[发明专利]用于电梯门的线性电机系统

说明书

本发明涉及电梯，特别涉及用于驱动电梯门的装置和方法。

电梯门系统一般由单一的滑动门或由两个滑动门组成，在正常的动力驱动下该门被自动打开和自动关上。有效的门板在一个水平平面内滑开，以提供入口;或将门关闭，以确保电梯乘客的安全。传统的作法是，这些自动操作系统由一电机提供动力，该电机提供转动力矩，如图1所示。图1中示出了机械连杆机构，它把由电机产生的旋转力转变成移动门所需要的线性力。所使用的机械连杆的两种常见的形式包括一种双杆连杆和一种螺旋的导向螺杆。

本发明提出的原理是要用线性电机替换旋转电极与连杆相组合的方式。在现有技术中已经有人提出过将线性电机用于操纵滑动门和电梯门。

例如，美国专利US  3，462，883示出了一种由线性感应电机驱动的滑动门，该电机具有一个控制电路，它包括若干个在门移动期间被顺序启动的开关，用以实现可变化的减速度。还利用检测出的速度来修正减速控制。

美国专利US  4，067，144和US  4，090，113公开了一种用安装在自动门装置中的线性电机来驱动该自动门装置中门的方法。该门由一个法向推力驱动，该推力在门行程的最后阶段被增大，因此克服位于门行程端部附近的缓冲装置的作用力。

美国专利US3，872，622公开了一种用于驱动一对滑动门的线性电机，线性电机中的定子相对门框架及电机的转子而固定，而电机的转子与一个滑轮绳索组件相连结，该滑轮与绳索组件可与电机转子一起运动以打开门。在三个平面上设置了用于调节滑轮转轴的装置，以调节绳上张力和滑轮定位。

已知线性电机可用于各种各样的门，例如在美国专利US5，134，324、US4858452、US4188552、US3793944、US4365442和US3708915中所示的奸样。

用于线性电机的各种速度控制和控制电路是已知的，例如在美国专利US3，891，907和英国专利说明书1，148，144中所示的那样。

但是，由于需要将线性电机旋转在要被驱动的门的顶端或底端，所以将会因存在有水平力的力矩臂而对门产生不需要的转矩。这一力矩臂（该力矩臂是水平力的作用点与门装置的重心之间的距离）在门的整个行程的全程上保持恒定。这个不需要的转矩可能很大并且将会使一个急剧加速的门绕着门的重心发生转动或摆动。正如可从图1中看到的那样，现有技术中对于高速加速的门是通过将支承点稍微靠近门的中部或靠近门的重心从而减小转动力矩来解决上述这一将会出现的问题的。

除了所需要的水平力外，该线性电机还在电机的初级绕组与次级绕组之间产生一个引力。在与门系统无关的现有技术中，例如在一个用于提升通道中提升电梯的线性电机中，上述的这个引力被初级绕组部件上的辊或轴承抵抗，这样就在电机的次级绕组组件与初级绕组组件之间保留了所需要的空气间隙。

本发明的目的是用一个线性电机控制电梯门，并且与此同时将不需要的转动力矩减小至最小。

按照本发明，用线性电机的初级绕组与次级绕组之间的引力来平衡转矩，所说的这个转矩是由在不通过门的重心的安装处驱动门而引起的。

进一步按照本发明，通过提供一个控制信号而用线性电机来使电梯门移动，所说的这个控制信号的大小随着门的运动而变化，用以平衡电梯门上的第一转动力矩，这个第一转动力矩是由一个施加于门上的法向力通过一个长度可变的力矩臂而绕着门的重心进行作用而引起的，响应上述的控制信号，一个施加在门上的大小变化的线性力通过一个长度固定的力矩臂而绕着门的重心进行作用，以提供一个与上述的第一转动力矩相反的第二转动力矩，因此而抵消第一转动力矩。

进一步按照本发明，对于将门打开或将门关闭的操作时，第一和第二转动力矩随着可变化的力矩臂长度的减小而减小，在该长度可变的力矩臂为零的那一点上该第一和第二转动力矩减小至零，在此之后，该第一和第二转动力矩随着该长度可变化的力矩臂长度的增加而增加，直到完成门的开或关动作为止。

进一步按照本发明，该第一和第二转动力矩随着门的位置而线性减小和线性增加。

进一步按照本发明，可用特定的力分布和速度分布来在门的整个行程上实现转矩平衡。

进一步按照本发明，对于门的开或关的操作，门的水平速度按照一条近似于一个椭圆形的在其长轴一侧的曲线进行变化。

进一步按照本发明，利用所说的法向力将门浮升起来以减小作用在门的水平运动导向装置上的重力。