專利名稱：一種用于無繩電梯的直線電機布置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無繩提升領(lǐng)域，具體涉及一種用于無繩電梯的直線電機布置方法。
背景技術(shù)：
電梯或提升機是礦井和各類建筑的重要運輸環(huán)節(jié)，在普通的提升系統(tǒng)中，提升方式是公知的，提升機所用的結(jié)構(gòu)，是機械室安裝在提升機的上部，旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動滾筒，纏繞在滾筒上的鋼絲繩一端連接于轎廂，另一端連接于一個配重。而對于人員多、負載大的超高建筑和超深礦井，需要高水準的交通輸送處理能力，而提升機占用大量建筑空間和輸送能力低則是一個嚴重問題。為了克服上述問題，不要求鋼絲繩和單獨機械室的無繩直線電機提升機可作為提高提升機輸送能力的一種方法，已經(jīng)提出很長時間了。這種無繩提升機主要有直線感應(yīng)電機和永磁直線電機兩種驅(qū)動結(jié)構(gòu)類型，其中永磁直線電機的力能指標高、工作氣隙寬、推力大，被公認為作為直線電機提升機最合適的驅(qū)動源。從現(xiàn)有技術(shù)來看，對于采用永磁直線電機驅(qū)動的電梯，電機的類型不外乎單邊結(jié)構(gòu)或者雙邊對稱結(jié)構(gòu)，而電機的布置方法主要有布置于轎廂一側(cè)的“背包”式結(jié)構(gòu)或者布置于轎廂兩側(cè)的對稱結(jié)構(gòu)；在運行方式上可采用動初級的短初級長次級，或者動次級的短次級長初級兩種布置方式，電機定子固定在井筒內(nèi)側(cè)，動子固定在轎廂上，當電機初級通電形成行波磁場，從而產(chǎn)生向上的提升力，帶動轎廂運動。如圖1A、1B以單邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機作為驅(qū)動源。永磁直線電機布置于轎廂的一側(cè)，電機定子部分1沿安裝基礎(chǔ)3鋪設(shè)，動子部分2與轎廂4相連。采用如圖1A、IB所示的電機布置方法，電機的初級與次級之間存在巨大的固有法向吸引力，雖然可以克服重力使轎廂牢牢吸附在運行軌道上，避免了轎廂的側(cè)傾問題，但是，巨大的法向吸力勢必要求加強安裝基礎(chǔ)、轎廂、定位和制動裝置的機械強度，增加電梯運動部分的重量，同時引起較大的運行摩擦阻力，運行噪聲大，降低有效載荷，造成工程造價和運行成本增加。因此，有人提出采用兩邊工作氣隙相同、面對面布置的雙邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機作為電梯的驅(qū)動源，以便抵消彼此之間的法向吸引力，減輕轎廂側(cè)傾正壓力，減小運動摩擦阻力，增加有效載荷，如圖2A、2B、2C和圖3所示。采用如圖2A、2B、2C和圖3所示的電機布置方法，消除了電機動子部分2所受到的法向吸引力，但是，并不能克服由于轎廂重力和載荷偏心的存在而引起的轎廂側(cè)傾和偏轉(zhuǎn)問題，這樣勢必會導致電梯運行過程中上下氣隙不均，影響電機的運行性能。圖4A、4B、4C給出了采用對稱布置的雙邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機驅(qū)動的電梯，提升電機對稱布置于轎廂的兩側(cè)，從理論來看，采用圖4A、4B、4C所示的電機布置方法消除了電機動子部分2所受到的大部分法向吸力，但轎廂的側(cè)傾和受力問題依然存在；圖4A的轎廂要承受兩邊很大的法向力而任意產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形，要保證兩臺雙邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機的氣隙相等也并非易事；圖4B、4C中，一旦其中一臺電機的氣隙發(fā)生改變，勢必會引起另一臺電機氣隙的改變，從而使得轎廂依然要承受不小的不平衡法向力，使轎廂發(fā)生側(cè)傾和偏轉(zhuǎn)，影響提升機性能。上述各種采用永磁直線電機驅(qū)動的電梯，在電機的布置方法上，都或多或少存在永磁直線電機固有法向力大，轎廂容易發(fā)生側(cè)傾和偏轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)復雜、定位和運行困難等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是既最大限度地抑制固有法向吸引力對電機性能的影響，又保留一部分法向吸引力用于克服轎廂重力引起的轎廂側(cè)傾問題，提供一種驅(qū)動電機布置于轎廂的一側(cè)、結(jié)構(gòu)緊湊、施工方便的用于無繩電梯的直線電機布置方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方法實現(xiàn)的一種用于無繩電梯的直線電機布置方法，包括提升直線電機和轎廂，采用兩臺雙邊結(jié)構(gòu)的“U”型直線電機作為電梯的驅(qū)動源，所述雙“U”型直線電機布置于轎廂的一側(cè)或者兩側(cè)，構(gòu)成“背包”式或者平衡式結(jié)構(gòu)的無繩電梯。雙“U”型直線電機的前氣隙A小于或者等于后氣隙&。兩臺“U”型直線電機軸線之間的夾角為a，a為0°到360°之間任意角度?！癠”型直線電機由定子部分和動子部分構(gòu)成，采用動初級的短初級長次級，或者動次級的短次級長初級的布置方式，動子部分采用固定連接或者活動連接的方式與轎廂相連。采用本發(fā)明所提供的電機布置方法，無繩電梯的驅(qū)動源，采用兩臺雙邊結(jié)構(gòu)的“U” 型永磁直線電機，所述雙“U”型永磁直線電機布置于轎廂的一側(cè)，構(gòu)成“背包”式結(jié)構(gòu)的無繩電梯，提升電機僅占用轎廂的一個側(cè)面，電機結(jié)構(gòu)緊湊，減少了安裝基礎(chǔ)，降低了工程造價。 同時，兩臺“U”型永磁直線電機軸線之間可以是任意角度，配置靈活，可以根據(jù)實際情況進行安裝。此外，所述雙“U”型永磁直線電機還可以對稱布置于轎廂的兩側(cè)，構(gòu)成平衡式結(jié)構(gòu)的無繩電梯。采用本發(fā)明所提供的電機布置方法，雙“U”型永磁直線電機的兩個氣隙&和&不完全相等，gl可略小于&，使得雙“U”型永磁直線電機動子部分受到的兩個方向的法向吸引力，F(xiàn)in略大于F2n，從而保留一部分法向吸引力，以克服轎廂重力引起的轎廂側(cè)傾問題，確保提升電機上下氣隙的穩(wěn)定。采用本發(fā)明所提供的電機布置方法，雙邊結(jié)構(gòu)的雙“U”型永磁直線電機解決了單邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機存在的巨大法向吸引力，降低了無繩電梯安裝基礎(chǔ)、轎廂、定位和制動裝置的機械強度，降低工程造價，大大減輕了電梯運動部分的重量，提高了有效載荷，并有助于確保電梯運行過程中，定位和制動機構(gòu)的有效、準確、安全工作。同時，利用雙邊結(jié)構(gòu)的雙“U”型直線電機兩個氣隙的微小偏差，保留了較小的一部分法向吸力，確保轎廂仍然吸附在單側(cè)運行軌道上，有效地解決轎廂的側(cè)傾和偏轉(zhuǎn)問題。此外，可把對稱布置的兩個雙“U” 型永磁直線電機作為驅(qū)動源，組成平衡式結(jié)構(gòu)的無繩電梯，所有直線電機的氣隙相等布置， 法向力相互抵消，可做到無接觸運行，這種情況下，即使氣隙因安裝精度或者軌道不平整等原因而出現(xiàn)波動，不能完全做到平衡無接觸運行，其帶來的不平衡力仍然可以讓轎廂靠向一側(cè)主定位軌道穩(wěn)定運行。一般來講，直線電機無繩提升系統(tǒng)在電機法向力方向的定位是主定位，關(guān)系到提升機主要性能，按單獨承受最大法向力設(shè)計，強度高，而與法向力垂直方向的定位是輔助定位，受力相對小得多，只起防止轎廂側(cè)傾和電機錯位作用，運行期間，轎廂靠向主定位方向運行顯然比靠向輔助定位方向運行更為有利。


圖1 (A B)為現(xiàn)有技術(shù)采用單邊直線電機驅(qū)動的無繩電梯示意圖；圖2(A C)為現(xiàn)有技術(shù)采用雙邊直線電機驅(qū)動的無繩電梯示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)采用兩臺雙邊直線電機驅(qū)動單側(cè)布置的無繩電梯示意圖；圖4 (A C)為現(xiàn)有技術(shù)采用兩臺雙邊直線電機驅(qū)動雙側(cè)對稱布置的無繩電梯示意圖；圖5(A B)為本發(fā)明實施例的剖視示意圖；圖6 (A C)為本發(fā)明電機布置方法的演化示意圖。附圖中1.電機定子部分，2.電機動子部分，3.安裝基礎(chǔ)，4.轎廂，5.連接機構(gòu)， 6. “U”型梁。
具體實施例方式如圖5A所示，一種用于無繩電梯的直線電機布置方法，包括兩臺“U”型直線電機和轎廂4，“U”型梁6安裝在安裝基礎(chǔ)3上，電機定子部分1固定在“U”型梁6內(nèi)壁的兩側(cè)， 與電機動子部分2，構(gòu)成雙邊結(jié)構(gòu)“U”型直線電機。所述電機動子部分2通過連接機構(gòu)5與轎廂4相連，構(gòu)成無繩電梯的運動部分。所述兩臺“U”型直線電機的開口部分面對面布置， 即兩臺“U”型直線電機軸線之間的夾角為a為0°，如圖6A所示。如圖5B所示，所述兩臺“U”型直線電機背靠背布置，其他結(jié)構(gòu)同圖5A。兩臺“U” 型直線電機軸線之間的夾角為a為180°，如圖6C所示。圖5A和圖5B是用于無繩電梯的直線電機布置方法的兩個特例，實際上，兩臺“U” 型直線電機軸線之間的夾角可以是0°到360°之間的任意角度，可根據(jù)實際情況靈活安裝配置，如圖6B所示。
權(quán)利要求
1.一種用于無繩電梯的直線電機布置方法，包括提升直線電機和轎廂G)，采用兩臺雙邊結(jié)構(gòu)的“U”型直線電機作為電梯的驅(qū)動源，其特征在于雙“U”型直線電機布置于轎廂 (4)的一側(cè)或者兩側(cè)，構(gòu)成“背包”式或者平衡式結(jié)構(gòu)的無繩電梯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于無繩電梯的直線電機布置方法，其特征在于雙“U”型直線電機的前氣隙g1小于或者等于后氣隙&。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于無繩電梯的直線電機布置方法，其特征在于兩臺“U” 型直線電機軸線之間的夾角為a，a為0°到360°之間任意角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于無繩電梯的直線電機布置方法，其特征在于“U”型直線電機由定子部分(1)和動子部分( 構(gòu)成，采用動初級的短初級長次級，或者動次級的短次級長初級的布置方式，動子部分( 采用固定連接或者活動連接的方式與轎廂(4)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于無繩電梯的直線電機布置方法，采用兩臺雙邊結(jié)構(gòu)的“U”型直線電機作為電梯的驅(qū)動源，布置于轎廂的一側(cè)或者兩側(cè)，構(gòu)成“背包”式或者平衡式結(jié)構(gòu)的無繩電梯。兩臺“U”型直線電機軸線之間的夾角可以是0°到360°之間的任意角度，且“U”型直線電機的上下氣隙g1≤g2。采用本發(fā)明所提供的電機布置方法，雙“U”型永磁直線電機抑制了電梯運動部分所承受的法向吸引力，降低了無繩電梯安裝基礎(chǔ)、轎廂、定位和制動裝置的機械強度，減輕了電梯運動部分的重量，提高了有效載荷。此外，可保留較小一部分的不平衡法向吸力，有效解決“背包”式轎廂的側(cè)傾問題，有利于電機運行過程中氣隙的穩(wěn)定。
文檔編號B66B9/00GK102153008SQ20101012400
公開日2011年8月17日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者上官璇峰, 司紀凱, 封海潮, 汪旭東, 袁世鷹, 許孝卓, 許寶玉 申請人:河南理工大學