专利名称：电机、电机移动的电梯和具相对移动导向件的电机的电梯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机和一种具有用这种电机沿路径进行移动的轿厢的电梯。本发明的另一主题是一种电梯，具有沿至少一个导向面移动的轿厢，具有导向件，所述导向件可移动地设置在轿厢上和与导向面接触，和具有用于对导向件对应于轿厢相对移动的电机。
背景技术：
在EP0949748A1和EP0949749A1中披露了这种电机。在这两件专利申请中对线性电机做了说明，所述电机具有产生移动磁场的初级部分和用于产生固定磁场的次级部分，其中次级部分和初级部分被空隙空间分隔和在移动磁场的作用下相互移动。为了产生移动磁场初级部分包括多个扁平的环形线圈，所述线圈作为印刷电路附着在绝缘的基片上。线圈串联，以便当一交流电流流经线圈时，线圈沿基片表面产生移动磁场。为了产生固定磁场在次级部分上设置有多个永磁铁，从而在次级部分表面形成周期的磁结构，所述磁结构具有分别磁化的极性的周期变换。磁结构提供一个具有周期变化磁场强度的固定的磁场。提出了多种作为线圈的配置，所述配置用于采用具有一相或多相的交流电流的供电。这种线性电机的缺点在于，由于次级部分上安装有永磁铁，因而重量很大。另外，对永磁铁的采用将导致高的单件产品的成本，这是因为由于一方面永磁铁通常价格昂贵和制造由多个永磁铁构成的次级部分是很昂贵的和导致高昂的成本。特别是当永磁铁的尺寸必须尽可能一致和必须尽可能精确的并列设置，以便使其表面形成一个平面时，此点将导致制造成本的提高。而此点对具有初级部分与次级部分之间很窄的空隙的精密电机和高效电机是非常重要的。
在欧洲专利申请EP0785162A1中披露了一种电梯，所述电梯具有建立在作为驱动电机工作的线性电机基础上的轿厢的驱动系统。线性电机具有产生移动磁场的初级部分和产生固定磁场的次级部分，其中次级部分和初级部分被空隙空间分隔和在移动磁场的作用下相互移动。可以仅采用线性电机，即不需要其它的承载机构或配重的配合将轿厢停靠在电梯竖井的预定的位置上或沿一预定的路径移动。次级部分由多个永磁铁构成，所述永磁铁在电梯竖井壁上沿轿厢移动路径设置。初级部分由线圈构成，所述线圈设置在轿厢的一侧和分别根据设计被两相或三相的交流电流控制，以便产生移动磁场。轿厢被导向，从而实现当轿厢移动时线性电机的初级部分和次级部分以一基本恒定的间隔相对移动。在本情况时次级部分的永磁铁将占用竖井壁上的较大的面积。这种次级部分的机构将导致高昂的材料和制造费用和由于永磁铁重量过大所以在电梯竖井内安装次级部分代价昂贵。由于次级部分在电梯竖井的整个长度上将持续地产生高的固定磁场，所以在安装次级部分时和通常在电梯竖井内在维护作业时必须采取预防措施，以避免磁场产生不希望出现的作用。此点是昂贵的和因此是不利的。
上述的电机在电梯中应用，以便对在轿厢移动时可能出现的垂直于轿厢移动方向的振动进行减振。欧洲专利申请EP0731051A1中披露了一种具有轿厢的电梯，所述轿厢被多个轮导向装置沿导轨导向。每个轮导向装置包括三个导轮形式的导向件，每个导轮分别与导轨的一个导向面接触和当轿厢沿导轨移动时所述导轮在导向面上滚动。每个导向件分别对应于轿厢可移动地设置。每个轮导向装置具有两个线性电机，利用所述线性电机可以以如下方式对对应于轿厢的导向件的相对位置进行控制，轿厢相对于导向件在垂直于轿厢的移动方向的两个方向上可相对移动。利用惯性传感器对垂直于电梯移动方向的轿厢的振动进行检测。根据惯性传感器的输出信号实现的控制促使线性电机移动导向件，从而随时实现对轿厢振动的补偿。每个线性电机包括一个产生移动磁场的初级部分和一个产生固定磁场的次级部分，其中次级部分和初级部分可在移动磁场的作用下相对移动。初级部分由两个分别具有相同形状的铁磁叠片组构成。每个叠片组具有三个齿，所述齿相邻设置和在所述齿之间形成相应的槽。每个叠片组上固定有一个相应的线圈，线圈绕制在中心的齿上和穿过与所述齿相邻的槽。两个叠片组以一个平面为基准镜像对称地设置，从而使叠片组的齿分别成对地反向设置并被空隙分隔开。采用此设置方式叠片组与线圈一起形成具有三个极对的电磁铁。在用电流对线圈进行同相驱动控制的情况下在叠片组上产生磁通，从而使每个叠片组的相邻的齿分别被不同的极性磁化。因此在采用交流电流对线圈进行同相驱动控制的情况下在空隙内将产生齿间的磁场移动。相应的线性电机的次级部分受移动磁场的影响被移动。每个次级部分可移动地设置在相应的初级部分的两个叠片组之间的空隙内并分别由一个扁平的板件构成，永磁铁设置在所述板件上。在本情况时每个线性电机的初级部分设置在轿厢的固定位置上，同时每个线性电机的次级部分分别与至少一个导向件连接。这类线性电机的结构设计从诸多方面考虑都是不利的。由于初级部分的结构和次级部分的结构造成电机的体积和重量大。由于为了实现轿厢的减振通常需要八个线性电机，所以此点是不利的。在本情况时线性电机因此将从实体上增大电梯的总载荷。由于电机的初级部分或次级部分的重量很大，所以必须在初级部分和次级部分之间产生很强的磁场，以便实现预定的加速。当必须由电机调整成迅速的移动时此点是很不利的。另外由于次级部分的永磁铁占用较大的空间，因而在叠片组之间的空隙宽度相对较大。此点对线性电机的效率将产生不利的影响。另外由于制造叠片组和线圈绕组很昂贵，所以初级部分的制造成本昂贵。另一缺点在于，在次级部分的永磁铁和初级部分的叠片组之间存在磁性的相互作用。这种磁性的相互作用将导致产生干扰力，该干扰力将不利于实现对次级部分的位置或次级部分相对于初级部分的移动的精确控制。
在US2003/0000778A1中披露了一种电梯，所述电梯的轿厢被线性电机移动。线性电机的次级部分包括线圈或线圈和永磁铁组合。这种线圈通常绕制在铁心上。因此线性电机很重并且体积很大。由于这种线性电机由多个单独的部件构成，因而这种线性电机的生产成本很高。
发明内容
本发明的目的在于克服已有电机的上述缺点和提出一种电机，所述电机结构紧凑、重量轻和制造成本低廉。本发明的电机具有相应的尺寸设计，适用于在电梯中用于移动轿厢或用于对应于轿厢对导向件的相对移动。
实现本发明目的的技术方案如下
一种电机，具有产生移动磁场的初级部分和用于产生固定磁场的次级部分，其中次级部分和初级部分在移动磁场的作用下相互移动，其特征在于，次级部分具有基片和电路，所述电路附着在基片上和为层状结构，和为了产生固定磁场用电流对电路供电。
根据本发明有益的实施方式，基片具有平的表面。
根据本发明有益的实施方式，所述电机是线性电机。
根据本发明有益的实施方式，至少一个电路区段具有线圈形状，其中每个线圈具有一个或多个线匝。
根据本发明有益的实施方式，电路由电路区段构成，所述电路区段分别在层结构的不同的层上形成。
根据本发明有益的实施方式，电路的第一部分在基片的第一表面上形成和电路的第二部分在基片的第二表面上形成，其中建立在第一和第二部分之间的电气连接。
根据本发明有益的实施方式，多个串联的电路区段分别具有线圈形状，其中线圈的设计应使在电路上一个通过电流的情况下相邻的线圈分别产生具有不同的极性的磁场。
根据本发明有益的实施方式，电路的设置应使在次级部分表面上的固定的磁场具有多个区段，所述区段具有沿方向的周期变换的磁场极性，在所述方向上次级部分可对应于初级部分相对移动。
根据本发明有益的实施方式，初级部分包括一个设置在基片上的电路和为了产生移动的磁场用电流对电路供电，所述电流的电流强度随时间变化。
根据本发明有益的实施方式，初级部分具有多个设置在基片上的电路和为产生移动的磁场分别用一个电流多每个电路供电，所述电流的电流强度随时间变化。
根据本发明有益的实施方式，在初级部分与次级部分之间形成空隙，所述空隙被初级部分的平的表面和次级部分的平的表面限定。
根据本发明有益的实施方式，次级部分的层结构被固定在磁材料构成的支座上，其中支座设置在背离初级部分的层结构上。
次级部分的特殊设计不必采用永磁铁即可实现固定磁场。利用电路供给电流，采用电磁方式产生使电机工作所需的固定磁场。因而克服了因采用永磁铁所带来的所有缺点。
根据本发明，次级部分具有作为主要的基本部件的基片，所述基片起着电路的载体的作用和用于实现次级部分所需的坚固性。因此奠定了次级部分紧凑、重量轻和制造成本低廉的设计结构的前提条件。所述电路例如可以由薄的导电层构成，所述层附着在基片上和必要时进行相应的结构处理。就次级部分的设计和制造而言，可以采用为印刷电路研发的工艺。因而实现了费用低廉的制造。
所述基片可以由高强度的基片构成。此点实现了具有大的表面的薄的基片的应用。因而可以实现尺寸特别窄的次级部分和因此通过初级部分的一个极对的两个极之间的特别窄的空隙实现移动。由于电路是由薄的导电的层构成的，因而可以实现具有在电路范围内相对平滑的表面的次级部分。因此可以实现一种电机，其中可以距初级部分特别小的间隔设置初级部分和因而可以以高效实现对次级部分的驱动。
可以以多种形状实现电机。可以分别与初级部分的形状相适应相应选择基片的形状。电机例如可以是旋转的电机。但也可以为其它形式的移动设计的电机，例如线性电机。例如基片可以具有圆柱形状。在此情况时电路例如设置在圆柱体的壳面上，以便形成围绕圆柱体的纵轴旋转的次级部分。次级部分也可以是一个扁平的围绕轴旋转的盘。在此情况时盘的基面用于设置电路。另外，例如在线性电机的情况下，次级部分也可以是扁平的沿具有有限长度的路径移动的板件，其中板件的基面用于设置电路。
本发明的电机的实施方式的次级部分作为层状结构，通过在基片上附着不同的层而成。所述层可以顺序涂覆和必要时相应进行结构处理。采用此方式在基片上可以涂覆由具有不同特性的材料构成的立体结构。各个层可以由电绝缘的材料构成或具有由电绝缘的材料构成的范围。电路可以由电路段构成，所述电路段分别在在层结构的不同的层上形成。各个电路段例如在不同的平面相交并在相交的范围内被电绝缘层隔离。另外可以在不同的被中间层隔离的层上设置各个电路段和在中间层上具有一个导电的范围，所述导电的范围建立这些电路段之间的电连接。
所述层也可以涂覆在基片的两个面上和必要时进行结构处理。在本发明的电机的另一实施方式的次级部分中例如在基片的第一表面上形成电路的第一部分和在基片的第二表面上形成电路的第二部分，其中建立第一部分和第二部分之间的电连接。此点可以使电路具有特别复杂的几何结构。
根据次级部分的变型方案，例如电路的至少一个段具有线圈形状，其中每个线圈具有一个或多个绕匝。线圈可以设置在基片的一侧，但由电路的不同的段构成，所述电路段设置在基片的不同的面上和相互电连接。
根据次级部分的另一变型，多个顺序设置的电路段分别具有线圈形状，其中线圈的结构应使在电路上具有通过电流的情况下相邻的线圈分别产生具有不同极性的磁场。例如电路的设置应使在用直流对电路供电时在次级部分表面产生一个固定磁场，所述固定磁场的极性具有沿次级部分对应于初级部分相对移动的方向的极性的周期变换。采用此方式可以形成实现大量的磁极的次级部分。在电路的一相应的设置中可以充分利用基片上供使用的面积。此点对于实现电机效率的最佳化和在电机工作时对次级部分对应于初级部分的相对移动进行控制的精度是很重要的。
根据次级部分的进一步设计，为产生固定磁场具有多个电路，用电流分别对这些电路供电。采用此方式通过次级部分可以产生特别高的能量密度的固定磁场。在此方案的基础上可以附加提高次级部分与初级部分相对移动的最大的动力。
根据本发明的电机的进一步设计具有初级部分，所述初级部分具有一个设置在基片上的电路，其中为产生移动磁场用电流对电路供电，所述电流的电流强度随时间变化。在电机的这种设计中可在本发明次级部分的设计的基础上的相同的技术方案实现初级部分。为了产生移动磁场具有一个电结构，所述电结构是层状结构，所述层状结构例如通过在基片上涂覆薄层和必要时通过对层的结构化处理加以实现。例如多个顺序设置的电路段分别具有一个线圈形状，其中线圈的结构应使在电路上存在通过电流的情况下相邻的线圈分别产生具有不同的极性的磁场。因此既可实现作为层状结构的初级部分又可实现作为层状结构的次级部分，所述层状结构包括薄的涂覆在基片上的导电的区。因此对初级部分和次级部分都可以应用印刷电路的工艺技术进行制造。
本发明的电机的这种变型方案具有许多优点。对于初级部分和次级部分可以分别采用薄的并且重量轻的基片。与通常的电机设计相比，在用于产生移动磁场或用于产生固定磁场的本情况中既不需要铁磁心，也不需要卷绕的线圈和永磁铁。所以这种电机的结构便于制造、紧凑和费用低廉。根据本发明不必采用铁磁心和永磁铁实现初级部分和次级部分，由于去掉了在通常的电机中(通常具有齿和槽的)铁磁心和次级部分之间出现的干扰力，因而也简化了电机工作时对次级部分的移动的控制。由于电机重量特别轻，因而特别适用于对迅速移动的控制。由于在对电机进行控制时仅需要对很小的重量进行加速，所以可以迅捷和精确地实现迅速移动。
根据本发明电机的上述方案的进一步设计，初级部分具有多个设置在基片上的电路和为了产生移动磁场分别用一个电流对每个电路供电，所述电流的电流强度随时间变化。由于对每个电路分别单独用一个电源控制，所以根据此方案提出一种多相控制的电机。
本发明的电机也可以在一部电梯中作为用于沿路径移动的轿厢的驱动装置。电机例如可以以如下方式安装在电梯中，使初级部分位置固定地沿路径设置和次级部分设置在轿厢上。另外次级部分也可以位置固定地沿路径设置和初级部分设置在轿厢上。另外电梯具有对轿厢沿路径进行导向的机构和初级部分和次级部分以如下方式设置在该机构上，使当轿厢沿路径移动时，初级部分和次级部分以一相互间隔被导向。后者的优点是，电机的每个移动和轿厢的每个移动被一共同的导向控制。采用此方式可以节省对初级部分或次级部分的单独的导向。
在一部电梯中，所述电梯包括一个沿至少一个导向面移动的轿厢和一个可移动的设置在轿厢上的和与导向面接触的导向件，本发明的电机也可以作为驱动装置，用于对导向件对应于轿厢的相对移动。电机以如下方式安装，初级部分与导向件一起被可移动地设置和次级部分位置固定地对应于轿厢设置或次级部分与导向件一起被可移动地设置和初级部分位置固定地对应于轿厢设置。另外可以在电梯中安装一个电机的控制装置，用于减少在轿厢移动时可能会出现的振动。
下面将对照不同的示意图对本发明的实施例加以说明。图中示出图1A本发明的电机的视图，所述电机具有一个初级部分和一个次级部分，其中初级部分可对应于次级部分相对移动；图1B为图1A的电机的1B-1B向剖面图；图2A本发明的另一种电机的视图，所述电机具有一个初级部分和一个次级部分，其中次级部分可对应于初级部分相对移动；图2B为图2A的电机的2B-2B向剖面图；图3A为图1A的初级部分的详图；图3B为图1A的次级部分的详图；图3C为图3B的电机的3C-3C向剖面图；图4A示出一种电梯，具有轿厢和用于对轿厢进行导向的导向件和具有本发明的用于对导向件对应于轿厢进行相对移动的电机；图4B为图4A的电机的4B-4B向的剖面图；图5A示出一种电梯，具有轿厢和作为用于移动轿厢的驱动装置的本发明的电机，和图5B为图5A的电梯的5B-5B向的剖面图。
具体实施例方式
图1A示出本发明的电机10，具有产生移动磁场的初级部分11和用于产生固定磁场的次级部分。图1B为图1A的电机的1B-1B向剖面图。
图2A示出本发明的一种电机20，所述电机具有产生移动磁场的初级部分21和用于产生固定磁场的次级部分。图2B为图2A的电机20的2B-2B向剖面图。
电机10和20是线性电机。初级部分11和次级部分12或初级部分21和次级部分22的结构应使初级部分11对应于次级部分12或初级部分21对应于次级部分22在坐标系统XYZ的Z向上分别相对移动，所述Z向在图1A中用在初级部分11上的双箭头和在图2A中用在次级部分22上的双箭头标示出。
电机10和20的区别主要在于在Z向上初级部分11或21和次级部分12或22的纵向延伸的程度。在电机10的情况下，初级部分11与次级部分12相比具有较小的纵向延伸。因此电机10优选用于初级部分11(对应于次级部分12)相对移动距离较大的情况。在电机20的情况下，与上述相反初级部分21与次级部分22相比在Z向上具有较大的延伸。所以电机20优选用于次级部分22(对应于初级部分21)相对移动距离较大的情况。
次级部分12具有两个装置13、13’，所述装置具有矩形板形状和平行于Z向相互间隔设置，所述装置对宽度为W的空隙18进行限定。装置13和13’分别固定在支架15上，所述支架固定在基板上16。初级部分11的形状和和设置应使其可以在空隙18内在Z向上移动。具有通常的(图1A和1B中未示出)导向装置，以实现在初级部分11对应于次级部分12在Z向上相对移动时的导向。装置13和13’分别具有电磁机构，对所述电磁机构将在下面对照图3B-C做进一步说明和分别用于产生固定磁场。通常以如下方式产生所述磁场，磁场存在于空隙18内，但在有些情况下也存在于装置13和13’的与空隙18相背侧。为了将在装置13和13’的与空隙相背的侧上的磁通尽可能集中在小的空间内，支架15由软磁材料构成。
次级部分22的结构和功能与次级部分12的结构和功能相同。
次级部分22具有两个装置23、23’，所述装置具有矩形板形状和平行于Z向相互间隔设置，所述装置对宽度为W的空隙18进行限定。装置23和23’分别固定在支架25上，所述支架固定在基板上26。初级部分21的形状和和设置应使其可以在空隙28内在Z向上移动。具有通常的(图2A和2B中未示出)导向装置，以实现在初级部分21对应于次级部分22在Z向上相对移动时的导向。装置23和23’分别具有电磁机构，对所述电磁机构将在下面对照图3B-C做进一步说明和分别用于产生固定磁场。通常以如下方式产生所述磁场，磁场存在于空隙28内，但在有些情况下也存在于装置23和23’的与空隙28相背侧。为了将在装置23和23’的与空隙相背的侧上的磁通尽可能集中在小的空间内，支架25由软磁材料构成。
初级部分11和22分别包括电磁机构，在下面将结合附图3A对所述电磁机构加以详细的说明，所述电磁机构具有产生移动磁场的功能。所述的电磁机构的优选结构适用于产生一个在Z向上的移动磁场。
图3A为初级部分11在X向上的俯视图。图3B同样在X向上的俯视图中示出装置13或装置13’，装置13’与装置13相同。图3C为沿图3B中用点A、B、C和D说明的多边形导线的装置13或13’的截面3C-3C图。
初级部分11包括基片30，在所述基片的基面上附着有电路40。电路40具有两端，所述端分别与一个电连接端子47或48连接。在电连接端子47和48上加有一个电压Up，以便用电流Ip对电路40供电。电路具有电路段41和42，所述电路段分别设置在基片30的不同的面上和其端分别通过电连接45相互连接。为了形象地加以说明对在图3A中位于面向观察者的基片30的基面上的电路段41分别用实线表示和对位于背对观察者的基片30的基面上的电路段42分别用虚线表示。电路段41和42串联，从而在基片30上形成分别具有一个绕匝的多个线圈。线圈在Z向上直接并列相互贴靠排列，电路段41和42相互连接，使分别反向的电流Ip流过相邻的线圈。在图3A中位于线圈绕匝内的初级部分11的范围根据电流Ip的方向用符号“I”或“II”标示出。在电机10工作时电流Ip可以是直流的，也可以是交流的。在电路40周围由电流Ip产生的磁场在由“I”或“II”区分的范围内分别具有不同的(相反的)极性。当Ip是直流的时，产生一个固定磁场，所述固定磁场在范围“I”和“II”之间过渡时分别改变极性。当Ip是交流的时，则作为时间t的函数进行极性的变换和产生一个移动磁场，所述磁场在Z向上移动。
如图3B、3C所示，如果对装置13、13’或初级部分11在Z向上的不同的延伸不予以考虑的话，则设置在次级部分12上的装置13和13’的结构基本与初级部分11的结构相同。
设置在次级部分12上的装置13、13’分别包括一个基片50，在基片的基面上附着一个电路60。电路60具有两端，所述端分别与一个电连接端子67或68连接。在电连接端子67和68上加有一个电压US，以便用电流IS对电路60供电。电路具有电路段61和62，所述电路段分别设置在基片50的不同的面上和其端分别通过电连接65相互连接。为了形象地加以说明对在图3B中位于面向观察者的基片50的基面上的电路段61分别用实线表示和对位于背对观察者的基片50的基面上电路段62分别用虚线表示。电路段61和62串联，从而在基片50上形成分别具有一个绕匝的多个线圈。线圈在在Z向上直接并列相互贴靠排列，电路段61和62相互连接，使分别反向的电流Is流过相邻的线圈。在图3B中位于线圈绕匝内装置13或13’的范围根据电流Is的流向用表示电流Is的流向的箭头和一个符号“+”或“-”表示。在电机10工作时电流Is是直流的。在电路60周围由电流Is产生的磁场是固定磁场和在用“+”或“-”区分的范围内分别具有不同的(相反的)极性。
初级部分的范围“I”和“II”在Z向上具有相同的长度。装置13或13’的“+”和“-”范围在Z向上分别具有相同的长度。次级部分12与初级部分11协调一致，其中装置13或13’的范围“+”或“-”在Z向上具有与范围“I”或“II”相同的长度。
为了实现电机10工作时初级部分11对应于次级部分12的移动，选择直流作为电流Is和选择交流作为电流Ip。在此情况时初级部分11和次级部分12同时被由电流Ip产生的磁场同步移动和在Z向上沿初级部分11移动。初级部分11是否在(+Z)方向还是在与此相反的(-Z)方向移动，根据初级部分11对应于次级部分12的瞬时位置由交流电流Ip的瞬时相位决定。为了阻止初级部分11相对于次级部分12的移动，有多种方案供选择同样可以选择直流作为电流Ip或Ip＝0或Is＝0。为了分别实现对电机10工作的控制，具有一个控制装置(在图1A-B和3A-C中未示出)，所述控制装置根据初级部分11与次级部分12的瞬时的相对位置分别对电流Is和电流Ip的振幅、相位和频率进行控制。
基片30和50优选由一种电绝缘的、具有高强度的材料制成，例如由塑料或陶瓷材料支承。基片30和50最好是由一种非铁磁的材料制成。在此种情况下工作时可以避免初级部分11和次级部分12之间出现干扰力和因此可以以高的精度实现初级部分11和次级部分12之间的相对移动。
在本发明的范围内可以对设置在次级部分12上的装置13和13’和初级部分11的结构进行各种各样的改动。电路40和60可以分别被一绝缘层覆盖，例如由一平的绝缘的层构成初级部分11或装置13或13’的表面。电路40和/或50可以交替地被导向，从而使范围“I”或“II”和/或“+”或“-”分别被电路段环围，所述电路段分别构成具有多个绕匝的线圈。另外也可以由电路段构成所述的线圈，仅在基片30或50的一个面上形成所述的电路段。具有多个绕匝的线圈例如在由多个层构成的层结构中构成，所述层分别包括导电的和电绝缘的范围。不同的层可以顺序地附着在基片30或50上和必要时进行相应地结构化处理。
图3A所示的初级部分是一个单相控制的初级部分的简单的例子。另外初级部分11也具有多个电路，用电流分别对所述电路供电。在本情况时分别用具有不同的相位的不同的交流电流对电路供电，以便产生移动磁场。以装置13或13’的用“+”或“-”标示的范围的设置为基准可以对不同的设置在初级部分11上的电路的设置的几何形状进行协调，以便实现电机的最佳化。例如在专利申请EP0949749A1或WO00/49702A1中披露了这种对初级部分最佳化的方案。
次级部分12包括两个装置13和13’，所述装置结构相同和另外以初级部分11为基准对称设置。这种设置的优点是，当电机10工作时在初级部分11和次级部分12之间不会产生力，所述力垂直于Z向(即初级部分11与次级部分12相对移动的方向)起作用。另外也可以用仅具有一个装置13或13’的次级部分替代次级部分12。
对图1A-B所示的电机10的上述说明同样也适用于图2A-B所示的电机20，其中仅要注意的是，初级部分21在Z向上具有比次级部分要大的长度延伸。因此初级部分21具有与图3A所示的初级部分11相同的结构和装置23、23’具有与图3B所示的装置13、13’相同的结构，主要的区别在于与装置23、23’相比初级部分21应具有较多的线圈-所述线圈分别在Z向上成行顺序设置-，以便当电机20工作产生在Z向上沿初级部分21移动磁场时，次级部分22可沿初级部分21的整个长度移动。
图4A-B和5A-B示出本发明的电机的在电梯中的两种不同的应用。
图4A示出一种本发明的电机90，所述电梯90安装在电梯70中。所述电梯70包括一个轿厢71，所述轿厢沿导轨72上的导向面72’被导向。图4A中仅示出电梯在仅靠电机90附近的一部分。在图中未示出用于沿导向面72’对轿厢71进行移动的驱动装置和通常的其它的电梯部件。为实现沿导向面72’对轿厢71的导向具有一个导向装置75。导向装置75包括(i)支架，所述支架安装在轿厢71上；(ii)导向件76，所述导向件是一个围绕旋转轴80旋转的轮子；(iii)杆件78，在所述杆件上设置旋转轴80和所述杆件围绕一个设置在支架77上的杆件78的一端上的旋转轴79摆动；(iv)一个杆状的导向装置85，所述导向装置设置在支架77上和用于对背离旋转轴79的杆件78端进行导向；(v)一个弹簧86，所述弹簧设置在杆件78和导向装置85的一端之间和被加有预应力，从而在对轿厢71沿导轨72的每个移动时导向件76与导向面72’接触和被一特定的(在特定的极限内预定的)力抵压在导向面72’上。利用杆件78围绕旋转轴79的摆动，实现导向件76相对于轿厢71的移动。在本情况时当轿厢71沿导轨72移动时导向件76在导向面72’上滚动。
电机90固定在支架77和杆件76上，从而利用电机90电子控制改变对应于轿厢71的导向件76的瞬时位置。
图4B是图A的4B-4B向剖面图，示出电机90。所述电机90是线性电机和基本与电机10或20的结构相同。电机90包括产生移动磁场的初级部分91和用于产生固定磁场的次级部分92。所述次级部分92的结构基本与电机10或20的次级部分12或22相同。次级部分92具有两个装置93、93’，所述装置的结构与装置13、13’的结构相同和例如根据在图3B-C所示的结构实现。因此装置13、13’分别包括一个设置在基片上的电路，为了产生固定磁场用电流对所述电路供电。基片为板状并具有平的表面。装置93或93’相互平行和如图4B所示固定在一个具有U形截面的支架上，在装置93和93’之间形成空隙。在该空隙中可移动地设置初级部分91。初级部分91的结构基本与电机10或20的初级部11或21相同。所述初级部分91例如可以根据如图3A所示的结构实现。为了产生移动磁场例如具有一个设置在基片上的电路，用交流电流对所述电路供电。在用直流电流对次级部分92供电和用交流电流对初级部分供电时初级部分91可以相对于次级部分92(与由初级部分91产生的移动磁场同步)移动。在本情况时在导向装置85的纵向上的该移动如图4B所示用双箭头示出。如图4A-B所示，次级部分92固定在支架77上。另外与旋转轴79相背的杆件78端利用一连接件89与初级部分91连接。因此在电机90工作时伴随杆件78围绕旋转轴79的摆动出现初级部分91的移动。通过对电机90的相应的电气控制随之实现导向件76与轿厢71的相对移动。据此实现轿厢71位置相对于导向件76与之接触的导向面72’的移动，特别是可以实现通过电机的相应的电气控制在范围内进行控制改变轿厢71与导向面72’之间的间隔。
在图4A和4B所示的电机中具有一个(图中未示出的)用于电机90的电机控制装置，所述电机控制装置根据相应传感器的信号对对初级部分91和次级部分92或装置93和93’供电的电流的例如振幅、频率和相位进行控制，以便根据预定的标准对对应于轿厢71的导向件76的相对位置施加影响。例如具有传感器，所述传感器在轿厢71沿导向面72’运行时对垂直于轿厢71的移动方向出现的轿厢71的振动进行检测。采取根据传感器的信号电机控制装置促使电机90移动，所述移动导致对轿厢71的振动的补偿的方式，降低振动或必要时对振动进行抑制。
在本发明的范围内可以采用各种方式对图4A和4B所示的轿厢进行改动。
根据一种方案，电机90对应于导向装置75进行设置，使初级部分91对应于轿厢71位置固定地移动和次级部分92与导向件75一起相对于轿厢71进行移动。另外可以省去装置93或93’中的一个装置。另外初级部分91可以具有多个电路，用电流相互不受影响地分别对电路供电，以便用多个电流产生移动的磁场。这些电流具有多个不同的相位。在此情况时初级部分的供电是多相的和电机90的电机控制装置必须相应适配，以便对流过初级部分91电路的电流的振幅、频率和相位进行相应控制。另外装置93和93’的支架95由一种软磁材料制成，以便将磁通集中在支架95上的装置93和93’的与初级部分91相背的面上。
根据电梯70的另一方案，轿厢71在多个(例如两个相互平行的)导轨72上导向和在轿厢71上可以固定有多个导向装置75，以便沿导轨72对轿厢71进行导向。为实现对轿厢71在某一导轨72上的导向也可以在轿厢71上固定有多个导向装置75，例如两个在导轨72的纵向上相互间隔的导向装置75。除了以及描述的导向面72’外导轨72还可以具有用于对轿厢71沿相应的导轨72的纵向进行导向的其它的导向面。每个导轨72例如具有两个或三个在导轨72的纵向上延伸的导向面，其中以导轨72的截面为基准相邻的导向面以相互小于180°(例如90°)的角度设置。因此在轿厢71上可以设置多个导向装置5，使轿厢71如结合图4A所述通过至少一个导向件76(优选通过两个导向件76)与每个导向面接触，其中导向件76分别对应于轿厢71移动和弹簧86被加有预应力，使导向件76用有限的力作用在相应的导向面72上和并能承受干扰力的影响，所述干扰力垂直于轿厢71的移动方向并导致轿厢相应的振动。如上述结合图4A-B所述，用相应数量的电机90电子控制地改变以所有导向件76为基准的轿厢71的设置。为了使轿厢71对应于垂直于轿厢移动方向的振动不敏感，可以用传感器对轿厢71的所有相关的无振动度进行测量采集。为减少振动可以具有电机控制装置，所述电机控制装置对电机进行相应的控制并导致对振动进行补偿的移动。可以根据电机控制装置采集的无振动度的数值对导向装置75和电机90的数量和设置进行选择。
图5A示出一种电梯100，所述电梯包括一个沿路径移动的轿厢102。图5B为图5A电梯100的5B-5B向剖面图。
导轨103设置在电梯竖井壁101上。在沿导轨103的路径移动时利用通常的在图5A-B中未示出的导向装置对轿厢进行导向。本发明的电机110作为对轿厢102沿导轨103移动的驱动装置。电机110是建立在结合电机10和20所述方案的基础上的线性电机。电机110包括产生移动磁场的初级部分111和产生固定磁场的次级部分112。
初级部分111和次级部分112的设置应使初级部分111和次级部分112在移动磁场的作用下相对移动。初级部分111的设置应使借助初级部分111产生的移动磁场平行于轿厢的路径移动。初级部分111沿轿厢102路径的整个长度延伸。所述初级部分111固定在导轨103上。初级部分111由多个沿轿厢移动路径顺序设置的模件构成，所述模块分别具有一个设置在基片上的电路，其中为了产生移动磁场用电流对不同的模件供电。每个摸件的结构例如与电机10的初级部分11相同。不同的摸件的电路排列设置和具有一共同的电源。但不同摸件的电路也可以分别具有单独的电源。后者的情况可以实现根据需要仅在轿厢102路径的具体分段产生移动磁场。
次级部分112在轿厢102的路径方向具有比初级部分111短的延伸。在本情况时在次级部分112和轿厢102之间设置有一个连接件109，以便保持次级部分112与轿厢102的相应的间隔。与图1B、2B和4B所示相比较，次级部分112具有与电机10、20和90的次级部分基本相同的结构。
次级部分112具有两个装置113或113’，所述装置与装置13或13’的结构相同和例如可根据图3B-C所示的结构实现。因此装置113或113’分别具有一个设置在基片上的电路，为产生固定磁场用电流对所述电路供电。相应的基片是板状的和具有平的表面。装置113或113’相互平行设置和如图5B所示固定在具有一个U形截面的支架115上，装置113和113’之间形成空隙。与支架15、25和95相同，支架115由软磁材料制成。
次级部分112的设置应使初级部分111凸伸入次级部分112的装置113或113’之间的空隙内和在轿厢102沿导轨103移动时不与装置113或113’接触。后者的前提条件是，用于对轿厢103沿导轨103导向的导向装置应能保证必要量度的精度和强度。
在工作时，轿厢102被移动或被保持在一预定的位置上，其中用电流对初级部分111和次级部分112的电路相应供电。在对初级部分111进行控制使其产生移动磁场时，轿厢102将与移动磁场同步沿导轨103移动。在对初级部分111和次级部分112都用直流供电时，则轿厢102被停靠在预定的位置。电机110的设计应使电机110工作时施加给轿厢102的力不需要其它的辅助手段足以实现轿厢的停靠。在此情况时电梯100可以在没有轿厢102的承载机构(即没有缆索或皮带)和配重的情况下工作。
在本发明的范围内，可以对电梯100进行多种方式的改动。由于初级部分111和次级部分112在导轨103的纵向上具有明显不同的长度，对初级部分111和次级部分112的电路的供电的设计应使电流仅在初级部分111与次级部分112重合的范围内流动。采用此方式可以降低电机110的能耗。根据另一方案电梯100可以在多个导轨103上被导向。所述导轨可以设置在轿厢102的不同侧。因此可以用多个电机110对轿厢102进行驱动。在后面的情况下，不同的电机110的初级部分111可以设置在相应的导轨上和相应的次级部分111例如根据图5A和5B固定在轿厢102上。
根据电梯100的另一方案，可以用根据本发明实现的不同的电机替代电机110，所述电机的初级部分对应于轿厢103位置固定的设置和其次级部分对应于轿厢103的路径位置固定的设置。在此情况时次级部分沿路径的整个长度延伸。与此相反，初级部分沿路径的延伸短于次级部分的延伸。
另外可以采用单独的装置对所述电机和轿厢沿轿厢102的路径进行导向。另外上述对电机10、20和90的改动和变型同样也适用于电机110。
权利要求
1.一种电机(10、20、90、110)，具有产生移动磁场的初级部分(11、21、91、111)和用于产生固定磁场的次级部分(12、22、92、112)，其中次级部分和初级部分在移动磁场的作用下相互移动，其特征在于，次级部分(12、22、92、112)具有基片(50)和电路(60)，所述电路附着在基片(50)上和为层状结构(13、13’、23、23’、93、93’、113、113’)，和为了产生固定磁场用电流(Is)对电路(60)供电。
2.按照权利要求1所述的电机，其特征在于，基片(50)具有平的表面。
3.按照权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述电机是线性电机(10、20、90、110)。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的电机，其特征在于，至少一个电路(60)区段具有线圈形状，其中每个线圈具有一个或多个绕匝。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的电机，其特征在于，电路(60)由电路区段(61、62)构成，所述电路区段分别在层结构(13、13’、23、23’、93、93’、113、113’)的不同的层上形成。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，电路(60)的第一部分(61)在基片(50)的第一表面上形成和电路(60)的第二部分(62)在基片(50)的第二表面上形成，其中在第一和第二部分之间建立电连接(65)。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的电机，其特征在于，多个顺序设置的电路(60)区段分别具有线圈形状，其中线圈的设计应使在电路(60)上存在一个通过电流(Is)的情况下相邻的线圈分别产生具有不同极性(+、-)的磁场。
8.按照权利要求7所述的电机，其特征在于，电路(60)的设置应使在次级部分(12)表面上的固定磁场具有多个区段，所述区段具有沿方向(Z)的周期变换的磁场极性(+、-)，在所述方向上次级部分(12)可对应于初级部分(11)相对移动。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的电机，其特征在于，初级部分(11)包括一个设置在基片(30)上的电路(40)和为了产生移动磁场用电流(Ip(t))对电路(40)供电，所述电流的电流强度随时间(t)变化。
10.按照权利要求1至8中任一项所述的电机，其特征在于，初级部分具有多个设置在基片上的电路和为产生移动的磁场分别用一个电流对每个电路供电，所述电流的电流强度随时间变化。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的电机，其特征在于，在初级部分(11、21、91、111)与次级部分(12、22、92、112)之间形成空隙，所述空隙被初级部分的平的表面和次级部分的平的表面限定。
12.按照权利要求1至11中任一项所述的电机，其特征在于，次级部分(12、22、92、112)的层状结构(13、13’、23、23’、93、93’、113、113’)被固定在磁材料构成的支架(15、25、95、115)上，其中支架(15、25、95、115)设置在背离初级部分(11、21、91、111)的层状结构(13、13’、23、23’、93、93’、113、113’)的一侧。
13.一种电梯(100)，具有按照权利要求1至12中任一项所述的电机(110)，其中电梯(100)包括轿厢(102)和轿厢(102)利用电机(110)沿路径移动和其中初级部分(111)位置固定地沿轨道设置和次级部分(112)设置在轿厢(102)上或次级部分(112)位置固定地沿轨道设置和初级部分(111)设置在轿厢上。
14.按照权利要求13所述的电梯，具有对轿厢(102)沿路径进行导向的机构(103)，其特征在于，初级部分(111)和次级部分(112)设置在所述机构(103)上，当轿厢(102)沿路径移动时，初级部分(111)和次级部分(112)相互间隔开地被导向。
15.一种电梯(70)，具有按照权利要求1至12所述的电机(90)，其中电梯包括轿厢(71)，所述轿厢沿至少一个导向面(72’)移动，和导向件(76)，所述导向件可移动地设置在轿厢(71)上和与导向面(72’)接触，导向件(76)可与电机(90)一起对应于轿厢(71)相对移动。
16.按照权利要求15所述的电梯，其中初级部分(91)与导向件(76)一起可移动地设置和次级部分(92)对应于轿厢(71)位置固定地设置或次级部分与导向件一起可移动地设置和初级部分对应于轿厢位置固定地设置。
17.按照权利要求15或16所述的电梯，具有电机(90)的控制装置，所述控制装置用于在轿厢沿导向面(72’)移动时降低轿厢(71)的振动。
全文摘要
本发明涉及一种电机(10)，所述电机具有产生移动磁场的初级部分(11)和用于产生固定磁场的次级部分(12)，其中次级部分(12)和初级部分(11)在移动磁场的作用下相互移动。次级部分(12)具有一个带有基片的和带有设置在基片上的电路的装置(13、13’)，所述电路为层状结构，其中为了产生固定的磁场用电流对电路馈电。
文档编号B66B9/02GK1581643SQ20041005773
公开日2005年2月16日 申请日期2004年8月16日 优先权日2003年8月14日
发明者周天 申请人:因温特奥股份公司