TR2023018530T2 - Li̇neer motorlu asansörler i̇çi̇n döner güç aktarim si̇stemi̇ - Google Patents

Abstract

Lineer motorlu asansör için bir döner güç aktarım sistemi; manyetik kutupları stator bobinlerine (1) yönelen ve asansör kabinine bağlı en az bir rotor (2), rotora (2) bağlı en az bir jeneratör (3) veya sekonder bobin (5) seti, lineer motor statorunun rotora (2) yönelen bölümlerine hareketli uyarma akımı sağlayan bir uyarma algoritması içerir.

Description

TARIFNAME LINEER MOTORLU ASANSÖRLER içiN DÖNER GÜÇ AKTARIM SISTEMI Teknik Alan Bulus, asansör elektrik teknik alani ile ilgilidir ve halatsiz lineer motorlu asansörler için belirli özel uygulamalara sahiptir. Bulusta açiklanan güç aktarim sistemi, halatsiz lineer motorlu asansörlerde kabine elektrik güç aktarimi için düsük maliyetli ve güvenilir bir yöntem saglar. Dogrusal, kavisli veya yol ayrimi içeren yörüngelerde çalisan tek kabinli veya çok kabinli lineer motorlu asansörlere uygulanabilir. Önceki teknik Kendinden tahrikli halatsiz lineer motorlu asansörler, ayni asansör boslugunda birden fazla asansör kabinini bagimsiz olarak hareket ettirebilme ve kavisli yollarda çalisabilme gibi çesitli avantajlar sunar. Öte yandan, kabin iletim kablosu içindeki baglantilar yoluyla güç saglamaya yönelik geleneksel yöntemin kullanilmasi zorlasacagi için kabinde aydinlatma, havalandirma, otomatik kapi vb. için gereken gücü saglamak için uygun yöntemler gelistirilmelidir. Yaygin olarak kullanilan bir kablosuz güç aktarim yöntemi, asansör kabinine ve asansör boslugu tarafina monte edilen bobinler ve/veya tel sargilar arasindaki elektromanyetik baglantiyi kullanir. Baglanti tipik olarak 100kHz veya daha yüksek bir degerde yüksek frekansli bir uyarma ile saglanir ve rezonans ile verimli hale getirilir. Bu yöntem gerekli elektrik gücü transferini saglayabilse de asansör yolu boyunca yerlestirilen bobinlere gerek duymasi dolayisiyla yüksek baslangiç maliyetleri ve bakim maliyetleri gerektirmesi ve ayni zamanda ariza olusturabilecek parçalarin sayisini artirmasi gibi dezavantajlari Elektromanyetik alan üretimi için ayri cihazlar eklemek yerine, lineer motor statorunun halihazirda mevcut olan bobinlerini kullanmak avantajli olacaktir. Ancak, ne yazik ki sekonder bobinlerinin stator bobinlerine dogrudan kuplaji mümkün degildir: o Rezonans güç aktariminda oldugu gibi yüksek frekansli elektromanyetik kuplaj durumunda, stator bobinlerinin kalin telleri yüzey etkisi nedeniyle çok yüksek etkin dirence sahiptir ve bu da güç aktarimini pratik olmaktan çikarir. Stator için Litze teli kullanmak gerekecektir, ancak bu maliyet, güç ve diger hususlar nedeniyle pratik olarak mümkün degildir. 0 Motor sürüsü için kullanilan düsük frekanslar söz konusu oldugunda, stator bobinleri ile kabin üzerindeki sekonder bobinlerden olusturulabilecek bir transformatör, büyük hava boslugu nedeniyle çok yüksek transfer empedansina sahip olacak ve böylece güç transferi yine pratik olmayacaktir. Etkili bir transformatör olusturmak için demir çekirdekler gerekir ki bu da maliyet, vuruntu momenti, çekici kuvvet ve diger sorunlar nedeniyle lineer motorlu asansör için tercih edilmez. hareket edecek sekilde düzenlenmis bir asansör kabini içerir. Asansör sisteminin lineer tahrik sistemi, asansör kabinini tahrik için insa edilmis ve düzenlenmistir ve asansör yoluna sabitlenmis ve bu yol boyunca yerlestirilmis çok sayida primer bobin içerir. Asansör sisteminin kablosuz güç aktarim sistemi, gücü asansör kabinine endüktif olarak aktarmak üzere yapilandirilmistir. Kablosuz güç aktarim sistemi, asansör kabinine monte edilmis ve primer bobinler tarafindan elektromotor kuvvetlerle indüklenecek ve asansör kabini tarafindan kullanilmak üzere güç çikisi saglayacak sekilde yapilandirilmis bir sekonder bobin içerir. Asansör sisteminin iletisim sistemi, veri iletisiminde bulunabilmek için çok sayidaki primer bobin ve sekonder bobini kullanacak sekilde yapilandirilmistir. Görülecegi üzere, bu önceki teknik belge yukarida belirtilen dezavantajlara bir çözüm sunamamaktadir. Sonuç olarak, yukarida belirtilen dezavantajlar ve mevcut çözümlerin yetersizligi nedeniyle, ilgili teknik alanda bir iyilestirmeye ihtiyaç duyulmustur. Bulusun amaci Bulus, mevcut teknikte kullanilan düzenlemelerden farkli olarak, bu alanda yeni bir bakis açisi getiren farkli teknik özelliklere sahip bir yöntem saglamayi amaçlamaktadir. Bulusun ana amaci, sistemin bir parçasi olarak stator bobinlerini kullanarak lineer motorlu asansörlere düsük maliyetli ve güvenilir bir güç aktarimi çözümü saglamaktir. Lineer motorlu asansörler için döner güç aktarimina yönelik bir sistem açiklanmaktadir. Sistem, mevcut lineer motor stator bobinlerini ikincil bir amaç olan güç aktarimi için yeniden kullanarak, asansör kabinine güç aktarimini pratik bir sekilde yapabilmektedir. Açiklanan sistem, tek kabinli veya çok kabinli lineer motorlu asansörler için güvenli ve Yukarida açiklanan amaçlari yerine getirmeyi hedefleyen bulus, lineer motorlu asansörler için bir döner güç aktarim sistemi olup asagidaki özellikleri içerir: 0 manyetik kutuplari stator bobinlerine yönelik ve asansör kabinine bagli en az bir o rotora bagli en az birjeneratör veya sekonder bobin seti, 0 lineer motor statorunun rotora karsi bölümlerine ilerleyen uyarma akimi saglayan bir uyarma algoritmasi. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagidaki sekillerden ve bu sekillere atifta bulunarak yapilmis ayrintili açiklamalarla daha belirgin hale gelecektir ve bu nedenle degerlendirme bu sekiller ve ayrintili açiklamalar incelenerek yapilmalidir. Sekillerin kisa açiklamasi Sekil 1 Bulusun bir uygulamasi: Rotora bagli birjeneratörün genel görünümü. Sekil 2 Lineer motor stator bobini boyunca birbirine bakan iki rotor kullanilarak genisletilmis bir uygulamayi göstermektedir. Sekil 3 Rotoru çevreleyen ikinci bir bobin setinin gösterildigi baska bir uygulamanin görünüsüdür. Çizimlerin ölçekli olmasi zorunlu degildir ve mevcut bulusun anlasilmasi için gerekli olmayan ayrintilari içermeyebilir. Ayrica, büyük ölçüde benzerlik gösteren veya büyük ölçüde benzer islev gören elemanlar ayni numara ile gösterilmistir. Referans Listesi 1. Stator bobinleri 2. Rotor 3. Jeneratör 4. Ikincil rotor . Sekonder bobinler 6. Tasiyici 7. Miknatis 8. Manyetik aki 9. Dönme Bulusun Ayrintili Açiklamasi Asagida, bulusun prensiplerini göstermek için örnek verilebilecek uygulamalarin ayrintili bir açiklamasi yer almaktadir. Uygulamalar bulusun farkli olanaklarini göstermek için saglanmistir, ancak bulus herhangi bir uygulamayla sinirli degildir. Bulusun kapsami çok sayida alternatifi, modifikasyonu ve esdegerini kapsar; sadece istemlerle sinirlidir. Bulusun tam olarak anlasilmasini saglamak amaciyla asagidaki açiklamada çok sayida özel detay belirtilmistir. Bununla birlikte, bulus, bu spesifik detaylarin bir kismi veya tamami olmaksizin istemlere göre uygulanabilir. Bulusun esasinin tarifini engellememesi amaciyla, bulusla ilgili alanlardaki malum teknik bilgiler ayrintili olarak açiklanmamistir. Sekil 1- Statora yönelik jeneratör bagli rotor. Sekil 1 tercih edilen uygulamaya genel bir bakisi göstermektedir. Stator bobinlerinin ve rotorun kesit görünümünü ve statora yönelmis rotorun ön görünümü ile rotor eksenine bagli jeneratörü göstermektedir. Sekil 2- Statora yönelik jeneratörler bagli rotorlar. Sekil 2 tercih edilen uygulamaya genel bir bakisi göstermektedir. Stator bobinlerini ve statorun iki tarafinda duran iki rotoru göstermektedir. Sekil 3- Ikincil bobinli rotorlar. Sekil 3, tercih edilen bir baska uygulamaya genel bir bakisi göstermektedir. Stator bobinlerinin, bir rotorun ve bir dizi sekonder bobinin enine kesit görünümünü göstermektedir. Bulusun konusu olan döner güç aktarim sistemi, lineer motor tahrik sistemine ve bir veya daha fazla asansör kabinine sahip halatsiz tek kabinli veya çok kabinli lineer motorlu asansör sistemlerinde kullanilir. "Lineer motorlu asansör tahriki" terimi, bir asansör kabinini veya çok sayida asansör kabinini bir yerde tutabilen ve hareket ettirebilen statoru veya çoklu statorlari ve tasiyiciyi veya çoklu tasiyicilari birlikte tanimlar. Stator bobinlerindeki (1) 3 fazli uyarma akimlari, manyetik bir rotoru (2) tahrik edebilen ilerleyen bir manyetik alan olusturur. Alternatif manyetik kutuplara sahip rotor (2), stator bobinlerine (1) yönelmis sekilde yerlestirilir ve ilerleyen manyetik alanla eszamanli olarak döner. Rotor (2) lineer motor tasiyiciya (6) monte edilir ve onunla birlikte hareket eder. Tipik olarak 3 fazli sabit miknatisli senkron jeneratör olan bir jeneratör (3), rotorun (2) saftina monte edilir ve çikis elektrik gücünü üretir. Tipik olarak rotor (2) ile ayni olan ikincil bir rotor (4), manyetik aki (8) yolunu kapatmak ve stator bobinlerinin (1) içindeki manyetik alan gücünü artirmak için stator bobinlerinin (1) diger tarafina yerlestirilir. Bir dizi sekonder bobin (5) rotorun (2) yakinina ve tercihen etrafina yerlestirilir ve rotorun (2) iki rolde hizmet etmesini saglar: ilki, stator bobinleri (1) ile birlikte bir senkron motor rotoru (2) olarak; ve ikincisi, sekonder bobinler (5) ile birlikte bir senkron jeneratör rotoru (2) olarak. Lineer motor stator bobinleri (1), her biri 3 fazli invertörler tarafindan bagimsiz olarak tahrik edilecek sekilde bölümler halinde düzenlenmistir. Bu düzenlemeyle, tasiyici (6) ile kuvvet üretimine dahil olmayan, yani tasiyiciya (6) yönelmeyen stator bobinleri (1), rotoru (2) tahrik etmek gibi ikincil bir rol için kullanilabilir. Lineer motorun çalismasi sirasinda, tasiyici (6) stator boyunca ilerledikçe, tasiyicinin (6) arkasinda kalan stator bobinleri (1) bosa çikar. Bu stator bobinleri (1) dönen bir faz vektörüne sahip 3 fazli bir akim tarafindan tahrik edildiginde, üretilen ilerleyen manyetik alan, rotorun (2) miknatislari (7) veya rotor (2) ve ikincil rotorun (4) miknatislari (7) ile etkilesime girerek rotorun veya ikincil rotorun senkron olarak dönmesine neden olur. Rotorun (2) dönmesi (9), manyetik akinin (8) yönü degisirse degistirilebilir. Rotora (2) bagli jeneratör (3) de dönecek ve bir gerilim ve sinirli bir yük durumunda bir akim üretecektir. Bu gerilim ve akim, temassiz iletilen güç olarak tasiyici (6) tarafinda kullanilabilir. Öte yandan, rotor (2) ve bir ikincil rotor (4) dönerken, sekonder bobinlerin (5) terminalleri boyunca gerilim ve akim indüklenir. Bu sayede fazladan güç aktarimi saglanir. Rotor (2), lineer motor stator bobinlerinin (1) hareketli manyetik alaniyla etkilesime girebilen manyetik kutuplarla donatilmis her türlü dönen veya devinen cihazi içerecek sekilde genis bir biçimde tanimlanir. Rotorun (2) manyetik kutuplarinin kutup adimi yaklasik olarak lineer motor statorunun kutup araligina esit veya bunun katlarina ayarlanir. .Jeneratör (3), rotor (2) eksenine bagli olacak sekilde, senkron jeneratör, DC jeneratör, asenkron jeneratör veya dönme hareketini elektrik enerjisine dönüstürmek için benzer uygun bir cihaz olarak çalisan bir elektrik jeneratörüdür. Sekonder bobin (5) seti, rotorun (2) dönen manyetik alani tarafindan uyarilan, senkron jeneratör olarak çalisan bir elektrik jeneratörüdür (3). Rotor (2) veya birden fazla rotor (2), dönme eksenleri (9) lineer motor stator bobinlerine (1) paralel ve yüzeyleri stator bobin yüzeyine yakin bir mesafede olacak sekilde asansör kabinini tasiyan lineer motor tasiyicisina (6) monte edilir. Çalisma sirasinda, asansör kabini için güç üretilmesi gerektiginde, rotora (2) yönelen lineer motor stator bobinleri (1), stator boyunca ilerleyen bir manyetik alan olusturmak için 3 fazli bir akimla tahrik edilir. Bu ilerleyen alan rotorun (2) manyetik kutuplariyla etkilesime girerek rotorun dönmesine neden olur. Dönme (9) jeneratörü (3) tahrik eder ve asansör kabini için kullanilabilir hale gelen elektrik gücü üretir. Lineer motor tasiyici (6) sabit oldugunda, dolayisiyla rotor (2) statora göre sabit bir konumda oldugunda, uyarma rotora (2) yönelen stator bobinlerinde (1) olacaktir. Lineer motor tasiyici (6) hareket ederken, rotora (2) yönelen stator bobinleri (1) degisecek ve uyarimin rotorun (2) stator boyunca hareketini takip etmesi gerekecektir. Rotor (2) bir senkron motor olarak çalistigindan, uyarimin fazini rotorun (2) faz açisiyla senkronize etmek gerekir. .Jeneratörden (3) rotora (2) etki eden sadece küçük bir tork varsa, eszamanlilik stator ve rotor (2) arasinda etki eden manyetik tork tarafindan otomatik olarak saglanabilir. Bununla birlikte, genel olarak stator akimini rotor (2) açisina senkronize etmek için bir araç saglamak gereklidir. Bunu basarmanin kolay bir yolu, RC (Radyo Kontrol) model arabalarda veya drone'larda kullanilan ESC (Elektronik Hiz Kontrol Cihazi) invertörlerinde yaygin oldugu gibi sensörsüz bir vektör kontrol algoritmasi kullanmaktir. Üretilen gerilim rotorun (2) dönme hiziyla orantili olacaktir, bu da stator uyariminin frekansiyla orantilidir. Bu frekans gerekli güç aktarimina göre ayarlanabilir, daha fazla güç gerektiginde artirilabilir. Lineer motor tasiyicinin (6) hareketi sirasinda rotor (2) hizi, lineer çalisma hizi ve uyarma frekansi arasindaki fark ile belirlenir. Aktarilan gücü ayarlamak için uyarma frekansini kontrol ederken bu durumun dikkate alinmasi gerekecektir. Genel olarak, düsük kutup sayisina sahip bir rotor (2) kullanilmasi tercih edilir. Bunun bir nedeni, nispeten düsük uyarma frekansi ile nispeten yüksek dönme hizina izin vermektir. Diger bir neden de stator manyetik alaninin rotora (2) kuplajinda aktif olan manyetik kutuplarin dogrudan statora bakmasidir; rotorun (2) çapi ve kutup sayisi yüksekse, statordan uzaga bakan ve dolayisiyla çalismaya katkida bulunmayan birçok kutup olacakti r. Rotor (2) miknatis kutuplarinin manyetik yolunu iyilestirmek için, Sekil 2'de gösterildigi gibi stator bobini (1) boyunca iki rotor (2) monte etmek avantajlidir. Bu, stator boyunca manyetik alan yogunlugunu artiracak ve böylece ayni stator akimlariyla daha yüksek tork saglayacaktir. Diger düzenlemelerde, manyetik alana karsi daha düsük bir manyetik direnç saglamak için her iki tarafta ikiser adet olmak üzere dört rotor (2) kullanilabilir Örnegin stator yüzeyine paralel bir rotor (2) miknatis hareketi elde etmek için stator yüzeyine dik bir rotor ekseni kullanarak diger manyetik kutup düzenlemeleri de mümkündür. Bu tür varyasyonlar lineer ve döner motorlarin çalismasina asina mühendisler tarafindan kolayca tasarlanabilir ve dolayisiyla mevcut bulusun kapsami dahilindedir. .Jeneratörün (3) 3 fazli bir senkron jeneratör olmasi durumunda, üretilen AC gerilimi tipik olarak düzeltilecek ve elde edilen DC gerilimi bir DC/DC dönüstürücüye beslenerek düzenlenecektir. Elde edilen voltaj, kabin üzerindeki ekipmani sürmek için kullanilacaktir. Üretilen voltajin geri beslemesi için kabinden stator tarafina kablosuz bir sinyal aktarilabilir; gerekirse stator kontrolörü, rotor (2) hizini artirmak veya azaltmak için stator bobinlerinin (1) uyarilmasini kontrol edecektir. Açiklanan uygulamalar açiklayicidir, kisitlayici degildir. Döner güç aktarim sisteminin belirli konfigürasyonlari tarif edilmis olmakla birlikte, mevcut bulusun çok çesitli asansör sistemlerine uygulanabilecegi anlasilmaktadir. Bulusun uygulanmasinin, rotor (2) için farkli düzenlemelere sahip olmasi dahil ancak bununla sinirli kalmamak üzere birçok alternatif yolu vardir. Bulus, lineer motorlu asansörün lineer olmayan (kavisli) hareket yollari veya yol ayrimi içeren yörüngeler için de uygundur. TR TR

Claims (1)

1.STEMLER Lineer motorlu asansör için bir döner güç aktarim sistemi olup, özelligi; o manyetik kutuplari stator bobinlerine (1) yönelmis ve asansör kabinine bagli en az bir rotor (2), o rotora (2) bagli en az bir jeneratör (3) veya sekonder bobin (5) seti, 0 lineer motor statorunun rotora (2) yönelenbölümlerine ilerleyen uyarma akimi saglayan bir uyarma algoritmasi içermesidir. Istem 1'e uygun döner güç aktarim sistemi olup, özelligi; . ayni asansör bosluguna birden fazla asansör kabini monte edilmesi, o asansör kabinlerinin her birinin döner güç aktarim ekipmani ile donatilmasi, o döner güç aktarim ekipmaninin her birinin ayni stator bobini (1) tarafindan tahrik edilecek sekilde düzenlenmesidir. Istem 1'e göre döner güç aktarim sistemi olup, özeligi; manyetik aki (8) yolunu kapatmak ve stator bobinleri (1) içindeki manyetik alan gücünü artirmak için stator bobinlerinin (1) diger tarafina yerlestirilen, tipik olarak rotor (2) ile ayni olan ikincil bir rotor (4) içermesidir. Istem 1'e göre halatsiz lineer motorlu asansör sisteminde kullanilan döner güç aktarim sistemi olup, özelligi; o bir lineer motor tahrik sistemi, 0 bir asansör kabini içermesidir. Istem 1 veya 2'ye göre halatsiz çok kabinli lineer motorlu asansör sisteminde kullanilan döner güç aktarim sistemi olup, özelligi; o bir lineer motor tahrik sistemi, . çok sayida asansör kabini içermesidir. TR TR