을 형성하고,

    상기 엘리베이터 구동기계는 베어링과 조정 장치를 더 포함하고, 이 베어링은 상기 고정자 상에서 상기 회전부분을 지지하며, 상기 조정 장치는 상기 모터 블럭의 에어갭이 실질적으로 동일한 크기로 조정되도록 상기 베어링 요소와 결합되어 구비되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
11. 제 10 항에 있어서, 제1 전자기 구동 요소와 제2 전자기 구동 요소는 각각 모터인 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
12. 제 10 항에 있어서, 제1 및 제2 전자기 구동 요소의 로터는 트랙션 시브에 의해 서로 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 구동기계.
13. 제 10 항에 있어서, 제1 및 제2 에어갭의 방향은 실질적으로 축선방향인 것을 특징으로 하는 구동기계.
14. 제 13 항에 있어서, 제1 및 제2 에어갭의 고정자로부터 로터로의 방향은 실질적으로 서로 대향하는 것을 특징으로 하는 구동기계.
15. 제 11 항에 있어서, 상기 구동기계는 짝수개의 전기모터를 이용하는 것을 특징으로 하는 구동기계.
16. 제 10 항에 있어서, 구동기계는 회전 축선에 수직인 방향에서의 구동기계의 직경보다 트랙션 시브의 회전 축선 방향에서 실질적으로 길이가 보다 더 짧은 것을 특징으로 하는 구동기계.
17. 제 16 항에 있어서, 트랙션 시브의 회전 축선 방향에서의 구동기계의 길이가 구동기계의 직경의 약 절반과 동일한 것을 특징으로 하는 구동기계.
18. 제 16 항에 있어서, 구동기계는 트랙션 시브의 직경보다 트랙션 시브의 회전 축선 방향에서 실질적으로 길이가 보다 더 짧은 것을 특징으로 하는 구동기계.
19. 제 10 항에 있어서, 엘리베이터 구동기계가 엘리베이터 샤프트에 의해 형성되는 수직 평면 내에 포함되는 수평방향 치수를 가지며, 이 구동기계가 엘리베이터 샤프트의 수직 평면에 의해 형성되는 영역 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동기계.
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