專利名稱：電機、電機移動的電梯和具相對移動導向件的電機的電梯的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電機和一種具有用這種電機沿路徑進行移動的轎廂的電梯。本發(fā)明的另一主題是一種電梯，具有沿至少一個導向面移動的轎廂，具有導向件，所述導向件可移動地設置在轎廂上和與導向面接觸，和具有用于對導向件對應于轎廂相對移動的電機。
背景技術：
在EP0949748A1和EP0949749A1中披露了這種電機。在這兩件專利申請中對線性電機做了說明，所述電機具有產(chǎn)生移動磁場的初級部分和用于產(chǎn)生固定磁場的次級部分，其中次級部分和初級部分被空隙空間分隔和在移動磁場的作用下相互移動。為了產(chǎn)生移動磁場初級部分包括多個扁平的環(huán)形線圈，所述線圈作為印刷電路附著在絕緣的基片上。線圈串聯(lián)，以便當一交流電流流經(jīng)線圈時，線圈沿基片表面產(chǎn)生移動磁場。為了產(chǎn)生固定磁場在次級部分上設置有多個永磁鐵，從而在次級部分表面形成周期的磁結構，所述磁結構具有分別磁化的極性的周期變換。磁結構提供一個具有周期變化磁場強度的固定的磁場。提出了多種作為線圈的配置，所述配置用于采用具有一相或多相的交流電流的供電。這種線性電機的缺點在于，由于次級部分上安裝有永磁鐵，因而重量很大。另外，對永磁鐵的采用將導致高的單件產(chǎn)品的成本，這是因為由于一方面永磁鐵通常價格昂貴和制造由多個永磁鐵構成的次級部分是很昂貴的和導致高昂的成本。特別是當永磁鐵的尺寸必須盡可能一致和必須盡可能精確的并列設置，以便使其表面形成一個平面時，此點將導致制造成本的提高。而此點對具有初級部分與次級部分之間很窄的空隙的精密電機和高效電機是非常重要的。
在歐洲專利申請EP0785162A1中披露了一種電梯，所述電梯具有建立在作為驅動電機工作的線性電機基礎上的轎廂的驅動系統(tǒng)。線性電機具有產(chǎn)生移動磁場的初級部分和產(chǎn)生固定磁場的次級部分，其中次級部分和初級部分被空隙空間分隔和在移動磁場的作用下相互移動?？梢詢H采用線性電機，即不需要其它的承載機構或配重的配合將轎廂?？吭陔娞葚Q井的預定的位置上或沿一預定的路徑移動。次級部分由多個永磁鐵構成，所述永磁鐵在電梯豎井壁上沿轎廂移動路徑設置。初級部分由線圈構成，所述線圈設置在轎廂的一側和分別根據(jù)設計被兩相或三相的交流電流控制，以便產(chǎn)生移動磁場。轎廂被導向，從而實現(xiàn)當轎廂移動時線性電機的初級部分和次級部分以一基本恒定的間隔相對移動。在本情況時次級部分的永磁鐵將占用豎井壁上的較大的面積。這種次級部分的機構將導致高昂的材料和制造費用和由于永磁鐵重量過大所以在電梯豎井內安裝次級部分代價昂貴。由于次級部分在電梯豎井的整個長度上將持續(xù)地產(chǎn)生高的固定磁場，所以在安裝次級部分時和通常在電梯豎井內在維護作業(yè)時必須采取預防措施，以避免磁場產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的作用。此點是昂貴的和因此是不利的。
上述的電機在電梯中應用，以便對在轎廂移動時可能出現(xiàn)的垂直于轎廂移動方向的振動進行減振。歐洲專利申請EP0731051A1中披露了一種具有轎廂的電梯，所述轎廂被多個輪導向裝置沿導軌導向。每個輪導向裝置包括三個導輪形式的導向件，每個導輪分別與導軌的一個導向面接觸和當轎廂沿導軌移動時所述導輪在導向面上滾動。每個導向件分別對應于轎廂可移動地設置。每個輪導向裝置具有兩個線性電機，利用所述線性電機可以以如下方式對對應于轎廂的導向件的相對位置進行控制，轎廂相對于導向件在垂直于轎廂的移動方向的兩個方向上可相對移動。利用慣性傳感器對垂直于電梯移動方向的轎廂的振動進行檢測。根據(jù)慣性傳感器的輸出信號實現(xiàn)的控制促使線性電機移動導向件，從而隨時實現(xiàn)對轎廂振動的補償。每個線性電機包括一個產(chǎn)生移動磁場的初級部分和一個產(chǎn)生固定磁場的次級部分，其中次級部分和初級部分可在移動磁場的作用下相對移動。初級部分由兩個分別具有相同形狀的鐵磁疊片組構成。每個疊片組具有三個齒，所述齒相鄰設置和在所述齒之間形成相應的槽。每個疊片組上固定有一個相應的線圈，線圈繞制在中心的齒上和穿過與所述齒相鄰的槽。兩個疊片組以一個平面為基準鏡像對稱地設置，從而使疊片組的齒分別成對地反向設置并被空隙分隔開。采用此設置方式疊片組與線圈一起形成具有三個極對的電磁鐵。在用電流對線圈進行同相驅動控制的情況下在疊片組上產(chǎn)生磁通，從而使每個疊片組的相鄰的齒分別被不同的極性磁化。因此在采用交流電流對線圈進行同相驅動控制的情況下在空隙內將產(chǎn)生齒間的磁場移動。相應的線性電機的次級部分受移動磁場的影響被移動。每個次級部分可移動地設置在相應的初級部分的兩個疊片組之間的空隙內并分別由一個扁平的板件構成，永磁鐵設置在所述板件上。在本情況時每個線性電機的初級部分設置在轎廂的固定位置上，同時每個線性電機的次級部分分別與至少一個導向件連接。這類線性電機的結構設計從諸多方面考慮都是不利的。由于初級部分的結構和次級部分的結構造成電機的體積和重量大。由于為了實現(xiàn)轎廂的減振通常需要八個線性電機，所以此點是不利的。在本情況時線性電機因此將從實體上增大電梯的總載荷。由于電機的初級部分或次級部分的重量很大，所以必須在初級部分和次級部分之間產(chǎn)生很強的磁場，以便實現(xiàn)預定的加速。當必須由電機調整成迅速的移動時此點是很不利的。另外由于次級部分的永磁鐵占用較大的空間，因而在疊片組之間的空隙寬度相對較大。此點對線性電機的效率將產(chǎn)生不利的影響。另外由于制造疊片組和線圈繞組很昂貴，所以初級部分的制造成本昂貴。另一缺點在于，在次級部分的永磁鐵和初級部分的疊片組之間存在磁性的相互作用。這種磁性的相互作用將導致產(chǎn)生干擾力，該干擾力將不利于實現(xiàn)對次級部分的位置或次級部分相對于初級部分的移動的精確控制。
在US2003/0000778A1中披露了一種電梯，所述電梯的轎廂被線性電機移動。線性電機的次級部分包括線圈或線圈和永磁鐵組合。這種線圈通常繞制在鐵心上。因此線性電機很重并且體積很大。由于這種線性電機由多個單獨的部件構成，因而這種線性電機的生產(chǎn)成本很高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服已有電機的上述缺點和提出一種電機，所述電機結構緊湊、重量輕和制造成本低廉。本發(fā)明的電機具有相應的尺寸設計，適用于在電梯中用于移動轎廂或用于對應于轎廂對導向件的相對移動。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案如下
一種電機，具有產(chǎn)生移動磁場的初級部分和用于產(chǎn)生固定磁場的次級部分，其中次級部分和初級部分在移動磁場的作用下相互移動，其特征在于，次級部分具有基片和電路，所述電路附著在基片上和為層狀結構，和為了產(chǎn)生固定磁場用電流對電路供電。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，基片具有平的表面。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，所述電機是線性電機。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，至少一個電路區(qū)段具有線圈形狀，其中每個線圈具有一個或多個線匝。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，電路由電路區(qū)段構成，所述電路區(qū)段分別在層結構的不同的層上形成。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，電路的第一部分在基片的第一表面上形成和電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間的電氣連接。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，多個串聯(lián)的電路區(qū)段分別具有線圈形狀，其中線圈的設計應使在電路上一個通過電流的情況下相鄰的線圈分別產(chǎn)生具有不同的極性的磁場。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，電路的設置應使在次級部分表面上的固定的磁場具有多個區(qū)段，所述區(qū)段具有沿方向的周期變換的磁場極性，在所述方向上次級部分可對應于初級部分相對移動。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，初級部分包括一個設置在基片上的電路和為了產(chǎn)生移動的磁場用電流對電路供電，所述電流的電流強度隨時間變化。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，初級部分具有多個設置在基片上的電路和為產(chǎn)生移動的磁場分別用一個電流多每個電路供電，所述電流的電流強度隨時間變化。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，在初級部分與次級部分之間形成空隙，所述空隙被初級部分的平的表面和次級部分的平的表面限定。
根據(jù)本發(fā)明有益的實施方式，次級部分的層結構被固定在磁材料構成的支座上，其中支座設置在背離初級部分的層結構上。
次級部分的特殊設計不必采用永磁鐵即可實現(xiàn)固定磁場。利用電路供給電流，采用電磁方式產(chǎn)生使電機工作所需的固定磁場。因而克服了因采用永磁鐵所帶來的所有缺點。
根據(jù)本發(fā)明，次級部分具有作為主要的基本部件的基片，所述基片起著電路的載體的作用和用于實現(xiàn)次級部分所需的堅固性。因此奠定了次級部分緊湊、重量輕和制造成本低廉的設計結構的前提條件。所述電路例如可以由薄的導電層構成，所述層附著在基片上和必要時進行相應的結構處理。就次級部分的設計和制造而言，可以采用為印刷電路研發(fā)的工藝。因而實現(xiàn)了費用低廉的制造。
所述基片可以由高強度的基片構成。此點實現(xiàn)了具有大的表面的薄的基片的應用。因而可以實現(xiàn)尺寸特別窄的次級部分和因此通過初級部分的一個極對的兩個極之間的特別窄的空隙實現(xiàn)移動。由于電路是由薄的導電的層構成的，因而可以實現(xiàn)具有在電路范圍內相對平滑的表面的次級部分。因此可以實現(xiàn)一種電機，其中可以距初級部分特別小的間隔設置初級部分和因而可以以高效實現(xiàn)對次級部分的驅動。
可以以多種形狀實現(xiàn)電機?？梢苑謩e與初級部分的形狀相適應相應選擇基片的形狀。電機例如可以是旋轉的電機。但也可以為其它形式的移動設計的電機，例如線性電機。例如基片可以具有圓柱形狀。在此情況時電路例如設置在圓柱體的殼面上，以便形成圍繞圓柱體的縱軸旋轉的次級部分。次級部分也可以是一個扁平的圍繞軸旋轉的盤。在此情況時盤的基面用于設置電路。另外，例如在線性電機的情況下，次級部分也可以是扁平的沿具有有限長度的路徑移動的板件，其中板件的基面用于設置電路。
本發(fā)明的電機的實施方式的次級部分作為層狀結構，通過在基片上附著不同的層而成。所述層可以順序涂覆和必要時相應進行結構處理。采用此方式在基片上可以涂覆由具有不同特性的材料構成的立體結構。各個層可以由電絕緣的材料構成或具有由電絕緣的材料構成的范圍。電路可以由電路段構成，所述電路段分別在在層結構的不同的層上形成。各個電路段例如在不同的平面相交并在相交的范圍內被電絕緣層隔離。另外可以在不同的被中間層隔離的層上設置各個電路段和在中間層上具有一個導電的范圍，所述導電的范圍建立這些電路段之間的電連接。
所述層也可以涂覆在基片的兩個面上和必要時進行結構處理。在本發(fā)明的電機的另一實施方式的次級部分中例如在基片的第一表面上形成電路的第一部分和在基片的第二表面上形成電路的第二部分，其中建立第一部分和第二部分之間的電連接。此點可以使電路具有特別復雜的幾何結構。
根據(jù)次級部分的變型方案，例如電路的至少一個段具有線圈形狀，其中每個線圈具有一個或多個繞匝。線圈可以設置在基片的一側，但由電路的不同的段構成，所述電路段設置在基片的不同的面上和相互電連接。
根據(jù)次級部分的另一變型，多個順序設置的電路段分別具有線圈形狀，其中線圈的結構應使在電路上具有通過電流的情況下相鄰的線圈分別產(chǎn)生具有不同極性的磁場。例如電路的設置應使在用直流對電路供電時在次級部分表面產(chǎn)生一個固定磁場，所述固定磁場的極性具有沿次級部分對應于初級部分相對移動的方向的極性的周期變換。采用此方式可以形成實現(xiàn)大量的磁極的次級部分。在電路的一相應的設置中可以充分利用基片上供使用的面積。此點對于實現(xiàn)電機效率的最佳化和在電機工作時對次級部分對應于初級部分的相對移動進行控制的精度是很重要的。
根據(jù)次級部分的進一步設計，為產(chǎn)生固定磁場具有多個電路，用電流分別對這些電路供電。采用此方式通過次級部分可以產(chǎn)生特別高的能量密度的固定磁場。在此方案的基礎上可以附加提高次級部分與初級部分相對移動的最大的動力。
根據(jù)本發(fā)明的電機的進一步設計具有初級部分，所述初級部分具有一個設置在基片上的電路，其中為產(chǎn)生移動磁場用電流對電路供電，所述電流的電流強度隨時間變化。在電機的這種設計中可在本發(fā)明次級部分的設計的基礎上的相同的技術方案實現(xiàn)初級部分。為了產(chǎn)生移動磁場具有一個電結構，所述電結構是層狀結構，所述層狀結構例如通過在基片上涂覆薄層和必要時通過對層的結構化處理加以實現(xiàn)。例如多個順序設置的電路段分別具有一個線圈形狀，其中線圈的結構應使在電路上存在通過電流的情況下相鄰的線圈分別產(chǎn)生具有不同的極性的磁場。因此既可實現(xiàn)作為層狀結構的初級部分又可實現(xiàn)作為層狀結構的次級部分，所述層狀結構包括薄的涂覆在基片上的導電的區(qū)。因此對初級部分和次級部分都可以應用印刷電路的工藝技術進行制造。
本發(fā)明的電機的這種變型方案具有許多優(yōu)點。對于初級部分和次級部分可以分別采用薄的并且重量輕的基片。與通常的電機設計相比，在用于產(chǎn)生移動磁場或用于產(chǎn)生固定磁場的本情況中既不需要鐵磁心，也不需要卷繞的線圈和永磁鐵。所以這種電機的結構便于制造、緊湊和費用低廉。根據(jù)本發(fā)明不必采用鐵磁心和永磁鐵實現(xiàn)初級部分和次級部分，由于去掉了在通常的電機中(通常具有齒和槽的)鐵磁心和次級部分之間出現(xiàn)的干擾力，因而也簡化了電機工作時對次級部分的移動的控制。由于電機重量特別輕，因而特別適用于對迅速移動的控制。由于在對電機進行控制時僅需要對很小的重量進行加速，所以可以迅捷和精確地實現(xiàn)迅速移動。
根據(jù)本發(fā)明電機的上述方案的進一步設計，初級部分具有多個設置在基片上的電路和為了產(chǎn)生移動磁場分別用一個電流對每個電路供電，所述電流的電流強度隨時間變化。由于對每個電路分別單獨用一個電源控制，所以根據(jù)此方案提出一種多相控制的電機。
本發(fā)明的電機也可以在一部電梯中作為用于沿路徑移動的轎廂的驅動裝置。電機例如可以以如下方式安裝在電梯中，使初級部分位置固定地沿路徑設置和次級部分設置在轎廂上。另外次級部分也可以位置固定地沿路徑設置和初級部分設置在轎廂上。另外電梯具有對轎廂沿路徑進行導向的機構和初級部分和次級部分以如下方式設置在該機構上，使當轎廂沿路徑移動時，初級部分和次級部分以一相互間隔被導向。后者的優(yōu)點是，電機的每個移動和轎廂的每個移動被一共同的導向控制。采用此方式可以節(jié)省對初級部分或次級部分的單獨的導向。
在一部電梯中，所述電梯包括一個沿至少一個導向面移動的轎廂和一個可移動的設置在轎廂上的和與導向面接觸的導向件，本發(fā)明的電機也可以作為驅動裝置，用于對導向件對應于轎廂的相對移動。電機以如下方式安裝，初級部分與導向件一起被可移動地設置和次級部分位置固定地對應于轎廂設置或次級部分與導向件一起被可移動地設置和初級部分位置固定地對應于轎廂設置。另外可以在電梯中安裝一個電機的控制裝置，用于減少在轎廂移動時可能會出現(xiàn)的振動。


下面將對照不同的示意圖對本發(fā)明的實施例加以說明。圖中示出圖1A本發(fā)明的電機的視圖，所述電機具有一個初級部分和一個次級部分，其中初級部分可對應于次級部分相對移動；圖1B為圖1A的電機的1B-1B向剖面圖；圖2A本發(fā)明的另一種電機的視圖，所述電機具有一個初級部分和一個次級部分，其中次級部分可對應于初級部分相對移動；圖2B為圖2A的電機的2B-2B向剖面圖；圖3A為圖1A的初級部分的詳圖；圖3B為圖1A的次級部分的詳圖；圖3C為圖3B的電機的3C-3C向剖面圖；圖4A示出一種電梯，具有轎廂和用于對轎廂進行導向的導向件和具有本發(fā)明的用于對導向件對應于轎廂進行相對移動的電機；圖4B為圖4A的電機的4B-4B向的剖面圖；圖5A示出一種電梯，具有轎廂和作為用于移動轎廂的驅動裝置的本發(fā)明的電機，和圖5B為圖5A的電梯的5B-5B向的剖面圖。
具體實施例方式
圖1A示出本發(fā)明的電機10，具有產(chǎn)生移動磁場的初級部分11和用于產(chǎn)生固定磁場的次級部分。圖1B為圖1A的電機的1B-1B向剖面圖。
圖2A示出本發(fā)明的一種電機20，所述電機具有產(chǎn)生移動磁場的初級部分21和用于產(chǎn)生固定磁場的次級部分。圖2B為圖2A的電機20的2B-2B向剖面圖。
電機10和20是線性電機。初級部分11和次級部分12或初級部分21和次級部分22的結構應使初級部分11對應于次級部分12或初級部分21對應于次級部分22在坐標系統(tǒng)XYZ的Z向上分別相對移動，所述Z向在圖1A中用在初級部分11上的雙箭頭和在圖2A中用在次級部分22上的雙箭頭標示出。
電機10和20的區(qū)別主要在于在Z向上初級部分11或21和次級部分12或22的縱向延伸的程度。在電機10的情況下，初級部分11與次級部分12相比具有較小的縱向延伸。因此電機10優(yōu)選用于初級部分11(對應于次級部分12)相對移動距離較大的情況。在電機20的情況下，與上述相反初級部分21與次級部分22相比在Z向上具有較大的延伸。所以電機20優(yōu)選用于次級部分22(對應于初級部分21)相對移動距離較大的情況。
次級部分12具有兩個裝置13、13’，所述裝置具有矩形板形狀和平行于Z向相互間隔設置，所述裝置對寬度為W的空隙18進行限定。裝置13和13’分別固定在支架15上，所述支架固定在基板上16。初級部分11的形狀和和設置應使其可以在空隙18內在Z向上移動。具有通常的(圖1A和1B中未示出)導向裝置，以實現(xiàn)在初級部分11對應于次級部分12在Z向上相對移動時的導向。裝置13和13’分別具有電磁機構，對所述電磁機構將在下面對照圖3B-C做進一步說明和分別用于產(chǎn)生固定磁場。通常以如下方式產(chǎn)生所述磁場，磁場存在于空隙18內，但在有些情況下也存在于裝置13和13’的與空隙18相背側。為了將在裝置13和13’的與空隙相背的側上的磁通盡可能集中在小的空間內，支架15由軟磁材料構成。
次級部分22的結構和功能與次級部分12的結構和功能相同。
次級部分22具有兩個裝置23、23’，所述裝置具有矩形板形狀和平行于Z向相互間隔設置，所述裝置對寬度為W的空隙18進行限定。裝置23和23’分別固定在支架25上，所述支架固定在基板上26。初級部分21的形狀和和設置應使其可以在空隙28內在Z向上移動。具有通常的(圖2A和2B中未示出)導向裝置，以實現(xiàn)在初級部分21對應于次級部分22在Z向上相對移動時的導向。裝置23和23’分別具有電磁機構，對所述電磁機構將在下面對照圖3B-C做進一步說明和分別用于產(chǎn)生固定磁場。通常以如下方式產(chǎn)生所述磁場，磁場存在于空隙28內，但在有些情況下也存在于裝置23和23’的與空隙28相背側。為了將在裝置23和23’的與空隙相背的側上的磁通盡可能集中在小的空間內，支架25由軟磁材料構成。
初級部分11和22分別包括電磁機構，在下面將結合附圖3A對所述電磁機構加以詳細的說明，所述電磁機構具有產(chǎn)生移動磁場的功能。所述的電磁機構的優(yōu)選結構適用于產(chǎn)生一個在Z向上的移動磁場。
圖3A為初級部分11在X向上的俯視圖。圖3B同樣在X向上的俯視圖中示出裝置13或裝置13’，裝置13’與裝置13相同。圖3C為沿圖3B中用點A、B、C和D說明的多邊形導線的裝置13或13’的截面3C-3C圖。
初級部分11包括基片30，在所述基片的基面上附著有電路40。電路40具有兩端，所述端分別與一個電連接端子47或48連接。在電連接端子47和48上加有一個電壓Up，以便用電流Ip對電路40供電。電路具有電路段41和42，所述電路段分別設置在基片30的不同的面上和其端分別通過電連接45相互連接。為了形象地加以說明對在圖3A中位于面向觀察者的基片30的基面上的電路段41分別用實線表示和對位于背對觀察者的基片30的基面上的電路段42分別用虛線表示。電路段41和42串聯(lián)，從而在基片30上形成分別具有一個繞匝的多個線圈。線圈在Z向上直接并列相互貼靠排列，電路段41和42相互連接，使分別反向的電流Ip流過相鄰的線圈。在圖3A中位于線圈繞匝內的初級部分11的范圍根據(jù)電流Ip的方向用符號“I”或“II”標示出。在電機10工作時電流Ip可以是直流的，也可以是交流的。在電路40周圍由電流Ip產(chǎn)生的磁場在由“I”或“II”區(qū)分的范圍內分別具有不同的(相反的)極性。當Ip是直流的時，產(chǎn)生一個固定磁場，所述固定磁場在范圍“I”和“II”之間過渡時分別改變極性。當Ip是交流的時，則作為時間t的函數(shù)進行極性的變換和產(chǎn)生一個移動磁場，所述磁場在Z向上移動。
如圖3B、3C所示，如果對裝置13、13’或初級部分11在Z向上的不同的延伸不予以考慮的話，則設置在次級部分12上的裝置13和13’的結構基本與初級部分11的結構相同。
設置在次級部分12上的裝置13、13’分別包括一個基片50，在基片的基面上附著一個電路60。電路60具有兩端，所述端分別與一個電連接端子67或68連接。在電連接端子67和68上加有一個電壓US，以便用電流IS對電路60供電。電路具有電路段61和62，所述電路段分別設置在基片50的不同的面上和其端分別通過電連接65相互連接。為了形象地加以說明對在圖3B中位于面向觀察者的基片50的基面上的電路段61分別用實線表示和對位于背對觀察者的基片50的基面上電路段62分別用虛線表示。電路段61和62串聯(lián)，從而在基片50上形成分別具有一個繞匝的多個線圈。線圈在在Z向上直接并列相互貼靠排列，電路段61和62相互連接，使分別反向的電流Is流過相鄰的線圈。在圖3B中位于線圈繞匝內裝置13或13’的范圍根據(jù)電流Is的流向用表示電流Is的流向的箭頭和一個符號“+”或“-”表示。在電機10工作時電流Is是直流的。在電路60周圍由電流Is產(chǎn)生的磁場是固定磁場和在用“+”或“-”區(qū)分的范圍內分別具有不同的(相反的)極性。
初級部分的范圍“I”和“II”在Z向上具有相同的長度。裝置13或13’的“+”和“-”范圍在Z向上分別具有相同的長度。次級部分12與初級部分11協(xié)調一致，其中裝置13或13’的范圍“+”或“-”在Z向上具有與范圍“I”或“II”相同的長度。
為了實現(xiàn)電機10工作時初級部分11對應于次級部分12的移動，選擇直流作為電流Is和選擇交流作為電流Ip。在此情況時初級部分11和次級部分12同時被由電流Ip產(chǎn)生的磁場同步移動和在Z向上沿初級部分11移動。初級部分11是否在(+Z)方向還是在與此相反的(-Z)方向移動，根據(jù)初級部分11對應于次級部分12的瞬時位置由交流電流Ip的瞬時相位決定。為了阻止初級部分11相對于次級部分12的移動，有多種方案供選擇同樣可以選擇直流作為電流Ip或Ip＝0或Is＝0。為了分別實現(xiàn)對電機10工作的控制，具有一個控制裝置(在圖1A-B和3A-C中未示出)，所述控制裝置根據(jù)初級部分11與次級部分12的瞬時的相對位置分別對電流Is和電流Ip的振幅、相位和頻率進行控制。
基片30和50優(yōu)選由一種電絕緣的、具有高強度的材料制成，例如由塑料或陶瓷材料支承。基片30和50最好是由一種非鐵磁的材料制成。在此種情況下工作時可以避免初級部分11和次級部分12之間出現(xiàn)干擾力和因此可以以高的精度實現(xiàn)初級部分11和次級部分12之間的相對移動。
在本發(fā)明的范圍內可以對設置在次級部分12上的裝置13和13’和初級部分11的結構進行各種各樣的改動。電路40和60可以分別被一絕緣層覆蓋，例如由一平的絕緣的層構成初級部分11或裝置13或13’的表面。電路40和/或50可以交替地被導向，從而使范圍“I”或“II”和/或“+”或“-”分別被電路段環(huán)圍，所述電路段分別構成具有多個繞匝的線圈。另外也可以由電路段構成所述的線圈，僅在基片30或50的一個面上形成所述的電路段。具有多個繞匝的線圈例如在由多個層構成的層結構中構成，所述層分別包括導電的和電絕緣的范圍。不同的層可以順序地附著在基片30或50上和必要時進行相應地結構化處理。
圖3A所示的初級部分是一個單相控制的初級部分的簡單的例子。另外初級部分11也具有多個電路，用電流分別對所述電路供電。在本情況時分別用具有不同的相位的不同的交流電流對電路供電，以便產(chǎn)生移動磁場。以裝置13或13’的用“+”或“-”標示的范圍的設置為基準可以對不同的設置在初級部分11上的電路的設置的幾何形狀進行協(xié)調，以便實現(xiàn)電機的最佳化。例如在專利申請EP0949749A1或WO00/49702A1中披露了這種對初級部分最佳化的方案。
次級部分12包括兩個裝置13和13’，所述裝置結構相同和另外以初級部分11為基準對稱設置。這種設置的優(yōu)點是，當電機10工作時在初級部分11和次級部分12之間不會產(chǎn)生力，所述力垂直于Z向(即初級部分11與次級部分12相對移動的方向)起作用。另外也可以用僅具有一個裝置13或13’的次級部分替代次級部分12。
對圖1A-B所示的電機10的上述說明同樣也適用于圖2A-B所示的電機20，其中僅要注意的是，初級部分21在Z向上具有比次級部分要大的長度延伸。因此初級部分21具有與圖3A所示的初級部分11相同的結構和裝置23、23’具有與圖3B所示的裝置13、13’相同的結構，主要的區(qū)別在于與裝置23、23’相比初級部分21應具有較多的線圈-所述線圈分別在Z向上成行順序設置-，以便當電機20工作產(chǎn)生在Z向上沿初級部分21移動磁場時，次級部分22可沿初級部分21的整個長度移動。
圖4A-B和5A-B示出本發(fā)明的電機的在電梯中的兩種不同的應用。
圖4A示出一種本發(fā)明的電機90，所述電梯90安裝在電梯70中。所述電梯70包括一個轎廂71，所述轎廂沿導軌72上的導向面72’被導向。圖4A中僅示出電梯在僅靠電機90附近的一部分。在圖中未示出用于沿導向面72’對轎廂71進行移動的驅動裝置和通常的其它的電梯部件。為實現(xiàn)沿導向面72’對轎廂71的導向具有一個導向裝置75。導向裝置75包括(i)支架，所述支架安裝在轎廂71上；(ii)導向件76，所述導向件是一個圍繞旋轉軸80旋轉的輪子；(iii)桿件78，在所述桿件上設置旋轉軸80和所述桿件圍繞一個設置在支架77上的桿件78的一端上的旋轉軸79擺動；(iv)一個桿狀的導向裝置85，所述導向裝置設置在支架77上和用于對背離旋轉軸79的桿件78端進行導向；(v)一個彈簧86，所述彈簧設置在桿件78和導向裝置85的一端之間和被加有預應力，從而在對轎廂71沿導軌72的每個移動時導向件76與導向面72’接觸和被一特定的(在特定的極限內預定的)力抵壓在導向面72’上。利用桿件78圍繞旋轉軸79的擺動，實現(xiàn)導向件76相對于轎廂71的移動。在本情況時當轎廂71沿導軌72移動時導向件76在導向面72’上滾動。
電機90固定在支架77和桿件76上，從而利用電機90電子控制改變對應于轎廂71的導向件76的瞬時位置。
圖4B是圖A的4B-4B向剖面圖，示出電機90。所述電機90是線性電機和基本與電機10或20的結構相同。電機90包括產(chǎn)生移動磁場的初級部分91和用于產(chǎn)生固定磁場的次級部分92。所述次級部分92的結構基本與電機10或20的次級部分12或22相同。次級部分92具有兩個裝置93、93’，所述裝置的結構與裝置13、13’的結構相同和例如根據(jù)在圖3B-C所示的結構實現(xiàn)。因此裝置13、13’分別包括一個設置在基片上的電路，為了產(chǎn)生固定磁場用電流對所述電路供電?；瑸榘鍫畈⒕哂衅降谋砻妗Ｑb置93或93’相互平行和如圖4B所示固定在一個具有U形截面的支架上，在裝置93和93’之間形成空隙。在該空隙中可移動地設置初級部分91。初級部分91的結構基本與電機10或20的初級部11或21相同。所述初級部分91例如可以根據(jù)如圖3A所示的結構實現(xiàn)。為了產(chǎn)生移動磁場例如具有一個設置在基片上的電路，用交流電流對所述電路供電。在用直流電流對次級部分92供電和用交流電流對初級部分供電時初級部分91可以相對于次級部分92(與由初級部分91產(chǎn)生的移動磁場同步)移動。在本情況時在導向裝置85的縱向上的該移動如圖4B所示用雙箭頭示出。如圖4A-B所示，次級部分92固定在支架77上。另外與旋轉軸79相背的桿件78端利用一連接件89與初級部分91連接。因此在電機90工作時伴隨桿件78圍繞旋轉軸79的擺動出現(xiàn)初級部分91的移動。通過對電機90的相應的電氣控制隨之實現(xiàn)導向件76與轎廂71的相對移動。據(jù)此實現(xiàn)轎廂71位置相對于導向件76與之接觸的導向面72’的移動，特別是可以實現(xiàn)通過電機的相應的電氣控制在范圍內進行控制改變轎廂71與導向面72’之間的間隔。
在圖4A和4B所示的電機中具有一個(圖中未示出的)用于電機90的電機控制裝置，所述電機控制裝置根據(jù)相應傳感器的信號對對初級部分91和次級部分92或裝置93和93’供電的電流的例如振幅、頻率和相位進行控制，以便根據(jù)預定的標準對對應于轎廂71的導向件76的相對位置施加影響。例如具有傳感器，所述傳感器在轎廂71沿導向面72’運行時對垂直于轎廂71的移動方向出現(xiàn)的轎廂71的振動進行檢測。采取根據(jù)傳感器的信號電機控制裝置促使電機90移動，所述移動導致對轎廂71的振動的補償?shù)姆绞?，降低振動或必要時對振動進行抑制。
在本發(fā)明的范圍內可以采用各種方式對圖4A和4B所示的轎廂進行改動。
根據(jù)一種方案，電機90對應于導向裝置75進行設置，使初級部分91對應于轎廂71位置固定地移動和次級部分92與導向件75一起相對于轎廂71進行移動。另外可以省去裝置93或93’中的一個裝置。另外初級部分91可以具有多個電路，用電流相互不受影響地分別對電路供電，以便用多個電流產(chǎn)生移動的磁場。這些電流具有多個不同的相位。在此情況時初級部分的供電是多相的和電機90的電機控制裝置必須相應適配，以便對流過初級部分91電路的電流的振幅、頻率和相位進行相應控制。另外裝置93和93’的支架95由一種軟磁材料制成，以便將磁通集中在支架95上的裝置93和93’的與初級部分91相背的面上。
根據(jù)電梯70的另一方案，轎廂71在多個(例如兩個相互平行的)導軌72上導向和在轎廂71上可以固定有多個導向裝置75，以便沿導軌72對轎廂71進行導向。為實現(xiàn)對轎廂71在某一導軌72上的導向也可以在轎廂71上固定有多個導向裝置75，例如兩個在導軌72的縱向上相互間隔的導向裝置75。除了以及描述的導向面72’外導軌72還可以具有用于對轎廂71沿相應的導軌72的縱向進行導向的其它的導向面。每個導軌72例如具有兩個或三個在導軌72的縱向上延伸的導向面，其中以導軌72的截面為基準相鄰的導向面以相互小于180°(例如90°)的角度設置。因此在轎廂71上可以設置多個導向裝置5，使轎廂71如結合圖4A所述通過至少一個導向件76(優(yōu)選通過兩個導向件76)與每個導向面接觸，其中導向件76分別對應于轎廂71移動和彈簧86被加有預應力，使導向件76用有限的力作用在相應的導向面72上和并能承受干擾力的影響，所述干擾力垂直于轎廂71的移動方向并導致轎廂相應的振動。如上述結合圖4A-B所述，用相應數(shù)量的電機90電子控制地改變以所有導向件76為基準的轎廂71的設置。為了使轎廂71對應于垂直于轎廂移動方向的振動不敏感，可以用傳感器對轎廂71的所有相關的無振動度進行測量采集。為減少振動可以具有電機控制裝置，所述電機控制裝置對電機進行相應的控制并導致對振動進行補償?shù)囊苿??？梢愿鶕?jù)電機控制裝置采集的無振動度的數(shù)值對導向裝置75和電機90的數(shù)量和設置進行選擇。
圖5A示出一種電梯100，所述電梯包括一個沿路徑移動的轎廂102。圖5B為圖5A電梯100的5B-5B向剖面圖。
導軌103設置在電梯豎井壁101上。在沿導軌103的路徑移動時利用通常的在圖5A-B中未示出的導向裝置對轎廂進行導向。本發(fā)明的電機110作為對轎廂102沿導軌103移動的驅動裝置。電機110是建立在結合電機10和20所述方案的基礎上的線性電機。電機110包括產(chǎn)生移動磁場的初級部分111和產(chǎn)生固定磁場的次級部分112。
初級部分111和次級部分112的設置應使初級部分111和次級部分112在移動磁場的作用下相對移動。初級部分111的設置應使借助初級部分111產(chǎn)生的移動磁場平行于轎廂的路徑移動。初級部分111沿轎廂102路徑的整個長度延伸。所述初級部分111固定在導軌103上。初級部分111由多個沿轎廂移動路徑順序設置的模件構成，所述模塊分別具有一個設置在基片上的電路，其中為了產(chǎn)生移動磁場用電流對不同的模件供電。每個摸件的結構例如與電機10的初級部分11相同。不同的摸件的電路排列設置和具有一共同的電源。但不同摸件的電路也可以分別具有單獨的電源。后者的情況可以實現(xiàn)根據(jù)需要僅在轎廂102路徑的具體分段產(chǎn)生移動磁場。
次級部分112在轎廂102的路徑方向具有比初級部分111短的延伸。在本情況時在次級部分112和轎廂102之間設置有一個連接件109，以便保持次級部分112與轎廂102的相應的間隔。與圖1B、2B和4B所示相比較，次級部分112具有與電機10、20和90的次級部分基本相同的結構。
次級部分112具有兩個裝置113或113’，所述裝置與裝置13或13’的結構相同和例如可根據(jù)圖3B-C所示的結構實現(xiàn)。因此裝置113或113’分別具有一個設置在基片上的電路，為產(chǎn)生固定磁場用電流對所述電路供電。相應的基片是板狀的和具有平的表面。裝置113或113’相互平行設置和如圖5B所示固定在具有一個U形截面的支架115上，裝置113和113’之間形成空隙。與支架15、25和95相同，支架115由軟磁材料制成。
次級部分112的設置應使初級部分111凸伸入次級部分112的裝置113或113’之間的空隙內和在轎廂102沿導軌103移動時不與裝置113或113’接觸。后者的前提條件是，用于對轎廂103沿導軌103導向的導向裝置應能保證必要量度的精度和強度。
在工作時，轎廂102被移動或被保持在一預定的位置上，其中用電流對初級部分111和次級部分112的電路相應供電。在對初級部分111進行控制使其產(chǎn)生移動磁場時，轎廂102將與移動磁場同步沿導軌103移動。在對初級部分111和次級部分112都用直流供電時，則轎廂102被?？吭陬A定的位置。電機110的設計應使電機110工作時施加給轎廂102的力不需要其它的輔助手段足以實現(xiàn)轎廂的?？?。在此情況時電梯100可以在沒有轎廂102的承載機構(即沒有纜索或皮帶)和配重的情況下工作。
在本發(fā)明的范圍內，可以對電梯100進行多種方式的改動。由于初級部分111和次級部分112在導軌103的縱向上具有明顯不同的長度，對初級部分111和次級部分112的電路的供電的設計應使電流僅在初級部分111與次級部分112重合的范圍內流動。采用此方式可以降低電機110的能耗。根據(jù)另一方案電梯100可以在多個導軌103上被導向。所述導軌可以設置在轎廂102的不同側。因此可以用多個電機110對轎廂102進行驅動。在后面的情況下，不同的電機110的初級部分111可以設置在相應的導軌上和相應的次級部分111例如根據(jù)圖5A和5B固定在轎廂102上。
根據(jù)電梯100的另一方案，可以用根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的不同的電機替代電機110，所述電機的初級部分對應于轎廂103位置固定的設置和其次級部分對應于轎廂103的路徑位置固定的設置。在此情況時次級部分沿路徑的整個長度延伸。與此相反，初級部分沿路徑的延伸短于次級部分的延伸。
另外可以采用單獨的裝置對所述電機和轎廂沿轎廂102的路徑進行導向。另外上述對電機10、20和90的改動和變型同樣也適用于電機110。
權利要求
1.一種電機(10、20、90、110)，具有產(chǎn)生移動磁場的初級部分(11、21、91、111)和用于產(chǎn)生固定磁場的次級部分(12、22、92、112)，其中次級部分和初級部分在移動磁場的作用下相互移動，其特征在于，次級部分(12、22、92、112)具有基片(50)和電路(60)，所述電路附著在基片(50)上和為層狀結構(13、13’、23、23’、93、93’、113、113’)，和為了產(chǎn)生固定磁場用電流(Is)對電路(60)供電。
2.按照權利要求1所述的電機，其特征在于，基片(50)具有平的表面。
3.按照權利要求1或2所述的電機，其特征在于，所述電機是線性電機(10、20、90、110)。
4.按照權利要求1至3中任一項所述的電機，其特征在于，至少一個電路(60)區(qū)段具有線圈形狀，其中每個線圈具有一個或多個繞匝。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的電機，其特征在于，電路(60)由電路區(qū)段(61、62)構成，所述電路區(qū)段分別在層結構(13、13’、23、23’、93、93’、113、113’)的不同的層上形成。
6.按照權利要求1至5中任一項所述的電機，其特征在于，電路(60)的第一部分(61)在基片(50)的第一表面上形成和電路(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間建立電連接(65)。
7.按照權利要求1至6中任一項所述的電機，其特征在于，多個順序設置的電路(60)區(qū)段分別具有線圈形狀，其中線圈的設計應使在電路(60)上存在一個通過電流(Is)的情況下相鄰的線圈分別產(chǎn)生具有不同極性(+、-)的磁場。
8.按照權利要求7所述的電機，其特征在于，電路(60)的設置應使在次級部分(12)表面上的固定磁場具有多個區(qū)段，所述區(qū)段具有沿方向(Z)的周期變換的磁場極性(+、-)，在所述方向上次級部分(12)可對應于初級部分(11)相對移動。
9.按照權利要求1至8中任一項所述的電機，其特征在于，初級部分(11)包括一個設置在基片(30)上的電路(40)和為了產(chǎn)生移動磁場用電流(Ip(t))對電路(40)供電，所述電流的電流強度隨時間(t)變化。
10.按照權利要求1至8中任一項所述的電機，其特征在于，初級部分具有多個設置在基片上的電路和為產(chǎn)生移動的磁場分別用一個電流對每個電路供電，所述電流的電流強度隨時間變化。
11.按照權利要求1至10中任一項所述的電機，其特征在于，在初級部分(11、21、91、111)與次級部分(12、22、92、112)之間形成空隙，所述空隙被初級部分的平的表面和次級部分的平的表面限定。
12.按照權利要求1至11中任一項所述的電機，其特征在于，次級部分(12、22、92、112)的層狀結構(13、13’、23、23’、93、93’、113、113’)被固定在磁材料構成的支架(15、25、95、115)上，其中支架(15、25、95、115)設置在背離初級部分(11、21、91、111)的層狀結構(13、13’、23、23’、93、93’、113、113’)的一側。
13.一種電梯(100)，具有按照權利要求1至12中任一項所述的電機(110)，其中電梯(100)包括轎廂(102)和轎廂(102)利用電機(110)沿路徑移動和其中初級部分(111)位置固定地沿軌道設置和次級部分(112)設置在轎廂(102)上或次級部分(112)位置固定地沿軌道設置和初級部分(111)設置在轎廂上。
14.按照權利要求13所述的電梯，具有對轎廂(102)沿路徑進行導向的機構(103)，其特征在于，初級部分(111)和次級部分(112)設置在所述機構(103)上，當轎廂(102)沿路徑移動時，初級部分(111)和次級部分(112)相互間隔開地被導向。
15.一種電梯(70)，具有按照權利要求1至12所述的電機(90)，其中電梯包括轎廂(71)，所述轎廂沿至少一個導向面(72’)移動，和導向件(76)，所述導向件可移動地設置在轎廂(71)上和與導向面(72’)接觸，導向件(76)可與電機(90)一起對應于轎廂(71)相對移動。
16.按照權利要求15所述的電梯，其中初級部分(91)與導向件(76)一起可移動地設置和次級部分(92)對應于轎廂(71)位置固定地設置或次級部分與導向件一起可移動地設置和初級部分對應于轎廂位置固定地設置。
17.按照權利要求15或16所述的電梯，具有電機(90)的控制裝置，所述控制裝置用于在轎廂沿導向面(72’)移動時降低轎廂(71)的振動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電機(10)，所述電機具有產(chǎn)生移動磁場的初級部分(11)和用于產(chǎn)生固定磁場的次級部分(12)，其中次級部分(12)和初級部分(11)在移動磁場的作用下相互移動。次級部分(12)具有一個帶有基片的和帶有設置在基片上的電路的裝置(13、13’)，所述電路為層狀結構，其中為了產(chǎn)生固定的磁場用電流對電路饋電。
文檔編號B66B9/02GK1581643SQ20041005773
公開日2005年2月16日 申請日期2004年8月16日 優(yōu)先權日2003年8月14日
發(fā)明者周天 申請人:因溫特奧股份公司