專利名稱：一種用于無繩電梯的直線電機(jī)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(jī)布置方法。
背景技術(shù)：
電梯或提升機(jī)是礦井和各類建筑的重要運(yùn)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(jī)所用的結(jié)構(gòu)，是機(jī)械室安裝在提升機(jī)的上部，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(gè)配重。而對(duì)于人員多、負(fù)載大的超高建筑和超深礦井，需要高水準(zhǔn)的交通輸送處理能力，而提升機(jī)占用大量建筑空間和輸送能力低則是一個(gè)嚴(yán)重問題。為了克服上述問題，不要求鋼絲繩和單獨(dú)機(jī)械室的無繩直線電機(jī)提升機(jī)可作為提高提升機(jī)輸送能力的一種方法，已經(jīng)提出很長時(shí)間了。這種無繩提升機(jī)主要有直線感應(yīng)電機(jī)和永磁直線電機(jī)兩種驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)類型，其中永磁直線電機(jī)的力能指標(biāo)高、工作氣隙寬、推力大，被公認(rèn)為作為直線電機(jī)提升機(jī)最合適的驅(qū)動(dòng)源。從現(xiàn)有技術(shù)來看，對(duì)于采用永磁直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯，電機(jī)的類型不外乎單邊結(jié)構(gòu)或者雙邊對(duì)稱結(jié)構(gòu)，而電機(jī)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(duì)稱結(jié)構(gòu)；在運(yùn)行方式上可采用動(dòng)初級(jí)的短初級(jí)長次級(jí)，或者動(dòng)次級(jí)的短次級(jí)長初級(jí)兩種布置方式，電機(jī)定子固定在井筒內(nèi)側(cè)，動(dòng)子固定在轎廂上，當(dāng)電機(jī)初級(jí)通電形成行波磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生向上的提升力，帶動(dòng)轎廂運(yùn)動(dòng)。如圖1A、1B以單邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源。永磁直線電機(jī)布置于轎廂的一側(cè)，電機(jī)定子部分1沿安裝基礎(chǔ)3鋪設(shè)，動(dòng)子部分2與轎廂4相連。采用如圖1A、IB所示的電機(jī)布置方法，電機(jī)的初級(jí)與次級(jí)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(yùn)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(shì)必要求加強(qiáng)安裝基礎(chǔ)、轎廂、定位和制動(dòng)裝置的機(jī)械強(qiáng)度，增加電梯運(yùn)動(dòng)部分的重量，同時(shí)引起較大的運(yùn)行摩擦阻力，運(yùn)行噪聲大，降低有效載荷，造成工程造價(jià)和運(yùn)行成本增加。因此，有人提出采用兩邊工作氣隙相同、面對(duì)面布置的雙邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機(jī)作為電梯的驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(jī)布置方法，消除了電機(jī)動(dòng)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(shì)必會(huì)導(dǎo)致電梯運(yùn)行過程中上下氣隙不均，影響電機(jī)的運(yùn)行性能。圖4A、4B、4C給出了采用對(duì)稱布置的雙邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯，提升電機(jī)對(duì)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(jī)布置方法消除了電機(jī)動(dòng)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(tái)雙邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機(jī)的氣隙相等也并非易事；圖4B、4C中，一旦其中一臺(tái)電機(jī)的氣隙發(fā)生改變，勢(shì)必會(huì)引起另一臺(tái)電機(jī)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(jī)性能。上述各種采用永磁直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯，在電機(jī)的布置方法上，都或多或少存在永磁直線電機(jī)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(fù)雜、定位和運(yùn)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(duì)電機(jī)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(dòng)電機(jī)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(jī)布置方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方法實(shí)現(xiàn)的一種用于無繩電梯的直線電機(jī)布置方法，包括提升直線電機(jī)和轎廂，采用兩臺(tái)雙邊結(jié)構(gòu)的“U”型直線電機(jī)作為電梯的驅(qū)動(dòng)源，所述雙“U”型直線電機(jī)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(jī)的前氣隙A小于或者等于后氣隙&。兩臺(tái)“U”型直線電機(jī)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(jī)由定子部分和動(dòng)子部分構(gòu)成，采用動(dòng)初級(jí)的短初級(jí)長次級(jí)，或者動(dòng)次級(jí)的短次級(jí)長初級(jí)的布置方式，動(dòng)子部分采用固定連接或者活動(dòng)連接的方式與轎廂相連。采用本發(fā)明所提供的電機(jī)布置方法，無繩電梯的驅(qū)動(dòng)源，采用兩臺(tái)雙邊結(jié)構(gòu)的“U” 型永磁直線電機(jī)，所述雙“U”型永磁直線電機(jī)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(jī)僅占用轎廂的一個(gè)側(cè)面，電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，減少了安裝基礎(chǔ)，降低了工程造價(jià)。 同時(shí)，兩臺(tái)“U”型永磁直線電機(jī)軸線之間可以是任意角度，配置靈活，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行安裝。此外，所述雙“U”型永磁直線電機(jī)還可以對(duì)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(jī)布置方法，雙“U”型永磁直線電機(jī)的兩個(gè)氣隙&和&不完全相等，gl可略小于&，使得雙“U”型永磁直線電機(jī)動(dòng)子部分受到的兩個(gè)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(jī)上下氣隙的穩(wěn)定。采用本發(fā)明所提供的電機(jī)布置方法，雙邊結(jié)構(gòu)的雙“U”型永磁直線電機(jī)解決了單邊結(jié)構(gòu)永磁直線電機(jī)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(dòng)裝置的機(jī)械強(qiáng)度，降低工程造價(jià)，大大減輕了電梯運(yùn)動(dòng)部分的重量，提高了有效載荷，并有助于確保電梯運(yùn)行過程中，定位和制動(dòng)機(jī)構(gòu)的有效、準(zhǔn)確、安全工作。同時(shí)，利用雙邊結(jié)構(gòu)的雙“U”型直線電機(jī)兩個(gè)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(yùn)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(duì)稱布置的兩個(gè)雙“U” 型永磁直線電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，組成平衡式結(jié)構(gòu)的無繩電梯，所有直線電機(jī)的氣隙相等布置， 法向力相互抵消，可做到無接觸運(yùn)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(dòng)，不能完全做到平衡無接觸運(yùn)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(yùn)行。一般來講，直線電機(jī)無繩提升系統(tǒng)在電機(jī)法向力方向的定位是主定位，關(guān)系到提升機(jī)主要性能，按單獨(dú)承受最大法向力設(shè)計(jì)，強(qiáng)度高，而與法向力垂直方向的定位是輔助定位，受力相對(duì)小得多，只起防止轎廂側(cè)傾和電機(jī)錯(cuò)位作用，運(yùn)行期間，轎廂靠向主定位方向運(yùn)行顯然比靠向輔助定位方向運(yùn)行更為有利。


圖1 (A B)為現(xiàn)有技術(shù)采用單邊直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)的無繩電梯示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)采用兩臺(tái)雙邊直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(tái)雙邊直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙側(cè)對(duì)稱布置的無繩電梯示意圖；圖5(A B)為本發(fā)明實(shí)施例的剖視示意圖；圖6 (A C)為本發(fā)明電機(jī)布置方法的演化示意圖。附圖中1.電機(jī)定子部分，2.電機(jī)動(dòng)子部分，3.安裝基礎(chǔ)，4.轎廂，5.連接機(jī)構(gòu)， 6. “U”型梁。
具體實(shí)施例方式如圖5A所示，一種用于無繩電梯的直線電機(jī)布置方法，包括兩臺(tái)“U”型直線電機(jī)和轎廂4，“U”型梁6安裝在安裝基礎(chǔ)3上，電機(jī)定子部分1固定在“U”型梁6內(nèi)壁的兩側(cè)， 與電機(jī)動(dòng)子部分2，構(gòu)成雙邊結(jié)構(gòu)“U”型直線電機(jī)。所述電機(jī)動(dòng)子部分2通過連接機(jī)構(gòu)5與轎廂4相連，構(gòu)成無繩電梯的運(yùn)動(dòng)部分。所述兩臺(tái)“U”型直線電機(jī)的開口部分面對(duì)面布置， 即兩臺(tái)“U”型直線電機(jī)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(tái)“U”型直線電機(jī)背靠背布置，其他結(jié)構(gòu)同圖5A。兩臺(tái)“U” 型直線電機(jī)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(jī)布置方法的兩個(gè)特例，實(shí)際上，兩臺(tái)“U” 型直線電機(jī)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(shí)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(jī)布置方法，包括提升直線電機(jī)和轎廂G)，采用兩臺(tái)雙邊結(jié)構(gòu)的“U”型直線電機(jī)作為電梯的驅(qū)動(dòng)源，其特征在于雙“U”型直線電機(jī)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(jī)布置方法，其特征在于雙“U”型直線電機(jī)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(jī)布置方法，其特征在于兩臺(tái)“U” 型直線電機(jī)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(jī)布置方法，其特征在于“U”型直線電機(jī)由定子部分(1)和動(dòng)子部分( 構(gòu)成，采用動(dòng)初級(jí)的短初級(jí)長次級(jí)，或者動(dòng)次級(jí)的短次級(jí)長初級(jí)的布置方式，動(dòng)子部分( 采用固定連接或者活動(dòng)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(jī)布置方法，采用兩臺(tái)雙邊結(jié)構(gòu)的“U”型直線電機(jī)作為電梯的驅(qū)動(dòng)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(tái)“U”型直線電機(jī)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(jī)的上下氣隙g1≤g2。采用本發(fā)明所提供的電機(jī)布置方法，雙“U”型永磁直線電機(jī)抑制了電梯運(yùn)動(dòng)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(dòng)裝置的機(jī)械強(qiáng)度，減輕了電梯運(yùn)動(dòng)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(jī)運(yùn)行過程中氣隙的穩(wěn)定。
文檔編號(hào)B66B9/00GK102153008SQ20101012400
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)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(jì)凱, 封海潮, 汪旭東, 袁世鷹, 許孝卓, 許寶玉 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)