超速调节器和电梯的制作方法

本发明涉及用于电梯的超速调节器的领域。

背景技术：

电梯系统的安全操作一般利用超速调节器来保证。超速调节器包括抓握导轨以停止电梯轿厢的安全钳(safety gear)。安全钳可用于停止电梯轿厢、配重或两者。例如，安全钳在电梯轿厢超速的情形下被激活。

安全钳链接到调节器绳轮，安全绳经由调节器绳轮行进。调节器绳轮在正常电梯操作期间可自由旋转。

机械激活装置与调节器绳轮相关地布置。当调节器绳轮的转速超过预设阈值时，观察到电梯轿厢超速。在该情况下，离心力导致激活装置移入锁定调节器绳轮的旋转以及由此的安全绳的移动的位置。这具有的效果是，安全钳转至抓握位置，并停止电梯轿厢的移动。

技术实现要素：

上面公开的超速调节器仅具有一个触发速度水平。另一方面，电梯轿厢的运行速度可以改变。因此，有用的是具有这样的超速调节器，其可以在多于一个的不同速度水平下触发，这取决于操作条件。例如，在一些电梯中，当电梯轿厢布置在电梯井道两端之一附近时，如果超速调节器在低速水平下触发，则安全性得以增强。

因此，本发明之目的是介绍一种可以根据操作条件在两个、甚至更多个速度水平下触发的超速调节器。该目的通过根据权利要求1的超速调节器和根据权利要求15的电梯来实现。本发明的一些优选实施例在从属权利要求中公开。

本发明的一方面是超速调节器，包括调节器绳轮、联接到调节器绳轮的永磁体转子、布置成与永磁体转子相互作用的定子、制动电梯轿厢的移动的安全钳以及固定到安全钳并布置成经由调节器绳轮行进的安全绳。所述定子包括适于在受到激励时对永磁体转子施加制动力的绕组，该制动力制动永磁体转子的移动，并由此制动调节器绳轮和安全绳的移动，从而激活安全钳。

本发明的另一方面是电梯，包括可沿一个或多个导轨在电梯井道中移动的电梯轿厢。电梯包括根据本公开的超速调节器。超速调节器的安全钳安装到电梯轿厢，并布置成响应于安全钳的激活抵靠导轨制动轿厢。

术语“激活安全钳”意味着借助安全绳将安全钳/安全钳的部件拖曳至使安全钳抓握导轨的位置。

公开的超速调节器可以通过激励定子绕组在各速度水平下触发。另一优点是，在触发情形下从定子到永磁体转子没有机械接触，但是安全钳的触发/激活经由定子和转子之间的相互作用以非接触的方式发生。

根据实施例，绕组布置在永磁体转子的磁场的路径中。这意味着转子的移动导致旋转的磁场，这在定子绕组中诱导出源电压。此外，当定子绕组闭合时，所述源电压可激励定子绕组，因此，安全钳的激活不要求任何额外的电源。

根据实施例，空气间隙布置在定子和永磁体转子之间。因此，来自永磁体转子的磁场越过空气间隙从转子行进到定子，使得安全钳的触发/激活以非接触方式发生。

根据实施例，所述绕组适于在受到激励时对永磁体转子施加制动力，该制动力减慢永磁体转子的速度，并由此减慢调节器绳轮和安全绳的速度，从而激活安全钳。

根据实施例，绕组具有输出端子。超速调节器还包括连接到输出端子的一个或多个可控开关，使得一个或多个可控开关可操作成选择性地打开或闭合绕组。这意味着通过控制所述一个或多个开关可以激励绕组，或者切断穿过绕组的电流。

根据实施例，超速调节器包括联接到所述一个或多个开关的控制单元。控制单元可以是计算机实施的电子控制单元，或者其可以以分立的电子部件来实施，具有继电器逻辑或它们的组合。

根据实施例，所述控制单元构造成导致一个或多个开关选择性地打开或闭合绕组。

根据实施例，控制单元构造成获得(poll)电梯轿厢的移动、在电梯轿厢的移动与期望移动不同的情况下确定紧急停止情形，并基于所确定的紧急停止情形导致一个或多个开关闭合绕组。

根据实施例，所述移动包括速度、加速度、减速度和永磁体转子的旋转距离中的至少一个。

根据实施例，控制单元构造成记录(register)新电梯行进的开始，并基于所记录的新电梯行进的开始而使一个或多个开关打开绕组。

根据实施例，控制单元构造成记录进入目的地楼层的电梯轿厢，并基于所记录的进入目的地楼层而使一个或多个开关闭合绕组。

根据实施例，控制单元构造成通过获得永磁体转子的移动来获得电梯轿厢的移动。

根据实施例，控制单元构造成通过获得绕组的输出电压来获得永磁体转子的移动。

根据实施例，控制单元包括联接到电梯安全链的可控开关，控制单元构造成基于所确定的紧急停止情形导致所述开关打开电梯安全链。

根据实施例，超速调节器包括联接到安全绳以拉紧安全绳的张紧滑轮。

根据实施例，永磁体转子包括沿旋转方向相继布置的多个永磁体。

根据实施例，转子和永磁体转子中的至少一个包括铁磁材料。

通过下面对一些实施例的描述，会更好地理解上面的发明内容及下面呈现的本发明的额外特征和优点，所述描述不限制本发明的应用范围。

附图说明

图1示出包括根据本公开的超速调节器的电梯。

图2示出在图1的超速调节器中的安全钳的功能框。

图3a、3b示出图1的超速调节器的致动装置。

图4a、4b示出图1的超速调节器的控制装置。

具体实施方式

为了可理解性，在图1-4中，仅示出对于理解本发明来说必要的特征。因此，例如，在相应领域中熟知的某些部件/功能没有示出。

在描述中，相同的标号总是用于相同的项目。

图1示出电梯，其具有可在电梯井道16中沿一个或多个导轨17移动的电梯轿厢6。电驱动器19(例如具有频率转换器33的提升机)根据来自电梯乘客的服务请求经由提升绳20驱动电梯轿厢8和配重18，如本领域中已知的。

图1的电梯具有超速调节器1，用于在超速情形下停止电梯轿厢6。图1的超速调节器与常规超速调节器不同，使得其可以根据当前操作条件在许多不同的速度水平下触发。例如，当可用的制动距离有限时，当电梯轿厢靠近电梯井道的井道坑或顶部移动时，可以采用低触发速度水平。

图1的超速调节器1的一般构造和操作原理在图2中进一步示出。超速调节器1包括安装到电梯轿厢6的安全钳5。超速调节器1还包括调节器绳轮2、其悬挂在电梯井道16的最上部处的固定结构上。安全绳7固定到安全钳5，并布置成经由调节器绳轮2行进。超速调节器1还包括联接到安全绳7的张紧滑轮15，以拉紧安全绳7。张紧滑轮15借助张紧装置(比如弹簧27)给安全绳7提供张紧力。

调节器绳轮2在正常电梯操作期间自由旋转。在电梯轿厢移动的情况下，安全钳5拉动安全绳7，从而导致调节器绳轮2旋转。

安全钳5安装到电梯轿厢6，并布置成响应于安全钳5的激活抵靠导轨17制动轿厢6。框架部分21与电梯轿厢6相关地安装。框架部分包括壳体22，其包含朝向电梯导轨17的制动表面23。电梯导轨17布置在壳体22内。类似地，壳体包括滚轮24，当安全钳5操作时，滚轮接触电梯导轨17。滚轮24在壳体中布置在轨道26上。电梯导轨17位于制动表面23和滚轮24之间。轨道25成型为使得当滚轮24在轨道25上沿导轨17的方向移动时，导轨在滚轮24的作用下压靠在制动表面23上，从而产生抓握效果，这导致电梯轿厢6的移动的减速和停止。

当与安全绳7相关的传输装置26沿轨道25向上拉动滚轮以抓握导轨17时(见图2)，安全钳5的激活。实际上，当电梯轿厢6向下移动时，这通过安全绳7与调节器绳轮2的制动移动来发生，在该情况下，滚轮24的移动相对于移动轨道25减速，滚轮24相对于轨道25移入抓握位置。

超速调节器1包括永磁体转子3和布置成与永磁体转子3相互作用的定子4。永磁体转子3借助轴承与定子4共轴地悬挂，使得永磁体转子3可操作成相对于定子4旋转。永磁体转子3联接到调节器绳轮2，使得永磁体转子3随着调节器绳轮2旋转。调节器绳轮2在正常电梯操作期间自由地旋转。在电梯轿厢6移动的情况下，安全钳5拉动安全绳7，从而导致调节器绳轮2/永磁体转子3的旋转。

永磁体转子3和定子4的替代构造在图3a、3b中示出。定子4和永磁体转子3以一距离彼此相对地布置，该距离构造它们之间的空气间隙28。永磁体转子3包括沿旋转方向相继布置的多个永磁体9。在图3a的实施例中，由永磁体9产生的磁场基本上在转子3的旋转轴线34的方向上越过空气间隙28从永磁体转子3行进到定子4，使得安全钳的触发/激活以非接触的方式发生。在图3b的实施例中，定子4布置在永磁体转子3内，使得磁场基本上在径向方向上(例如垂直于永磁体转子3的旋转轴线34)从永磁体转子3行进到定子4。

定子4和永磁体转子3由铁磁材料制成。转子3由铁制成，而定子4由薄的晶体取向的铁磁发电机板制成，以减少涡流。在一些其它实施例中，转子由非铁磁材料制成以减少成本，还具有去除涡轮的优点。

集中的定子绕组8安装进定子槽8’中。在图3中，仅示出一个绕组8回路，但是类似的回路布置在每个定子齿周围。绕组8布置在由永磁体转子3的永磁体9产生的磁场的路径中。因此，当永磁体转子3旋转时，其导致周期性变化的磁场穿过定子绕组8，这根据楞次定律在定子绕组8中诱导出源电压。当定子绕组的端子闭合时，所述源电压导致电流穿过定子绕组，电流制动永磁体转子3的移动，并由此制动调节器绳轮2和安全绳7的移动。这具有的效果是，滚轮24移入抓握位置，从而导致安全钳5激活。因此，安全钳5的激活不要求任何外部电源，而是用于激活所需的能量可以从永磁体转子3的旋转中得到。

在该实施例中，定子绕组8布置为3相绕组，但是如本领域技术人员所理解的，其它相数量也可用于获得合适的力效果。

前述安全钳5的激活由特定控制单元11控制。该控制单元11的操作和构造在下文中关于图4a和4b公开。

超速调节器1包括连接到定子绕组8的输出端子8A、8B、8C的可控开关10A、10B、10C，使得可控开关10A、10B、10C可操作成选择性地打开或闭合绕组8。这些开关10A、10B、10C可以是固态开关的形式，如图4a的igbt晶体管。代替igbt晶体管，还可以使用其它合适的固态开关，比如mosfet-晶体管或碳化硅晶体管。另一方面，代替固态开关，还可以使用机械开关，比如接触器或继电器。

控制单元11连接到开关10A、10B、10C的控制极，使得控制单元11构造成通过给控制极供给控制信号而导致一个或多个开关10A、10B、10C选择性地打开或闭合绕组8。

控制单元11包括微处理器13和存储器30，存储器包括由微处理器执行的软件。微处理器还包括必要的外设(比如A/D转换器、线路激励器等)，以执行公开的控制功能。

控制单元包括联接到绕组端子8A、8B、8C的整流器28。整流器28将绕组8的源电压整流为DC链路29电压。当电梯轿厢6移动/永磁体转子3旋转时，微处理器13、存储器30和控制单元11的其它电子部件经由调整器31从DC链路29接收电源电压。如此，在电梯系统没电的情况下，超速调节器1也可以激活。

控制单元11构造成获得电梯轿厢6的移动、在电梯轿厢6的移动与期望移动不同的情况下确定紧急停止情形，并基于所确定的紧急停止情形使一个或多个开关10A、10B、10C闭合绕组8。因为调节器绳轮2根据电梯轿厢6移动而移动，所以控制单元11通过获得永磁体转子3的转速来获得电梯轿厢6的移动。为此，控制单元11测量绕组8的输出电压，即由源电压导致的绕组端子8A、8B、8C的电压，其与永磁体转子3的转速成比例。

控制单元11具有记录在存储器30中的阈值。阈值定义为电梯轿厢位置的函数，使得阈值在电梯井道末端附近是低的。当电梯轿厢的端子8A、8B、8C任一的电压/速度超过对应阈值时，控制单元11通过给开关10A、10B、10C产生控制信号来激活安全钳5，使得绕组8闭合(短路)。

为了计算阈值，控制单元11经由运行缆线从轿厢位置传感器接收电梯轿厢6的位置信息。在一些实施例中，控制单元11通过积分绕组端子8A、8B、8C的电压来计算电梯轿厢6位置。

在一些实施例中，控制单元11还监控电梯轿厢的加速度/减速度。为此，控制单元从绕组端子8A、8B、8C的电压中计算电梯轿厢6的加速度/减速度，并在所计算的加速度/减速度不满足记录在存储器30中的允许条件的情况下激活安全钳5。

在一些实施例中，控制单元11还监控电梯轿厢的运行距离。为此，控制单元从绕组端子8A、8B、8C的电压中积分来计算电梯轿厢6的运行距离，并在所计算的距离超过记录在存储器30中的阈值的情况下激活安全钳5。

控制单元11从电梯控制单元接收与新电梯行进的开始有关的信息，并控制开关10A、10B、10C以在新电压行进的起始处打开绕组8。

控制单元11还从电梯控制单元接收与电梯轿厢6进入目的地楼层有关的信息。当电梯轿厢在电梯行进结束时进入目的地楼层时，控制单元11控制开关10A、10B、10C以闭合绕组8。在该情况下，如果在电梯行进结束之后出于某些原因电磁轿厢6开始以不受控方式起动，则安全钳会立即激活。

控制单元11还包括安全继电器12。安全继电器12的触头联接到电梯安全链14，使得当安全继电器12的触头打开时，安全链14打开。如所知的，安全链14的打开导致提升机的去激励以及机器制动器的激活，以制动提升机的旋转，这导致电梯轿厢的紧急停止。当电梯轿厢速度超过记录的阈值时，控制单元11打开安全继电器12的触头。在一个实施例中，当轿厢6速度超过第一较低阈值，控制单元11打开安全继电器12的触头，并在轿厢6速度仍超过第二较高阈值时进一步接近绕组8以激活安全钳5。如此，在一些情况下可以在不激活安全钳5的开发部下执行紧急停止。

在一个实施例中，具有常开触头(N.O.)的继电器用作开关10A、10B、10C，以打开/闭合绕组8。在另一实施例中，使用具有常闭(N.C.)触头的继电器，使得当继电器被去激励时，每个输出端子8A、8B、8C总是闭合，从而安全钳的激活总是可能的，即使当电梯没电时也如此。在该情况下，到继电器的控制线圈以打开继电器触头的电流供应从外部电源(比如电池)发生。

代替使用微处理器13/存储器30，控制单元还可以以分立的控制部件、现场可编程门阵列(FPGA)、继电器逻辑等来实施。

在一些实施例中，代替直接闭合绕组8，额外的部分(比如电阻器和/或电容器)可以联接到绕组端子8A、8B、8C，使得绕组经由所述额外的部件闭合。

在一些实施例，到绕组8的电流供应从外部电源发生。如此，可通过借助永磁体转子3拉动安全绳7来选择性地激活安全钳5，即使当电梯轿厢6不移动时也如此。

在一些实施例中，传统的离心力操作的机械激活装置被添加到上面公开的超速调节器1。这种方案使得可达到本发明的优点，而不用妥协传统的超速调节器的任意要求。

在前面，关于具有配重的电梯系统描述了本发明，然而，根据本发明的方案还适于不具有配重的电梯系统。

本发明不限于上述实施例，而是许多变型例在由权利要求限定的创造性概念的范围内是可能的。