专利名称：一种用于无绳电梯的直线电机布置方法
技术领域：
本发明属于无绳提升领域，具体涉及一种用于无绳电梯的直线电机布置方法。
背景技术：
电梯或提升机是矿井和各类建筑的重要运输环节，在普通的提升系统中，提升方式是公知的，提升机所用的结构，是机械室安装在提升机的上部，旋转电机驱动滚筒，缠绕在滚筒上的钢丝绳一端连接于轿厢，另一端连接于一个配重。而对于人员多、负载大的超高建筑和超深矿井，需要高水准的交通输送处理能力，而提升机占用大量建筑空间和输送能力低则是一个严重问题。为了克服上述问题，不要求钢丝绳和单独机械室的无绳直线电机提升机可作为提高提升机输送能力的一种方法，已经提出很长时间了。这种无绳提升机主要有直线感应电机和永磁直线电机两种驱动结构类型，其中永磁直线电机的力能指标高、工作气隙宽、推力大，被公认为作为直线电机提升机最合适的驱动源。从现有技术来看，对于采用永磁直线电机驱动的电梯，电机的类型不外乎单边结构或者双边对称结构，而电机的布置方法主要有布置于轿厢一侧的“背包”式结构或者布置于轿厢两侧的对称结构；在运行方式上可采用动初级的短初级长次级，或者动次级的短次级长初级两种布置方式，电机定子固定在井筒内侧，动子固定在轿厢上，当电机初级通电形成行波磁场，从而产生向上的提升力，带动轿厢运动。如图1A、1B以单边结构永磁直线电机作为驱动源。永磁直线电机布置于轿厢的一侧，电机定子部分1沿安装基础3铺设，动子部分2与轿厢4相连。采用如图1A、IB所示的电机布置方法，电机的初级与次级之间存在巨大的固有法向吸引力，虽然可以克服重力使轿厢牢牢吸附在运行轨道上，避免了轿厢的侧倾问题，但是，巨大的法向吸力势必要求加强安装基础、轿厢、定位和制动装置的机械强度，增加电梯运动部分的重量，同时引起较大的运行摩擦阻力，运行噪声大，降低有效载荷，造成工程造价和运行成本增加。因此，有人提出采用两边工作气隙相同、面对面布置的双边结构永磁直线电机作为电梯的驱动源，以便抵消彼此之间的法向吸引力，减轻轿厢侧倾正压力，减小运动摩擦阻力，增加有效载荷，如图2A、2B、2C和图3所示。采用如图2A、2B、2C和图3所示的电机布置方法，消除了电机动子部分2所受到的法向吸引力，但是，并不能克服由于轿厢重力和载荷偏心的存在而引起的轿厢侧倾和偏转问题，这样势必会导致电梯运行过程中上下气隙不均，影响电机的运行性能。图4A、4B、4C给出了采用对称布置的双边结构永磁直线电机驱动的电梯，提升电机对称布置于轿厢的两侧，从理论来看，采用图4A、4B、4C所示的电机布置方法消除了电机动子部分2所受到的大部分法向吸力，但轿厢的侧倾和受力问题依然存在；图4A的轿厢要承受两边很大的法向力而任意产生结构变形，要保证两台双边结构永磁直线电机的气隙相等也并非易事；图4B、4C中，一旦其中一台电机的气隙发生改变，势必会引起另一台电机气隙的改变，从而使得轿厢依然要承受不小的不平衡法向力，使轿厢发生侧倾和偏转，影响提升机性能。上述各种采用永磁直线电机驱动的电梯，在电机的布置方法上，都或多或少存在永磁直线电机固有法向力大，轿厢容易发生侧倾和偏转，结构复杂、定位和运行困难等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是既最大限度地抑制固有法向吸引力对电机性能的影响，又保留一部分法向吸引力用于克服轿厢重力引起的轿厢侧倾问题，提供一种驱动电机布置于轿厢的一侧、结构紧凑、施工方便的用于无绳电梯的直线电机布置方法。本发明的技术方案是以下述方法实现的一种用于无绳电梯的直线电机布置方法，包括提升直线电机和轿厢，采用两台双边结构的“U”型直线电机作为电梯的驱动源，所述双“U”型直线电机布置于轿厢的一侧或者两侧，构成“背包”式或者平衡式结构的无绳电梯。双“U”型直线电机的前气隙A小于或者等于后气隙&。两台“U”型直线电机轴线之间的夹角为a，a为0°到360°之间任意角度。“U”型直线电机由定子部分和动子部分构成，采用动初级的短初级长次级，或者动次级的短次级长初级的布置方式，动子部分采用固定连接或者活动连接的方式与轿厢相连。采用本发明所提供的电机布置方法，无绳电梯的驱动源，采用两台双边结构的“U” 型永磁直线电机，所述双“U”型永磁直线电机布置于轿厢的一侧，构成“背包”式结构的无绳电梯，提升电机仅占用轿厢的一个侧面，电机结构紧凑，减少了安装基础，降低了工程造价。 同时，两台“U”型永磁直线电机轴线之间可以是任意角度，配置灵活，可以根据实际情况进行安装。此外，所述双“U”型永磁直线电机还可以对称布置于轿厢的两侧，构成平衡式结构的无绳电梯。采用本发明所提供的电机布置方法，双“U”型永磁直线电机的两个气隙&和&不完全相等，gl可略小于&，使得双“U”型永磁直线电机动子部分受到的两个方向的法向吸引力，Fin略大于F2n，从而保留一部分法向吸引力，以克服轿厢重力引起的轿厢侧倾问题，确保提升电机上下气隙的稳定。采用本发明所提供的电机布置方法，双边结构的双“U”型永磁直线电机解决了单边结构永磁直线电机存在的巨大法向吸引力，降低了无绳电梯安装基础、轿厢、定位和制动装置的机械强度，降低工程造价，大大减轻了电梯运动部分的重量，提高了有效载荷，并有助于确保电梯运行过程中，定位和制动机构的有效、准确、安全工作。同时，利用双边结构的双“U”型直线电机两个气隙的微小偏差，保留了较小的一部分法向吸力，确保轿厢仍然吸附在单侧运行轨道上，有效地解决轿厢的侧倾和偏转问题。此外，可把对称布置的两个双“U” 型永磁直线电机作为驱动源，组成平衡式结构的无绳电梯，所有直线电机的气隙相等布置， 法向力相互抵消，可做到无接触运行，这种情况下，即使气隙因安装精度或者轨道不平整等原因而出现波动，不能完全做到平衡无接触运行，其带来的不平衡力仍然可以让轿厢靠向一侧主定位轨道稳定运行。一般来讲，直线电机无绳提升系统在电机法向力方向的定位是主定位，关系到提升机主要性能，按单独承受最大法向力设计，强度高，而与法向力垂直方向的定位是辅助定位，受力相对小得多，只起防止轿厢侧倾和电机错位作用，运行期间，轿厢靠向主定位方向运行显然比靠向辅助定位方向运行更为有利。
图1 (A B)为现有技术采用单边直线电机驱动的无绳电梯示意图；图2(A C)为现有技术采用双边直线电机驱动的无绳电梯示意图；图3为现有技术采用两台双边直线电机驱动单侧布置的无绳电梯示意图；图4 (A C)为现有技术采用两台双边直线电机驱动双侧对称布置的无绳电梯示意图；图5(A B)为本发明实施例的剖视示意图；图6 (A C)为本发明电机布置方法的演化示意图。附图中1.电机定子部分，2.电机动子部分，3.安装基础，4.轿厢，5.连接机构， 6. “U”型梁。
具体实施例方式如图5A所示，一种用于无绳电梯的直线电机布置方法，包括两台“U”型直线电机和轿厢4，“U”型梁6安装在安装基础3上，电机定子部分1固定在“U”型梁6内壁的两侧， 与电机动子部分2，构成双边结构“U”型直线电机。所述电机动子部分2通过连接机构5与轿厢4相连，构成无绳电梯的运动部分。所述两台“U”型直线电机的开口部分面对面布置， 即两台“U”型直线电机轴线之间的夹角为a为0°，如图6A所示。如图5B所示，所述两台“U”型直线电机背靠背布置，其他结构同图5A。两台“U” 型直线电机轴线之间的夹角为a为180°，如图6C所示。图5A和图5B是用于无绳电梯的直线电机布置方法的两个特例，实际上，两台“U” 型直线电机轴线之间的夹角可以是0°到360°之间的任意角度，可根据实际情况灵活安装配置，如图6B所示。
权利要求
1.一种用于无绳电梯的直线电机布置方法，包括提升直线电机和轿厢G)，采用两台双边结构的“U”型直线电机作为电梯的驱动源，其特征在于双“U”型直线电机布置于轿厢 (4)的一侧或者两侧，构成“背包”式或者平衡式结构的无绳电梯。
2.根据权利要求1所述一种用于无绳电梯的直线电机布置方法，其特征在于双“U”型直线电机的前气隙g1小于或者等于后气隙&。
3.根据权利要求1所述一种用于无绳电梯的直线电机布置方法，其特征在于两台“U” 型直线电机轴线之间的夹角为a，a为0°到360°之间任意角度。
4.根据权利要求1所述一种用于无绳电梯的直线电机布置方法，其特征在于“U”型直线电机由定子部分(1)和动子部分( 构成，采用动初级的短初级长次级，或者动次级的短次级长初级的布置方式，动子部分( 采用固定连接或者活动连接的方式与轿厢(4)相连。
全文摘要
本发明公开了一种用于无绳电梯的直线电机布置方法，采用两台双边结构的“U”型直线电机作为电梯的驱动源，布置于轿厢的一侧或者两侧，构成“背包”式或者平衡式结构的无绳电梯。两台“U”型直线电机轴线之间的夹角可以是0°到360°之间的任意角度，且“U”型直线电机的上下气隙g1≤g2。采用本发明所提供的电机布置方法，双“U”型永磁直线电机抑制了电梯运动部分所承受的法向吸引力，降低了无绳电梯安装基础、轿厢、定位和制动装置的机械强度，减轻了电梯运动部分的重量，提高了有效载荷。此外，可保留较小一部分的不平衡法向吸力，有效解决“背包”式轿厢的侧倾问题，有利于电机运行过程中气隙的稳定。
文档编号B66B9/00GK102153008SQ20101012400
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者上官璇峰, 司纪凯, 封海潮, 汪旭东, 袁世鹰, 许孝卓, 许宝玉 申请人:河南理工大学