TWI398075B - 電梯的電機結構及其定子元件 - Google Patents

Description

電梯的電機結構及其定子元件

本發明關於一種電梯曳引電機的定轉子結構。

電機可應用於電梯裝置中，例如上海永大吉億電機有限公司(http://www.giem.com.cn)所製作的永磁電機(PM motor)以及上海永大電梯設備公司(http://www.yungtay.com.cn)所製作的電梯產品。

傳統式電機定子繞線方式可分為二種：分佈繞組(distributed winding)與集中繞組(concentrated winding)。分佈繞組係以手工先將線材預先於線模上繞成線圈，再將繞好之線圈自線模取下裝入電機定子之定子槽中。集中繞組係透過自動繞線機，將線材直接自動繞入電機定子之定子槽內。臺灣專利公告號第146145號、第525870號，及專利公開號第200906029號係揭露集中繞組之技術。

請參閱圖1，為習知電機之定子結構圖。習知電機之定子1包含排列呈環狀的齒部10及纏繞於各齒部10內之線圈12，定子1的厚度為T。

過去，為了製造大功率電機以輸出較大的功率，因此定子1厚度T需設計較厚，用以提高線圈12占積率。當定子1厚度T過大時，受限於自動繞線機的規格和繞線方式的限制，大功率電機線材纏繞方式便無法使用集中繞組，而需要採用分佈繞組。分佈繞組係以手工繞線，作業效率甚低。

因此，如何運用集中繞組於大功率電機中之定子繞線，為本發明想要解決之課題。

本發明一方面提供一種電梯的電機結構，包含：一定子元件及一轉子元件。定子元件包含：一第一定子、一第二定子及一連接件。第一定子具有第一齒部及一第一連接部，第一齒部排列成環狀。第二定子具有第二齒部及一第二連接部，第二齒部排列成環狀，且各第一齒部與各第二齒部並列。連接件固接第一連接部與第二連接部。此外，轉子元件環繞設置於定子元件外部。

本發明另一方面提供一種電機的定子結構，包含：一第一定子、一第二定子及一連接件。第一定子具有第一齒部及一第一連接部，第一齒部排列成環狀。第二定子具有第二齒部及一第二連接部，第二齒部排列成環狀，且各第一齒部與各第二齒部並列。連接件固接第一連接部與第二連接部。

配合以下之較佳實施例之敍述與圖式說明，本發明之目的、實施例、特徵、及優點將更為清楚。

本發明主要應用於電梯之曳引機，更詳細地說，本發明為關於電梯曳引機的曳引電機結構，且主要是針對外轉子之曳引電機。

圖2為曳引機2之剖面圖。曳引機2包含有曳引電機2a及曳引輪2b二部分。曳引電機2a由定子元件20、轉子元件30及軸40所組成，其中轉子元件30環繞於定子元件20週邊，並與軸40相連接。轉子元件30可於定子元件20週邊轉動，並帶動軸40旋轉。而軸40的旋轉也帶動曳引輪2b轉動，使電梯升降。其餘曳引機2用於驅動電梯之構件，可參考現有的上海永大吉億電機有限公司所製作的永磁電機以及上海永大電梯設備公司所製作的電梯產品，在此不多說明。

圖3為本發明實施例定子元件20之結構圖；圖4A為本發明實施例第一定子21之結構圖；圖4B為本發明實施例連接件23之結構圖。

請一併參閱圖3、4A及4B，在第一實施例中，定子元件20包含一第一定子21、一第二定子22及連接第一定子21與第二定子22之連接件23。第一定子21與第二定子22結構相同，以下以第一定子21做說明。

第一定子21由排列成環狀的第一齒部210與捲繞於各第一齒部210內部之線圈(未顯示)所組成。此外，第一定子21更具有環繞設置於其內側的第一連接部211，第一連接部211上並具有第一穿孔212。第一定子21之結構與習知電機之定子結構相同，可參閱本發明先前技術之圖1，也可參閱臺灣專利公告號第I275229號之定子結構。在一實施例中，第一定子21可具有排列成環狀的36個第一齒部210，第一定子21之厚度為75mm，外徑為520mm，內徑為350mm。

連接件23為鐵制之環形框，側面具有孔洞230。孔洞230的位置對稱於第一定子21之第一穿孔212或第二定子22之第二穿孔222。在一實施例中，連接件23之厚度為20mm。

定子元件20之組裝，係於第一定子21及第二定子22中間放置連接件23，將連接件23之孔洞230對準第一定子21的第一穿孔212及第二定子22的第二穿孔222，並以螺栓將此三者固接，則可形成定子元件20。於一實施例中，定子元件20之厚度係為二個厚度各75mm的第一定子21及第二定子22，及厚度為20mm的連接件23所組成，故定子元件20之整體厚度為170mm。如此，定子元件20不僅可以以集中繞組方式纏繞線圈，且也可以製造大功率電機。

值得注意的是，第一實施例中定子元件20係由一第一定子21及一第二定子22所組成。然而，第二實施例中定子元件20可由三個結構相同的第一定子、第二定子及第三定子，中間各夾設連接件而形成三定子結構。此外，也可以上述相同方式形成包含四個以上第一定子的定子元件。

圖5A及5B為本發明轉子元件30第一實施例之結構圖與剖面圖。參閱圖5A及5B，轉子元件30包含第一單元31及第二單元32。第一單元31中央具有一軸孔310，用以連接前述之軸；此外第一單元31周圍並設置有螺栓311。第二單元32為一輪狀結構，其與第一單元31相接之一側設置有對稱於第一單元31螺栓311之螺孔324，第一單元31與第二單元32係以螺固方式連結。底下接著詳述第二單元32之結構。

圖6A為第二單元32的輪框320之結構圖。圖6B為第二單元32的第一板件321結構圖。圖6C為第二單元32的磁鋼322結構圖。圖6D為第二單元32的第二板件323結構圖。

請繼續參閱圖5A及5B，並一併參閱圖6A-6D。轉子元件30的第二單元32包含輪框320、第一板件321、磁鋼322及第二板件323。

輪框320為輪狀的鐵件，內表面中央處具有一環形凸部3201，將輪框320分為左右二部分，於凸部3201之二側面具有數個卡合孔3202。此外，於輪框320二側表面更分別具有嚙合孔3203。

第一板件321為不銹鋼板衝壓成之條狀結構，具有夾持部3210及固定部3211。各夾持部3210係等間隔配置，用以夾持磁鋼322。此外，各固定部3211設置于相對於夾持部3210的另一側，固定部3211位置對應於輪框320之卡合孔3202。第一板件321係以此固定部3211而與輪框320之卡合孔3202相卡合連接。於本實施例中，一個第一板件321具有三個夾持部3210及二個固定部3211，因此第一板件321可夾持三片磁鋼322。但第一板件321具有夾持部3210及固定部3211的數量，並不以此為限，於另一個實施例中，第一板件321也可以具有40個夾持部3210及32個固定部3211。

磁鋼322為一面N極、另一面S極的永久磁鐵，呈條形結構。磁鋼322之寬度係約相等於第一板件321之夾持部3210大小。于本發明之實施例中，磁鋼322之長度為80mm。

第二板件323亦為不銹鋼板衝壓成之條狀結構，具有開口3230及卡合部3231。開口3230位置對應於輪框320之嚙合孔3203。第二板件323之功能係用以輔助固定磁鋼322，防止其滑動。於本實施例中，一個第二板件323具有三個開口3230及四個卡合部3231。第二板件323開口3230及卡合部3231的數量，並不以此為限，可視需要而改變。

圖7A-7D為轉子元件30第二單元32之各元件組裝圖，為清楚表示本發明，圖7A-7D僅繪示一部分輪框320。請參閱圖7A-7D，並配合圖6A-6D。本發明轉子元件30的第二單元32之組裝步驟如下：將第一板件321裝設於輪框320之凸部3201二側，其係以第一板件321之固定部3211連接於凸部3201之卡合孔3202。待裝設完成後，凸部3201左、右二側具有第一板件321，且具有相對稱的夾持部3210。接著，於左右二側之夾持部3210間塞入磁鋼322，並以膠水黏著於磁鋼322接觸面，輔助固定磁鋼322與輪框320之結合。磁鋼322每極係以N、S極交錯配置，且左右二側之磁鋼322為同一極，如圖7B所示。待磁鋼322裝設完成後，於輪框320的二側面設置第二板件323，第二板件323之開口3230對稱於輪框320之嚙合孔3203，且第二板件323之卡合部3231恰可將相鄰二片磁鋼322抵壓固定。接著，再以螺栓穿過第二板件323之開口3230及輪框320之嚙合孔3203，如此完成轉子元件30第二單元32之組裝。

請回至圖5B，接著再將轉子元件30第一單元31及第二單元32固接(已描述于上文)，如此完成轉子元件30的組裝。

本發明轉子元件30第二單元32之第一實施例，輪框320一圈可設置40片磁鋼，輪框320內部分為左右二側，故共可設置80片磁鋼，且轉子元件30外徑為600mm，內徑為523mm。

再者，于本發明轉子元件30第二單元32之另一實施例中，利用上述相同結構，轉子元件30每一極也可以設置三片或三片以上之磁鋼322。

再請參閱圖2，本發明轉子元件30、定子元件20與軸40之組裝及運轉方式，係與習知曳引電機之定轉子結構及運轉方式相同，於此不再贅述。

此外，于本發明曳引電機定子元件及轉子元件之實施例中，可實施為下列三種方式：(a)本發明定子元件搭配習知之轉子元件；(b)習知定子元件搭配本發明之轉子元件；以及(c)本發明定子元件搭配本發明轉子元件。於此要特別說明的是，曳引電機定子元件及轉子元件若實施為方式(c)時，定子元件第一定子的個數較佳地是與轉子元件每極磁鋼的片數一致。

轉子元件利用輪框之凸部，結合第一板件之使用，使磁鋼可設置於輪框，且磁鋼長度可以減小，有效提高磁鋼製作成功率，也降低磁鋼製作成本。此外，本發明之另一優點為外轉子固定側與曳引輪位於軸承二側，對軸係承受軸向荷重時，對於多組電機組合結構，有較佳的電機結構穩定度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

1．．．定子

10．．．齒部

12．．．線圈

2．．．曳引機

2a．．．曳引電機

2b．．．曳引輪

20．．．定子元件

21．．．第一定子

210．．．第一齒部

211．．．第一連接部

212．．．第一穿孔

22．．．第二定子

222．．．第二穿孔

23．．．連接件

230．．．孔洞

30．．．轉子元件

31．．．第一單元

310．．．軸孔

311．．．螺栓

32．．．第二單元

320．．．輪框

3201．．．凸部

3202．．．卡合孔

3203．．．嚙合孔

321．．．第一板件

3210．．．夾持部

3211．．．固定部

322．．．磁鋼

323．．．第二板件

3230．．．開口

3231．．．卡合部

40．．．軸

圖1為習知電機之定子結構圖。

圖2為本發明曳引機之剖面圖。

圖3為本發明實施例定子元件之結構圖。

圖4A為本發明實施例第一定子之結構圖。

圖4B為本發明實施例連接件之結構圖。

圖5A及5B為本發明轉子元件第一實施例之結構圖與剖面圖。

圖6A為本發明第二單元的輪框之結構圖。

圖6B為本發明第二單元的第一板件結構圖。

圖6C為本發明第二單元的磁鋼結構圖。

圖6D為本發明第二單元的第二板件結構圖。

圖7A-7D為本發明轉子元件的第二單元之各元件組裝圖。

20．．．定子元件

21．．．第一定子

22．．．第二定子

222．．．第二穿孔

Claims (8)

1. 一種電梯的電機結構，包含：一定子元件，包含：一第一定子，具有第一齒部及一第一連接部，該第一齒部排列成環狀；一第二定子，具有第二齒部及一第二連接部，該第二齒部排列成環狀，且各該第一齒部與各該第二齒部並列；以及一連接件，固接該第一連接部與該第二連接部；以及一轉子元件，環繞設置於該定子元件外部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電梯的電機結構，其中該連接件為一環形框。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電梯的電機結構，其中該第一定子及該第二定子之線圈纏繞方式為集中繞組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電梯的電機結構，其中該轉子元件包含：排列成環狀之第一磁鋼；以及排列成環狀之第二磁鋼；其中，各該第一磁鋼與各該第二磁鋼並列設置且間隔一距離。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電梯的電機結構，該轉子元件更包含至少一第一板件，該第一板件具有夾持部，用以夾持該第一磁鋼及該第二磁鋼。
6. 如申請專利範圍第4項所述之電梯的電機結構，其中該轉子元件更包含一輪框，該輪框之內表面具有一凸部，該第一磁鋼與該第二磁鋼係設置於該輪框之內表面，且該凸部將各該第一磁鋼與各該第二磁鋼分隔。
7. 一種電機之定子元件，包含：一第一定子，具有第一齒部及一第一連接部，該第一齒部排列成環狀；一第二定子，具有第二齒部及一第二連接部，該第二齒部排列成環狀，且各該第一齒部與各該第二齒部並列；以及一連接件，固接該第一連接部與該第二連接部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電機之定子元件，其中該第一定子及該第二定子之線圈纏繞方式為集中繞組。