KR940009410B1 - 리니어모터(linear motor)엘리베이터 - Google Patents

리니어모터(linear motor)엘리베이터 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

리니어모터(linear motor)엘리베이터
제 1 도는 이 발명의 한 실시예의 사시도.
제 2 도는 이 발명의 다른 실시예의 사시도.
제 3 도는 이 발명의 또 다른 실시예의 사시도.
제 4 도는 종래예의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 승강로 4 : 엘리베이터카(승각체)
5, 11 : 영구자석(2차측자석) 12, 21, 22 : 1차측코일(안내용코일)
이 발명은 리니어모터, 예컨대 로프레스 리니어모터 엘리베이터등 리니어모터 엘리베이터등 리니어 동기모터의 추진력에 의하여 승강체를 승강시키는 리니어모터엘리베이터에 관한 것이다.
제 4 도는 종래의 토프레스 리니어모터 엘리베이터의 일예를 나타내는 사시도이다.
도면에 있어서, 승강로(1)의 내측벽에는, 다수의 1차측코일(2)이 상하방향으로 정돈되어 배치되어 있다. 각 1차측코일 2는 제 1 내지 제 4 의 코일(2a)-(2d)으로 분할되어 있다.
또 승강로(1)의 내측벽에는 상하방향으로 뻗어 서로 대향하는 2 개의 레일(3)이 설치되어 있다.
승강로(1)내에 설치되어있는 승강체로서의 엘리베이터카(이하 카로약칭함)(4)에는 1차측코일(2)에 대향되도록 2차측자석인 복수개의 영구자석(5)이 설치되어 있다.
각 영구자석(5)은 제 1 내지 제 4의 코일(2a)-(2d)에 각각 대향되도록 제 1 내지 제 4 의 자석(5a)-(5d)으로 분할되어있다.
카(4)의 양측벽의 상하단부중앙에는 각 레일(3)을 따라 전동되는 가이드롤러(6)가 설치되어 있다. 카(4)의 하부에는 레이(3)에 대향하는 제동슈(도시하지 않음)을 가진 제동장치(7)가 설치되어 있다.
다음에 동작에 관하여 설명한다. 기동지령신혹 입력되면, 제동장치(7)가 해방되고, VVVF장치등의 변환장치(도시하지 않음)에 의하여 1차측코일(2)이 여자되어 이동자계가 발생한다.
이로 인하여, 1차측코일(2)가 영구자석(5)를 가진 리니어동기모터에 추진력이 발생하여 카(4)가 승강로(1)내를 레일(3)에 안내되어 승강한다.
그후, 카(4)가 목적층(8)에 도착함과 동시에 재동장치(7)가 카(4)를 재지함과 동시에 변환장치에서 1차측코일(2)에 여자전류가 차단된다.
상기와 같이 구성된 종래의 로프레스리니어모터 엘리베이터에 있어서는 1차측코일(2)과 영구자석(5)의 사이에는 도면의 Z축방향의 추진력(Thrust Force)외에 원리적으로 Y축 방향의 힘(Attractive Force)이 발생함과 동시에 카(4)의 기울어짐의 요인에 의하여 X축 방향의 힘(Lateral Force)이 발생하지만, 이들의 힘에 대향하여 1차측코일(2)과 영구자석의 캡(Gap)를 일정하게 유지하면서 카(4)를 안내하기 위하여는 레일(3) 및 가이드롤러(6)의 강도를 높게 할 필요가 있다는 문제점이 있었다.
이 발명은 상기와같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 승강체를 안내하기 위한 레일이나 가이드롤러의 강도를 약하게 하거나 또는 생략할 수 있는 리니어모터 엘리베이터를 얻는데 그 목적이 있다.
이 발명은 승강체를 안내하는 루프형안내용코일을 2차측자석에 대향되게 설치한 것이다.
이 발명에 있어서, 2차측자석과 안내용코일의 간격이 변화하면, 안내용코일에 순환전류가 흘러 간격을 수정하도록 하는 힘이 작용함으로서 승강체를 안내한다.
이 발명의 실시예를 도면에 의하여 설명한다. 제 1 도는 이 발명의 한 실시예에의한 로프레스리니어모터 엘리베이터를 나타내는 사시도이며 제 4 도와 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
도면에 있어서, 카(4)의 측면부에는, 2차측자석인 영구자석(11)이 여러개 설치되어 있다. 영구자석(11)은 제 1 및 제 2의 자석(11a)(11b)으로 분할되어 있으며 카(4)의 좌우예종으로 1열식 배치되어 있다. 카(4)의 도면우측에 배치되어 있는 제 1의 자석(11a)은 승강로(1)에 대향하는 쪽의 자국이 위에서부터 순차적으로 S, N, S, N으로 되어 있으며 도면의 자측의 제 2의 자석(11b)은 승강로(1)에 대향하는 쪽의 자국이 위에서부터 순착적으로 N, S, N, S으로 되어있다.
승강로(1)의 내벽면에는, 안내용코일을 겸한 다수의 1차측코일(12)이 영구자석(11)에 대향되도록 설치되어 있다. 이 1차측코일(12)은 제 1의 자석(11a)에 대향하는 제 1 의 코일부(12a)와, 제 2 의 자석(11b)에 대향하는 제 2 의 코일부(12b)를 갖고 있으며 또 이 제 1 및 제 2의 코일부(12a),(12b)가 하나의 루프형으로 되어있다. 그리고, 1차측코일(12)은 U상, W상의 순으로 반복되어 정열되었지만, 도면에서는 U상의 두 개만을 예시하였다.
1차측코일(12)은 중앙부분에서 전원측에 접속되어있으며 이로인하여 제 1 및 제 2 의 코일부(12a)〈 (12b)는 병렬접속된 코일의 동일한 작동을 한다.
다음에 동작에 관하여 설명한다. 영구자석(11)과 1차측코일(11)을 가진 리니어동기모터의 추진력에 의하여 승강체인 카(4)의 승강로(1)내를 레일(3)을 따라 승강하는 것은 종래와 동일하다. 이때, 영구자석(11)과 1차측코일(12)과의 갭의 길이가 좌우에서 언밸런스로 되어있다.
카가 Y축방향의 중심에서 벗어나는 즉 카(4)의 양측에 설치되어있는 2차측 영구자석이 1차코일(12)과의 갭방향으로 변위하면 영구자석에 가까운쪽의 코일의 쇠교자속수가 증가하고 먼쩍의 쇠교자속수는 감소하여 각각의 코일에 유도기전력이 발생한다. 이 두 개(좌우)의 코일을 제 1 도에 표시하는 바와같이 접속함으로써 이 두 개(좌우)의 코일사이에는 각각의 코일의 유도기전력의 합계에 비례한 순환전류가 흘러, 영구자석과의 사이에 카(4)의 변위를 보정하는 복원력이 발생한다.
지금 예를들어 카(4)가 Y축의 정방향(즉 도면의 우측)으로 벗어났다고 한다. 이때 카(4)의 좌측의 N극이 영구자석에 상대하고 있는 1차코일(12)의 자석에 의한 쇠교자속수가 감소하므로 이 감소를 방해하는 전류가 1차코일(12)에 흐른다.
한편 카(4)의 우측의 S극이 영구자석에 상대하고 있는 1 차코일(12)의 자석에 의한 쇠교속수는 증가하므로, 이 증가를 방해하는 전류가 1 차코일(12)에 흐른다. 이 좌우코일에 흐르는 전류는 제 1 도에 표시하는 코일접속을 함으로써, 동일방향의 전류, 즉 좌우의 코일을 순환하는 순화전류로되고 제 1 도에 표시하는 화살표방향의 전류로 된다. 그리고 이 전류가 흐른결과, 반발력이 발생하고 카(4)가 중심위치로 복귀된다.
또한, 카(4)가 중심위치에 있을때는 당연히 순환전류가 발생하지 않으므로 복원력은 발생하지 않는다. 또 카(4)가 상하방향으로 이동할 수 있도록 코일에 외부로부터 전류를 공급하고 있을때에는 이 전류와 상기 순환전류의 합계가 각각 코일에 흘러 진행방향에 대한 추진력과 동시에 갭방향변위를 보정하는 힘이 작용한다.
한편, 카(4)가 중심위치에 있을때는 순환전류는 흐르지 않는다.
이와같이 상기 실시예의 로프레스리니어모터 엘리베이터에서는, 1차측코일(12)이 안내용코일을 겸하고 있어, 소위 널 플럭스(null flux)방식에 의하여 카(4)의 Y축방향에 대한 안내를 하도록 하였으므로 복잡한 전류제한을 할 필요도 없으며 또 레일(3)이나 가이드롤러(6)으로의 부하를 적제할 수 있기 때문에 레일(3)이나 가이드롤러(6)의 강도를 종래보다 약하게 할 수 있다. 그 결과, 전체를 염가로 할 수 있다.
제 2 도는 이 발명의 다른 실시예에 의한 로프레스 리니어모터 엘리베이터를 나타내는 사시도이다. 도면에 있어서, 카(4)의 측면부에는 종래예도 동일하게 영구자석(5)이 상하에 복수개 설치되어있는데 제 1 내지 제 4의 자석(5a)~(5d)으로 4분할되어 있다. 도면의 우측바로앞의 제 1의 자석(5a)과, 도면의 좌측구석의 제 4의 자석(5d)은 각각 승강로(1)에 대향하는 측의 자극이 위에서부터 순차적으로 N, S, N, S로 되어있으며 도면의 우측구석의 제 2의 자석(5b)와 도면의 자측바로앞의 제 3의 자석(5c)는 각각 승강로(1)에 대향하는 측의 자극이 위에서부터 순차적으로 S, N, S, N으로 되어있다.
승강로(1)의 내벽면에는, 안내용코일을 겸하고 있는 다수의 1 차코일(21)이 설치되어있다.
이 1차측코일(21)은 제 1 내지 제 4의 자석(5a)~(5d)에 각각 대향하는 제 1 내지 제 4 의 코일부(21a)~(21d)를 갖고 있으며, 또 이 제 1 내지 제 4의 코일부(21a)~(21d)가 하나의 루프형으로 되어있다. 그리고, 제 1 및 제 2의 코일부(21a),(21b)간, 또한 제 3 및 제 4의 코일부(21c),(21d)간에는 각 도면과 같이 180°로 비틀어져 있으며 전류의 흐름이 반대로 회전하도록 되어있다.
또한 1차측코일(12)은 U상, V상, W상의 순으로 상하에 반복되어 정열되어있지만, 도면에서는 U상 1 개만을 예시하였다. 각 1차측코일(21)은 중앙에서 전원측으로 접속되어있다. 상기와같은 로프레스리니어모터 엘리베이터에서는 도면의 Y축방향은 물론, X축방향에 관하여도 널 플럭스방식이며, X축 및 Y축의 양방에 관하여 전류제어할 것 없이 카(4)를 안내할 수 있으며 레일(3)이나 가이들롤러(6)을 생략할 수 있다.
따라서, 부품개수를 적게할 수 있어 전체를 염가로 할 수 있음과 동시에 용이하게 설치할 수 있다.
또한 종래예와 동일한 제동장치(7)를 사용하는 경우에는, 레일(3)이 필요하지만, 그 설치의 정밀도는 종래보다 조잡하여도 되므로 간단하게 설치할 수 있다.
그리고 상기 실시예에선, 2차측자석으로 영구자석(4),(11)을 표시하였지만, 각각 전자석이어도 무방하다. 또 상기 실시예에서는 로프레스의 리니어모터 엘리베이터를 표시하였지만, 로프식 리니어모터 엘리베이터라도 된다. 이 경우, 카와 균형추중 어느것에 리니어모터를 설치하여도 된다. 즉 어느 것을 승강체로 하여되 되며 리니어모터를 설치한측의 가이드롤러 또는 레일을 생략하거나 그 강도를 약하게 할 수 있다.
그리고, 상기 실시예에서는, 1차측코일(12),(21)을 승강체(1)에 설치하고 영구자석(5),(11)을 카(4)에 설치하였으나, 1차측을 승강체에 설치하고, 2차측을 승강로에 설치하여도 된다.
또한 상기 실시예에서는, 1차측코일(12),(21)이 안내코일을 겸하고 있는 것을 표시하였지만, 제 4 도와 같은 엘리베이터에 루프형안내코일을 별도로 설치하여도 된다. 그리고 또, 상기 실시예에서는, 1개의 1차측코일(12),(21)을 카(4)의 좌우로 대향시켰지만, 제 3 도에 표시한 경우등 좌우 각각 별개의 안내용코일에 배치하여도 된다.
제 3 도의 것에서는, 영구자석(5), 카(4)의 측면에 대하여 수직으로 설치되어있으며 안내용코일을 겸한 좌우의 1차측코일(22)은 영구자석(5)의 표리에 각각 대향되어있다.
이상에서 설명한것과 같이 이 발명의 안내용코일의 엘리베이터는 루프형안내용 코일을 2차측자석에 대향되도록 설치하였으므로, 2차측자석과 안내용코일의 간격이 변화하면, 안내용코일에 순환전류가 흘러 간격을 수정하겠끔 힘이 작용함으로서 승강체를 안내할 수 있으며 따라서, 승강체를 안내하기위한 레일이나, 가이드롤러의 강도를 약하게 할 수 있고 또 생략할 수 있어 전체를 염가로 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 승강체 및 승강로 중, 어느한쪽 복수개 설치되어 있는 1차측코일과, 상기 승강체 및 승강로의 다른쪽의 복수개 설치되고 또 상기 1차측코일에 대항하여 있는 2차측자석을 갖고 있는 리니어동기모터의 추진력에 의하여 상기 승강로에 따라 상기 승강체를 승강시키는 리니어모터 엘리베이터에 있어서, S극, N극 한쌍의 2차측자석에 대향하도록 각각 설치되고, 이들 각각의 코일에 순환전류를 흘릴 때 순환전류에 의해서 발생하는 자속이 방향이 서로 역방향으로 되도록 접속한 루프형 안내코일을 갖추고 한쌍의 2차측자석과 이 안내코일과의 갭이 변환할 때 안내코일에 순환전류가 발생하여 갭의 변화를 없애는 복원력이 발생하도록 구성된 것을 특징으로하는 리니어모터 엘리베이터.
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