CN104852482A - 集中绕组永磁电动机、使用其的电梯用曳引机和电梯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不会导致电动机的体积变大或者重量变重并且能够降低噪音的集中绕组永磁电动机、使用该电动机的电梯用曳引机以及电梯。本发明的集中绕组永磁电动机具有定子(10)和转子(20)，定子(10)包括定子铁心(1)和集中卷绕线圈(7)，定子铁心(1)包括与背磁轭(3)嵌合的定子齿(2)，集中卷绕线圈(7)卷绕在定子齿(2)上，转子(20)具有固定在转子铁心(11)上的永磁体(12)，并且隔开规定的间隙与定子(10)相对，定子齿(2)和背磁轭(3)是分开形成的构件，并且大致Y字形状的定子齿(2)与背磁轭(3)的大致Y字形状的嵌合凹部(3a)嵌合而一体构成定子铁心。

Description

集中绕组永磁电动机、使用其的电梯用曳引机和电梯

技术领域

本发明涉及一种集中绕组(concentrated winding)永磁电动机、使用该电动机的电梯用曳引机以及电梯。

背景技术

集中绕组电动机包括具有背磁轭(back yoke)部和多个定子齿部且采用层叠电磁钢板形成的定子铁心、覆盖定子齿部的周面的绝缘性线圈骨架以及以集中卷绕的方式通过线圈骨架卷绕在各个定子齿部的线圈，集中绕组电动机的定子在线圈通电后产生旋转磁场，利用在定子和在径向上与定子相对地设置且设有永磁体的转子之间产生的磁吸引力或者磁反作用力使转子旋转。

为了提高机械强度和电动机的性能，定子铁心通常通过对设置有定子齿和背磁轭的一块电磁钢板进行层叠而形成。另一方面，已知有从提高材料的使用率和绕线时的生产效率的观点出发将背磁轭与定子齿分开形成的技术(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本国专利特开平10-225038号公报

发明内容

在如所述现有技术所述将定子铁心分割成背磁轭和定子齿时，在定子与转子之间产生的磁吸引力和磁反作用力发生经时性变动，使得定子齿产生振动，由此导致噪音产生。

此外，在为了降低上述噪音而增大分开形成的背磁轭和定子齿的嵌合部分时，会导致电动机的体积变大或者重量变重。

本发明的目的在于提供一种不会导致电动机的体积变大或者重量变重并且能够降低噪音的集中绕组永磁电动机、使用该电动机的电梯用曳引机以及电梯。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种集中绕组永磁电动机，其具有定子和转子，该定子包括定子铁心和集中卷绕线圈，该定子铁心包括背磁轭和与背磁轭嵌合的定子齿，该集中卷绕线圈卷绕在定子齿上，该转子具有转子铁心和固定在转子铁心上的永磁体，并且隔开规定的间隙与定子相对，在该集中绕组永磁电动机中，定子齿和背磁轭是分开形成的构件，并且定子齿为大致Y字形状，背磁轭具有大致Y字形状的凹部，通过将定子齿嵌合于凹部而使定子齿和背磁轭一体化，由此来构成定子铁心。

发明效果

根据本发明，通过将大致Y字形状的定子齿嵌合在背磁轭中，能够在不导致定子的体积变大或者重量变重的情况下降低定子齿的振动。由此，能够在不导致电动机的体积变大或者重量变重的情况下降低电动机的噪音。此外，在将本发明所涉及的集中绕组永磁电动机应用于电梯用曳引机的电动机部时，能够在不导致曳引机的体积变大或者重量变重的情况下降低曳引机的噪音。并且，通过将上述曳引机应用于电梯，能够在不导致曳引机的设置空间增大的情况下降低电梯的噪音。

上述以外的课题、结构以及效果在以下的实施方式的说明中加以阐述。

附图说明

图1表示作为本发明的第一实施例的集中绕组永磁电动机整体的外观。

图2是图1中的定子的局部放大图。

图3是从图2中的定子除去线圈骨架和线圈后的局部放大图。

图4表示一个定子齿。

图5表示背磁轭的一部分。

图6表示定子齿的变形例。

图7表示作为本发明的第二实施例的电梯用曳引机。

图8表示作为本发明的第三实施例的电梯的大致结构。

图9表示现有技术的结构例。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施例进行说明。

第一实施例

图1表示作为本发明的第一实施例的集中绕组永磁电动机整体的外观。

在本实施例中，表面具有永磁体12的转子20在具有集中卷绕线圈7的定子10的内侧隔开规定的间隙与定子10相对。在交流电流流过线圈7时产生旋转磁场，通过旋转磁场与磁体之间的磁的相互作用(吸引和排斥)使转子20旋转。因此，本实施例的电动机是所谓的内转子型(inner rotor type)和径向气隙型的集中绕组永磁电动机。

定子10具有定子铁心1和36个集中卷绕线圈7，定子铁心1由后述的定子齿和背磁轭(在图2和图3中分别以符号2和3表示)构成，36个集中卷绕线圈7沿着定子铁心1的内周等间隔地设置。在定子铁心1的外周侧，在各个线圈7的中心轴上的位置，设置有螺栓用孔3b，将定子10紧固在未图示的壳体或者支撑体上用的螺栓穿过该螺栓用孔3b。在转子20中，在转子铁心11的外周表面上等间隔地设置并固定有32极的永磁体。因此，本实施例的电动机是32极36槽的集中绕组电动机。此外，定子铁心1和转子铁心11由硅钢板的叠层体等磁性体构成。作为永磁体12，能够采用铁氧体类和钕类等各种永磁体。

以下参照图2至图5主要对本实施例的定子10的定子齿2进行说明。

图2是图1中的定子10的线圈7附近的局部放大图，图3是从图2中的定子10除去线圈骨架4和线圈7后的定子铁心1的局部放大图。

如图2和图3所示，定子齿2的周面被由树脂等构成的绝缘性的线圈骨架4覆盖，线圈7以集中卷绕的方式通过该线圈骨架4卷绕在定子齿2的周面上。定子铁心1由大致Y字形状的定子齿2和大致圆环状的背磁轭3构成。定子齿2和背磁轭3是分开形成的构件，彼此通过压入等嵌合而一体化。从图1可以知道，定子齿2等间隔地设置在背磁轭3的内周侧，并且向着朝向转子20的旋转中心的方向突出。

图4表示一个定子齿2，图5表示背磁轭3的一部分(定子齿2的安装部分)。

如图4所示，定子齿2大致成形为Y字形状，该Y字形状的头部成为与背磁轭3嵌合的嵌合部2a。另一方面，如图5所示，在背磁轭3上设置有形状与定子齿2的嵌合部2a相同的嵌合凹部3a。通过使该等嵌合部2a和嵌合凹部3a彼此嵌合，将定子齿2固定在背磁轭3上。

如上所述，通过将定子齿2设置成大致为Y字形状，将Y字形状的头部作为嵌合部2a，并且将背磁轭3的嵌合凹部3a的形状设置成与嵌合部2a相同，能够在抑制水平距离40增大的同时，增大定子齿2与背磁轭3的嵌合部之间的对角距离30。由于能够降低定子齿2相对于其中心轴在左右振动时的振动的振幅，所以能够抑制由定子齿的振动引起的电动机的机械振动。因此，能够降低电动机的噪音。

为了进行比较，在图9中示出了现有技术的结构例。在图9的现有技术的结构例中，与图3一样，示出了除去线圈骨架和线圈后的定子铁心的局部放大图。

在图9(a)和(b)所示的各个现有结构中，定子齿2的嵌合部即头部具有水平部。因此，为了增加对角距离30，需要扩大水平距离40，而随着水平距离40的扩大，相邻的定子齿2的间隔增大，所以定子的大小和重量增大，导致电动机的大小和重量增大，或者槽的数量受到限制。与此相对，在本实施例中，在增加嵌合部2a的对角距离30时，使Y字形状的头部的与形成V字形状的各个边相对应的部分朝倾斜方向延伸，所以在增大对角距离30时，水平距离40的增大量小于对角距离30的增大量。为此，在本实施例中，如上所述，能够在抑制水平距离40变大的同时增大对角距离30，能够在不导致电动机的尺寸变大和重量变重且不导致槽的数量受到制约的情况下降低电动机的噪音。

此外，在本实施例中，如图3和图5所示，在背磁轭3的比定子齿2的嵌合部2a和背磁轭3的嵌合凹部3a更靠外周侧的位置上，螺栓用孔3b设置在定子齿2的嵌合部2a和背磁轭3的嵌合凹部3a的虚拟中心线上。由于嵌合部分2a和嵌合凹部3a的各自的形状与Y字形状的头部的形状相当，所以具有相对于头部的水平方向朝中心线方向凹入的凹部。为此，能够沿着定子齿2的中心轴方向使螺栓用孔3b的位置靠近背磁轭3的内周侧。由此，能够缩小背磁轭3的外径以及径向的宽度，从而能够抑制定子的大小和重量增大，能够防止电动机的尺寸变大和重量变重。此外，由于螺栓用孔3b的位置设定在背磁轭3的定子齿的虚拟中心线上，所以能够在提高电动机的转矩的同时，获得充分的定子固定强度。

图6是本实施例的定子齿的变形例。

在图4中，Y字形状的头部即嵌合部2a的凹部的边缘呈圆弧状，而在图6的变形例中，凹部的边缘呈折线状。根据本实施例，与上述实施例一样，也能够在不导致电动机的尺寸变大和重量变重且不导致槽的数量受到制约的情况下降低电动机的噪音，并且能够使螺栓用孔3b的位置靠近背磁轭3的内周侧。

第二实施例

图7表示作为本发明的第二实施例的电梯用曳引机。

本实施例的电动机部也属于径向气隙型的电动机，但其与第一实施例不同，是外转子型(outer rotor type)电动机。

在本实施例中，定子齿2等间隔地设置在圆环状的背磁轭3的外周侧，并且向着朝向转子20的旋转中心的方向的相反方向、也就是从旋转中心朝向外侧的方向突出。此外，在背磁轭3的比定子齿2的嵌合部2a和背磁轭3的嵌合凹部3a更靠内周侧的位置上，螺栓用孔3b设置在定子齿2的嵌合部2a和背磁轭3的嵌合凹部3a的虚拟中心线上。

在第二实施例中，与第一实施例一样，定子齿2和背磁轭3通过使定子齿2的嵌合部2a和背磁轭3的嵌合凹部3a彼此嵌合而一体化，由此构成定子铁心1。上述定子铁心1通过***螺栓用孔3b内的螺栓15而紧固并固定在支撑体50上。此外，定子10中的线圈等的其他结构与第一实施例相同。

转子20具有转子铁心11和永磁体12，转子铁心11具有圆筒部11a和直径比圆筒部11a小的圆筒部11b，永磁体12固定在圆筒部11a的内壁，并且与定子10相对。由于转子20设置在定子10的外侧，所以第二实施例的电动机部是所谓的外转子型(outer rotor type)电动机。此外，转子20通过旋转轴承40可旋转地支撑在圆筒部11b中的以悬臂方式支撑在支撑体50上的轴部51。并且，绳轮30以压入或者热压配合的方式嵌合在转子11的圆筒部11b。

根据第二实施例，与第一实施例一样，能够在不导致电动机的尺寸变大和重量变重且不导致槽的数量受到制约的情况下降低电动机部的噪音，所以能够在实现电梯用曳引机的小型化的同时降低噪音。

第三实施例

图8表示作为本发明的第三实施例的电梯的大致结构。本实施例的电梯是曳引机100和未图示的控制装置设置在升降通道内的所谓的无机械室电梯。

在本实施例中，吊索110依次卷绕在设置于电梯轿厢101下部的轿厢下方滑轮102、转向滑轮107、绳轮53、转向滑轮106、转向滑轮105以及设置在对重103上的对重用滑轮104上。吊索110的两端固定在未图示的升降通道的顶部。电梯轿厢101和对重103通过上述吊索110悬吊在升降通道内。

作为曳引机100，采用上述第二实施例的曳引机。曳引机100设置在电梯轿厢的侧面与未图示的升降通道墙壁之间的狭小空间内。此外，在本实施例中，对重103和转向滑轮105～107也设置在与曳引机100的设置空间相同的空间内。

通过从未图示的控制装置向曳引机100的电动机部供应交流电，电动机部旋转，曳引机100的绳轮53也随之旋转。随着绳轮53旋转，吊索110通过吊索110与绳轮53沟槽的摩擦而被驱动，由此使电梯轿厢101和对重103在升降通道的空间内升降。

作为本实施例的曳引机100，采用上述第二实施例的电梯用曳引机。由此，能够在实现曳引机100的小型化的同时降低噪音，所以能够节省电梯的空间，并且能够降低噪音。

升降通道内的曳引机、对重和转向滑轮的设置可以根据升降通道以及电梯轿厢的大小和形状进行各种变更。并且在变更后也能够采用第二实施例的曳引机。

本发明不受上述各个实施例的限定，可以包括各种变形例。例如，上述各个实施例用于以简单易懂的方式对本发明进行详细的说明，但并不意味本发明必须具有所有进行过说明的结构。此外，可以将某一实施例的一部分结构取代为其他实施例的结构，也可以将其他实施例的结构追加到某一个实施例的结构中。并且，可以用其他结构对各个实施例的一部分结构进行追加、删除和取代。

例如，第一实施例的定子的结构不仅能够应用于32极36槽的集中绕组永磁电动机中，而且还可以应用于具有其他极数和槽数组合的集中绕组永磁电动机中。并且，第一实施例和第二实施例的定子的结构不仅能够应用于该等实施例所述的永磁体固定在转子铁心表面的所谓的表面磁体型电动机，而且还能够应用于永磁体埋设在转子铁心内的埋设磁体型电动机。

曳引机的电动机部并不仅限于外转子型，也可以是内转子型。并且，电梯并不仅限于无机械室电梯，也可以是曳引机设置在机械室内的电梯。此时，能够减小机械室的面积。

符号说明

1…定子铁心，2…定子齿，2a…嵌合部，3…背磁轭，3a…嵌合凹部，3b…螺栓用孔，4…线圈骨架，7…线圈，10…定子，11…转子铁心，11a、11b…圆筒部，12…永磁体，15…螺栓，20…转子，30…对角距离，40…水平距离，50…支撑体，51…轴部，52…旋转轴承，53…绳轮，100…曳引机，101…电梯轿厢，102…轿厢下方滑轮，103…对重，104…对重用滑轮，105、106、107…转向滑轮，110…吊索。

Claims (7)

1.一种集中绕组永磁电动机，具有定子和转子，所述定子包括定子铁心和集中卷绕线圈，所述定子铁心包括背磁轭和与所述背磁轭嵌合的定子齿，所述集中卷绕线圈卷绕在所述定子齿上，所述转子包括转子铁心和固定在所述转子铁心上的永磁体，并且隔开规定的间隙与所述定子相对，所述集中绕组永磁电动机的特征在于，

所述定子齿和所述背磁轭是分开形成的构件，并且所述定子齿大致为Y字形状，所述背磁轭具有大致Y字形状的凹部，

通过将所述定子齿嵌合于所述凹部而使所述定子齿和所述背磁轭一体化，由此来构成所述定子铁心。

2.如权利要求1所述的集中绕组永磁电动机，其特征在于，在所述背磁轭中，在所述定子齿的中心线上设置有定子固定用的螺栓孔。

3.如权利要求1或者2所述的集中绕组永磁电动机，其特征在于，所述转子设置在所述定子的内侧。

4.如权利要求1或者2所述的集中绕组永磁电动机，其特征在于，所述转子设置在所述定子的外侧。

5.一种电梯用曳引机，其包括电动机部和被所述电动机部驱动而旋转的绳轮，所述电梯用曳引机的特征在于，

所述电动机部是权利要求1至4中的任一项所述的集中绕组永磁电动机。

6.一种电梯，其包括具有绳轮的曳引机、卷绕在所述绳轮上的吊索和由所述吊索悬吊的电梯轿厢和对重，通过所述绳轮驱动所述吊索来使所述电梯轿厢和所述对重升降，所述电梯的特征在于，

所述曳引机是权利要求5所述的电梯用曳引机。

7.如权利要求6所述的电梯，其特征在于，所述曳引机设置在升降通道内。