【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于电梯设备的直线驱动装置。此外，本专利技术还涉及一种配备有这种直线驱动装置的电梯设备。
技术介绍
1、电梯设备的电梯轿厢，如可以用于在多层建筑中运输人员或货物的电梯轿厢，通常通过支承机构，例如绳索或皮带与马达联接。在此，马达的驱动轴的转动运动被转换成支承机构的平移并因此将电梯轿厢沿电梯竖井移动。
2、此外，存在如下的电梯设备，其电梯轿厢能够通过直线马达沿着电梯竖井移动。这种直线马达可包括多个电磁体。流过电磁铁线圈的电流强度以及由此产生的磁场强度通常是有限的，以避免产生过多的热量。
3、wo98/58866介绍了一种具有呈开关磁阻电机形式的直线马达的电梯设备的示例。
技术实现思路
1、会需要一种用于电梯设备的直线驱动装置，其实现了当在电梯竖井中不产生过多热量的情况下提高功率密度。此外，会需要对电梯设备进行相应改进。
2、这些需求可以通过独立权利要求的主题来满足。有利的实施方式在从属权利要求、后面的说明书和附图中给出。
3、本专利技术的第一方面涉及一种用于电梯设备的直线驱动装置。该电梯设备包括电梯竖井和在移位轴线的方向上能够在电梯竖井内移位的电梯轿厢。直线驱动装置包括磁轨，该磁轨包括至少一列永磁体，其中，所述或每个永磁体可绕自身的转动轴线转动地支承在载体中。此外，直线驱动装置包括由能导电的材料制成的力传递元件。在此，磁轨可固定在电梯竖井上，而力传递元件可固定在电梯轿厢上。替代地，力传递元件可固定在电梯竖井上，而磁轨可固
4、相同列的永磁体在移位轴线的方向上彼此先后地布置；
5、所述磁轨和所述力传递元件能够相对于彼此在所述移位轴线的方向上移位；
6、所述磁轨和所述力传递元件在重叠区域中彼此相对而置，其中，位于重叠区域中的所述或每个永磁体通过气隙与同该永磁体相对置的力传递元件分隔开。
7、此外，直线驱动装置包括转动驱动装置，该转动驱动装置构造用于使永磁体绕其转动轴线转动，从而通过转动的永磁体的磁场相叠加产生在移位轴线的方向上移位的移动场，用于使力传递元件相对于磁轨移动。
8、本专利技术的第二方面涉及一种电梯设备，包括电梯竖井、在移位轴线方向上能够在电梯竖井内移位的电梯轿厢和如上下文所述的直线驱动装置。在此，磁轨固定在电梯竖井上，而力传递元件固定在电梯轿厢上。替代地，力传递元件固定在电梯竖井上，而磁轨固定在电梯轿厢上。
9、电动直线马达通常基于通过(多相)电流对线圈组件的相应激励来产生磁性行波。这个原理与体育场中的观众的体育场波(“la ola”)相当：线圈电流以特定的节拍方式脉动，类似于站立和坐着的观众，从而产生移动的磁波。直线驱动装置的包含线圈的部分通常称为电枢，所述电枢能够是静止的或可运动的。直线驱动装置的另一部分(以下未被称为电枢部分)与由电枢产生的行波电磁交互作用，由此在两个部分上作用相反的、在数值上相等的力。
10、根据电枢的配置，可以在同步电机、异步电机或同步磁阻电机之间进行区分。对于具有非常长的行程的应用来说，同步电机通常太昂贵，因为对于相应长的非电枢件来说会需要大量的稀土金属或者铜。对于这样的应用，通常优选使用由磁性无源材料并且容易提供的材料(例如钢或铝)制成的具有简单结构的轨道。因此，适于非常长的行程的实施方式通常是异步或同步磁阻电机类型。
11、在两种情况下，(正弦)行波可以为了控制目的分解为两个正交的振荡分量(直流和正交流)，这两个正交的振荡分量可以通过得到的分解电流彼此独立地变化，以获得机器的期望的机电性能，即推进力和吸引力可以通过这些正交分量彼此独立地控制。这些力的大小在一定程度上取决于行波的振幅。因此，力密度受到电枢线圈的热约束的限制。
12、基于行波原理的电机的力密度因此可能受载流的线圈产生磁场的能力限制。线圈能够产生磁场的范围直接与流过线圈的电流的强度成比例。如果线圈例如由传统的材料以电阻缠绕，则线圈的耗散特性限制最大的电流强度并且因此限制电机的转矩或力密度。
13、长行程平移运动的产生可以根据直接或间接驱动的原理来实现。直接驱动的原理基于直线电机，所述直线电机能够实现在电机的两个通过气隙彼此分隔开的磁结构、即定子和转子之间产生力。这两个结构之间的力传递无接触地进行，其方式是，磁性的行波在平移运动的方向上传播。因此，直接驱动装置原则上可以具有不受限制的行程，这在行程比机器的最短链节大多个数量级时是特别有利的。然而，实际上，机器的力特性受到可用的安装空间结合每单位体积的最大允许热输出的限制。
14、例如，通过选择间接驱动，可以局部地增加力密度，然而，这伴随着行程的大幅降低。间接驱动可以包括与机械传动装置连接的旋转的机器，机械传动装置将旋转转换成平移。因为旋转的机器通常在空间上与传动装置分开，所以机器的线圈的散热对传动装置没有明显影响。然而，在传动装置中即使质量较小也会产生摩擦热。此外，机械传动装置由于其原理而容易磨损，并且可能引起不期望的噪声和振动。
15、在上述直接驱动中，力密度的增加通常是电机设计阶段的目标之一，因为这可以减少所使用的材料的量和质量，并且相应地可以通过冷却能力。为了增加力密度，可以采用将线圈的温度保持在可接受范围内的冷却方法。然而，这种冷却方法可能相对复杂。
16、此外，存在直线横向磁通电机、磁通开关电机和开关磁阻电机，其中，应用磁行波的原理以有利于提高力密度。然而，这些方法可能导致力波动和噪声增加。这种机器的控制可能是复杂的。
17、为了将线圈中的损耗功率降低到最小，例如也可以使用超导线圈。然而，这种线圈要求在低于100k的非常低的温度下的仔细屏蔽的低温环境，这仅能够在相当大的努力下在实践中实现。
18、现在，这里提出的方案能够实现，至少部分地克服上述限制和不期望的效果，只要直线驱动装置的力传递基于行波的原理，即无接触地进行，并且行波通过旋转的永磁体产生，所述永磁体可以由旋转的电机驱动。这一方面改善了散热。另一方面，通过使用永磁体代替线圈可以提高磁场强度。
19、可选地，永磁体能够彼此独立地被驱动。这实现了磁场定向的控制，也就是说，平行于移位轴线的推进力和横向于移位轴线的、在力传递元件和永磁体之间的吸引力能够彼此独立地受到影响。因此，通过相应配置的转动驱动装置可以实现与在传统的同步、异步或同步磁阻电机的情况下相同的分力的正交分解，并且这具有提高的力密度和降低的损耗功率。
20、换句话说，如在本方案中所使用的旋转的永磁体能够以几乎不散开的方式以较小的体积足迹产生较高的场强。
21、此外，永磁体的使用提供了如下的优点，在磁轨与力传递元件之间的吸引力即使在电流中断时也能保持。因此能够提高电梯设备的运行安全性。
22、在不以任何方式限制本专利技术的范围的情况下，本专利技术的实施方式可以被认为基于下面介绍的构思和认识。
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【技术保护点】
1.一种用于电梯设备(1)的直线驱动装置(4)，其中，所述电梯设备(1)包括电梯竖井(2)和能够沿移位轴线(z)的方向在所述电梯竖井(2)中移位的电梯轿厢(3)，其中，所述直线驱动装置(4)包括：
2.根据权利要求1所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)构造用于使相同列(16、17)的相邻的永磁体(8、8a、8b)转动，使得相同列(16、17)的转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)的磁场在其定向方面彼此错开90度。
3.根据权利要求2所述的直线驱动装置(4)，其中，位于相同列(16、17)的一个转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)之前和位于相同列(16、17)的一个转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)之后的每个转动的永磁体(8、8a、8b)的磁场的定向与在前的永磁体(8、8a、8b)的磁场的顺时针转动90度后的定向相同，并且与在后的永磁体(8、8a、8b)的磁场的逆时针转动90度后的定向相同。
4.根据权利要求1所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)被设计用于转动相同列(16、17)的相邻的永磁体(8、8a、
5.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述磁轨(5)包括第一列(16)和第二列(17)的永磁体(8、8a、8b)；
6.根据权利要求5所述的直线驱动装置(4)，其中，所述限定的角度为0度、90度或180度。
7.根据权利要求5或6所述的直线驱动装置(4)，其中，第一列(16)的永磁体(8、8a、8b)的转动轴线(r)相对于第二列(17)的永磁体(8、8a、8b)的转动轴线(r)在移位轴线(z)的方向上错开。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)被构造用于使第一列(16)的永磁体(8、8a、8b)相比于第二列(17)的永磁体(8、8a、8b)以不同的转速和/或沿不同的转动方向转动。
9.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)构造用于使相同列(16、17)的永磁体(8、8a、8b)同时以相同的转速和/或沿相同的转动方向转动。
10.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，
11.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述永磁体(8、8a、8b)沿其转动轴线(r)的方向被分成至少两个具有不同极性的圆柱形的区段(15)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动轴线(r)彼此平行地和/或与所述移位轴线(z)正交地延伸。
13.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述力传递元件(6)呈梯子状地形成有多个横档(19)和/或由软磁性结构形成，所述软磁性结构特别地实施为具有切口。
14.根据权利要求13所述的直线驱动装置(4)，其中，相邻的横档(19)之间的空隙至少部分地填充有软磁材料。
15.一种电梯设备(1)，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于电梯设备(1)的直线驱动装置(4)，其中，所述电梯设备(1)包括电梯竖井(2)和能够沿移位轴线(z)的方向在所述电梯竖井(2)中移位的电梯轿厢(3)，其中，所述直线驱动装置(4)包括：
2.根据权利要求1所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)构造用于使相同列(16、17)的相邻的永磁体(8、8a、8b)转动，使得相同列(16、17)的转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)的磁场在其定向方面彼此错开90度。
3.根据权利要求2所述的直线驱动装置(4)，其中，位于相同列(16、17)的一个转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)之前和位于相同列(16、17)的一个转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)之后的每个转动的永磁体(8、8a、8b)的磁场的定向与在前的永磁体(8、8a、8b)的磁场的顺时针转动90度后的定向相同，并且与在后的永磁体(8、8a、8b)的磁场的逆时针转动90度后的定向相同。
4.根据权利要求1所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)被设计用于转动相同列(16、17)的相邻的永磁体(8、8a、8b)，使得相同列(16、17)的转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)的磁场具有相反的定向。
5.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述磁轨(5)包括第一列(16)和第二列(17)的永磁体(8、8a、8b)；
6.根据权利要求5所述的直线驱动装置(4)，其中，所述限定的角度为0度、90度或180度。
7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·坎布鲁齐，克里斯蒂安·史都德，
申请(专利权)人：因温特奥股份公司，
类型：发明
国别省市：
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