CN118804886A - 用于电梯设备的直线驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于电梯设备(1)的直线驱动装置(4)，包括：磁轨(5)，所述磁轨包括至少一列(16、17)的永磁体(8、8a、8b)，其中，永磁体(8、8a、8b)围绕自身的转动轴线(r)能够转动地支承在载体(7)中；力传递元件(6)；其中，磁轨能够固定在电梯竖井(2)上并且力传递元件能够固定在电梯轿厢(3)上，或者反过来磁轨能够固定在电梯轿厢(3)上并且力传递元件能够固定在电梯竖井(2)上，使得：相同列的永磁体沿移位轴线(z)的方向彼此先后地布置；磁轨和力传递元件沿移位轴线的方向能够彼此相对移位；所述磁轨和所述力传递元件在重叠区域(9)中彼此相对而置，其中，位于重叠区域中的永磁体通过气隙(s)与同该永磁体相对置的力传递元件分隔开；转动驱动装置(11)，所述转动驱动装置被构造用于使永磁体以如下方式转动：使得通过转动的永磁体的磁场相叠加产生在移位轴线的方向上游移的移动场。

Description

用于电梯设备的直线驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于电梯设备的直线驱动装置。此外，本发明还涉及一种配备有这种直线驱动装置的电梯设备。

背景技术

电梯设备的电梯轿厢，如可以用于在多层建筑中运输人员或货物的电梯轿厢，通常通过支承机构，例如绳索或皮带与马达联接。在此，马达的驱动轴的转动运动被转换成支承机构的平移并因此将电梯轿厢沿电梯竖井移动。

此外，存在如下的电梯设备，其电梯轿厢能够通过直线马达沿着电梯竖井移动。这种直线马达可包括多个电磁体。流过电磁铁线圈的电流强度以及由此产生的磁场强度通常是有限的，以避免产生过多的热量。

WO98/58866介绍了一种具有呈开关磁阻电机形式的直线马达的电梯设备的示例。

发明内容

会需要一种用于电梯设备的直线驱动装置，其实现了当在电梯竖井中不产生过多热量的情况下提高功率密度。此外，会需要对电梯设备进行相应改进。

这些需求可以通过独立权利要求的主题来满足。有利的实施方式在从属权利要求、后面的说明书和附图中给出。

本发明的第一方面涉及一种用于电梯设备的直线驱动装置。该电梯设备包括电梯竖井和在移位轴线的方向上能够在电梯竖井内移位的电梯轿厢。直线驱动装置包括磁轨，该磁轨包括至少一列永磁体，其中，所述或每个永磁体可绕自身的转动轴线转动地支承在载体中。此外，直线驱动装置包括由能导电的材料制成的力传递元件。在此，磁轨可固定在电梯竖井上，而力传递元件可固定在电梯轿厢上。替代地，力传递元件可固定在电梯竖井上，而磁轨可固定在电梯轿厢上。在这两种情况下，磁轨和力传递元件都能够以如下方式固定，使得：

相同列的永磁体在移位轴线的方向上彼此先后地布置；

所述磁轨和所述力传递元件能够相对于彼此在所述移位轴线的方向上移位；

所述磁轨和所述力传递元件在重叠区域中彼此相对而置，其中，位于重叠区域中的所述或每个永磁体通过气隙与同该永磁体相对置的力传递元件分隔开。

此外，直线驱动装置包括转动驱动装置，该转动驱动装置构造用于使永磁体绕其转动轴线转动，从而通过转动的永磁体的磁场相叠加产生在移位轴线的方向上移位的移动场，用于使力传递元件相对于磁轨移动。

本发明的第二方面涉及一种电梯设备，包括电梯竖井、在移位轴线方向上能够在电梯竖井内移位的电梯轿厢和如上下文所述的直线驱动装置。在此，磁轨固定在电梯竖井上，而力传递元件固定在电梯轿厢上。替代地，力传递元件固定在电梯竖井上，而磁轨固定在电梯轿厢上。

电动直线马达通常基于通过(多相)电流对线圈组件的相应激励来产生磁性行波。这个原理与体育场中的观众的体育场波(“La Ola”)相当：线圈电流以特定的节拍方式脉动，类似于站立和坐着的观众，从而产生移动的磁波。直线驱动装置的包含线圈的部分通常称为电枢，所述电枢能够是静止的或可运动的。直线驱动装置的另一部分(以下未被称为电枢部分)与由电枢产生的行波电磁交互作用，由此在两个部分上作用相反的、在数值上相等的力。

根据电枢的配置，可以在同步电机、异步电机或同步磁阻电机之间进行区分。对于具有非常长的行程的应用来说，同步电机通常太昂贵，因为对于相应长的非电枢件来说会需要大量的稀土金属或者铜。对于这样的应用，通常优选使用由磁性无源材料并且容易提供的材料(例如钢或铝)制成的具有简单结构的轨道。因此，适于非常长的行程的实施方式通常是异步或同步磁阻电机类型。

在两种情况下，(正弦)行波可以为了控制目的分解为两个正交的振荡分量(直流和正交流)，这两个正交的振荡分量可以通过得到的分解电流彼此独立地变化，以获得机器的期望的机电性能，即推进力和吸引力可以通过这些正交分量彼此独立地控制。这些力的大小在一定程度上取决于行波的振幅。因此，力密度受到电枢线圈的热约束的限制。

基于行波原理的电机的力密度因此可能受载流的线圈产生磁场的能力限制。线圈能够产生磁场的范围直接与流过线圈的电流的强度成比例。如果线圈例如由传统的材料以电阻缠绕，则线圈的耗散特性限制最大的电流强度并且因此限制电机的转矩或力密度。

长行程平移运动的产生可以根据直接或间接驱动的原理来实现。直接驱动的原理基于直线电机，所述直线电机能够实现在电机的两个通过气隙彼此分隔开的磁结构、即定子和转子之间产生力。这两个结构之间的力传递无接触地进行，其方式是，磁性的行波在平移运动的方向上传播。因此，直接驱动装置原则上可以具有不受限制的行程，这在行程比机器的最短链节大多个数量级时是特别有利的。然而，实际上，机器的力特性受到可用的安装空间结合每单位体积的最大允许热输出的限制。

例如，通过选择间接驱动，可以局部地增加力密度，然而，这伴随着行程的大幅降低。间接驱动可以包括与机械传动装置连接的旋转的机器，机械传动装置将旋转转换成平移。因为旋转的机器通常在空间上与传动装置分开，所以机器的线圈的散热对传动装置没有明显影响。然而，在传动装置中即使质量较小也会产生摩擦热。此外，机械传动装置由于其原理而容易磨损，并且可能引起不期望的噪声和振动。

在上述直接驱动中，力密度的增加通常是电机设计阶段的目标之一，因为这可以减少所使用的材料的量和质量，并且相应地可以通过冷却能力。为了增加力密度，可以采用将线圈的温度保持在可接受范围内的冷却方法。然而，这种冷却方法可能相对复杂。

此外，存在直线横向磁通电机、磁通开关电机和开关磁阻电机，其中，应用磁行波的原理以有利于提高力密度。然而，这些方法可能导致力波动和噪声增加。这种机器的控制可能是复杂的。

为了将线圈中的损耗功率降低到最小，例如也可以使用超导线圈。然而，这种线圈要求在低于100K的非常低的温度下的仔细屏蔽的低温环境，这仅能够在相当大的努力下在实践中实现。

现在，这里提出的方案能够实现，至少部分地克服上述限制和不期望的效果，只要直线驱动装置的力传递基于行波的原理，即无接触地进行，并且行波通过旋转的永磁体产生，所述永磁体可以由旋转的电机驱动。这一方面改善了散热。另一方面，通过使用永磁体代替线圈可以提高磁场强度。

可选地，永磁体能够彼此独立地被驱动。这实现了磁场定向的控制，也就是说，平行于移位轴线的推进力和横向于移位轴线的、在力传递元件和永磁体之间的吸引力能够彼此独立地受到影响。因此，通过相应配置的转动驱动装置可以实现与在传统的同步、异步或同步磁阻电机的情况下相同的分力的正交分解，并且这具有提高的力密度和降低的损耗功率。

换句话说，如在本方案中所使用的旋转的永磁体能够以几乎不散开的方式以较小的体积足迹产生较高的场强。

此外，永磁体的使用提供了如下的优点，在磁轨与力传递元件之间的吸引力即使在电流中断时也能保持。因此能够提高电梯设备的运行安全性。

在不以任何方式限制本发明的范围的情况下，本发明的实施方式可以被认为基于下面介绍的构思和认识。

永磁体例如可以相应地构造为棒形尤其是构造为圆柱形。在此，永磁体的转动轴线可以相当于其纵向轴线或中轴线。永磁体可以分别沿确定的磁化方向、例如正交于转动轴线磁化，并且可以通过转动驱动装置彼此定位为，使得相邻的永磁体的磁化方向在转动和/或不转动的状态下以限定的角度彼此定向。该角度可以在直线驱动装置运行时，也就是在永磁体转动期间，保持恒定或者在一定的角度范围内变化，例如以便改变行波的振幅和/或相移。该角度范围例如可以为正/负40度，优选为正/负30度，特别是正/负20度，特别优选为正/负10度，尤其是正/负5度。

转动驱动装置例如可以包括具有旋转的驱动轴的马达和传动装置，该传动装置构造用于将驱动轴的转动运动转换成各个永磁体的相应的转动运动。传动装置例如可以包括齿轮、皮带和/或链条，它们将永磁体的转动轴线彼此联接和/或与驱动轴形状锁合和/或力锁合地联接。因此，各个永磁体的转动运动的同步可以通过传动装置实现。

替代地，可以考虑如下的实施方式，其中，每个永磁体通过自身的马达转动。这具有的优点是，永磁体能够彼此独立地操控。在这种情况下，可以通过相应地同时操控各个马达，例如通过上级的电梯控制装置来进行同步。

直线驱动装置也可以包括多于一个的磁轨和/或多于一个的力传递元件。例如，在电梯设备的运行状态下，磁轨和力传递元件可以设置在电梯轿厢的彼此对置的侧上。但也可以在单侧驱动电梯轿厢。

根据一种实施方式，转动驱动装置可以构造用于使相同列的相邻的永磁体转动，使得相同列的转动的相邻的永磁体的磁场在其定向上彼此错开90度。“定向”在这里并且在下面可以理解为磁化方向，相应的永磁体沿着所述磁化方向被磁化。以这种方式例如可以实现，在磁轨的朝向力传递元件的一侧上增强移动场，和/或在磁轨的背离力传递元件的一侧上减小移动场。其优点是，可以使用更小的永磁体，而不必减小所产生的磁力。

根据一种实施方式，在相同列的一个转动的相邻永磁体之前以及在相同列的一个转动的相邻永磁体之后的每个转动的永磁体的磁场的定向可以等于在前的永磁体的磁场的顺时针转动90度后的定向，以及等于在后的永磁体的磁场的逆时针转动90度后的定向。因此，磁轨可以被实现为Halbach阵列或准Halbach阵列。例如，在基准位置中的定向可以具有如下顺序：左、上、右、下、左、上，以此类推。定向也可以相反顺序彼此先后排列。从基准位置开始，永磁体可接着以如下方式转动，使得在永磁体的转动运动期间维持相邻定向相对于彼此的初始对准。如上所述，然而也可以在永磁体转动运动期间(略微)改变角偏差。

根据一种实施方式，转动驱动装置可以构造用于使相同列的相邻的永磁体转动，以便相同列的转动的相邻的永磁体的磁场具有相反的定向，即彼此相差180度。这例如可以是如下情况，即力传递元件布置在第一列永磁体和第二列永磁体之间的重叠区域中(也见下文)，并且第一列的永磁体的转动轴线相对于第二列的永磁体的转动轴线沿移位轴线的方向偏置，例如居中地偏置，从而沿移位轴线的方向观察，不同列的相邻转动轴线之间的距离等于相同列的相邻转动轴线之间的距离的一半。

根据一种实施方式，磁轨可以包括第一列永磁体和第二列永磁体。力传递元件可以被布置在第一列和第二列之间的重叠区域中，即延伸穿过第一列和第二列之间的气隙。在此，转动驱动装置可以构造用于使不同列的相邻的永磁体以如下方式转动，使得不同列的转动的相邻的永磁体的磁场在其定向上彼此错开一限定的角度。例如，第一列可包括与第一列一样多的永磁体。替代地，第一和第二列可以包括不同的多个永磁体。如上所述，第一列和第二列可以彼此错开布置(也见下文)。也可以如下的实施方式，在该实施方式中，不同列的永磁体横向于移位轴线观察成对地彼此对置，其中，同对的永磁体、更确切地说其转动轴线相对于移位轴线具有相同的纵向位置，并且不同对的永磁体相对于移位轴线具有不同的纵向位置。转动驱动装置例如可以构造用于独立于第二列永磁体地驱动第一列永磁体。

根据一种实施方式，限定的角度可以是0度、90度或180度。对于所述第一和第二列分别实施为(准)Halbach阵列并且不同列的永磁体成对地彼此相对而置(见上文)的情况，例如不同列的相邻永磁体的磁场的定向可以交替地相互错开180度和0度，也就是交替地反向指向和相同指向。对于不同列的转动轴线在移位轴线的方向上彼此错开的情况(见上文)，不同列的相邻永磁体的磁场的定向例如可以彼此错开90度。在这种情况下，例如相同列的相邻永磁体的磁场可以在其定向上相反。

根据一种实施方式，第一列永磁体的转动轴线可以相对于第二列永磁体的转动轴线沿移位轴线的方向错开。例如，第一列的永磁体的转动轴线可以相对于第二列的永磁体的转动轴线沿移位轴线的方向居中地偏移。换句话说，当在移位轴线的方向上观察时，不同列的相邻转动轴线之间的距离可以等于相同列的相邻转动轴线之间的距离的一半。

根据一种实施方式，转动驱动装置可以构造用于使第一列的永磁体与第二列的永磁体以不同的转速和/或沿不同的转动方向转动。原则上，相同列的所有永磁体应该以相同的转速并且沿相同的转动方向转动。为了获得行波形式的磁场的期望的叠加，第一列的永磁体可以在与第二列的永磁体的转动方向相反的转动方向上转动。通过使第一列(同样快速转动的)永磁体的转动速度相对于第二列(同样快速转动的)永磁体的转动速度变化，例如可以产生相移的行波。

根据一种实施方式，转动驱动装置可以构造用于使相同列的永磁体同时以相同的转速和/或沿相同的转动方向转动。以这种方式，行波的振幅可以被保持得更恒定。

在一种实施方式中，相同列的永磁体可交替地包括第一永磁体和第二永磁体。在此，转动驱动装置可以构造用于使第一永磁体与第二永磁体独立地转动。换句话说，沿移位轴线的方向观察，可以总是在两个第一永磁体之间布置至少一个第二永磁体并且/或者在两个第二永磁体之间总是布置至少一个第一永磁体。也就是说，转动驱动装置可以构造用于使第一永磁体与第二永磁体以不同的转速和/或沿不同的转动方向转动。附加地，转动驱动装置可以构造用于使所有第一永磁体同时以相同的转速和/或沿相同的转动方向转动和/或使所有第二永磁体同时以相同的转速和/或沿相同的转动方向转动。附加地，转动驱动装置可以被配置用于使第一永磁体与第二永磁体一起转动。

根据一种实施方式，永磁体可以在其转动轴线的方向上被分成至少两个具有不同极性的圆柱形的区段。这些区段例如可以通过气隙彼此分隔开。这些区段可以抗扭转地相互连接。换句话说，区段可彼此联接，使得一个区段总是与另外的一个或多个区段以相同的转动速度且沿相同的转动方向转动。因此可以减小直线驱动装置的推进力波动。

根据一种实施方式，转动轴线可以相互平行地和/或与移位轴线正交地延伸。

根据一种实施方式，力传递元件可以设计成具有多个横档的梯子形状。横档例如可以在其纵向上分别横向于或倾斜于呈梯子状的力传递元件的纵向延伸。横档可以分别通过气隙彼此分隔开。例如，力传递元件可以类似于展开的鼠笼式转子，英语称为“squirrel-cage rotor”，如其被用于异步电机那样。因此，能够减轻力传递元件的重量。

补充地或替代地，力传递元件可由软磁性的结构形成，软磁性的结构尤其具有切口。与磁阻马达的转子相类似地，切口使得能够局部改变力传递元件的磁特性。

补充地或替代地，力传递元件能够板状或带状地实施。例如，可以是柔性金属带、橡皮带或板形式的力传递元件，在直线驱动装置的运行状态下，该力传递元件至少部分地沿着移位轴线延伸通过电梯竖井。板状或带状的力传递元件可以可选地包括多个通口，例如以在移位轴线的方向上排列的切口的形式，以便与磁阻马达的转子相类似地局部地改变力传递元件的磁特性。

根据一种实施方式，相邻的横档之间的空隙可以至少部分地填充有软磁性材料。软磁材料例如可以是(软)铁、钢、镍铁、钴铁或铝铁合金。因此，能够进一步提高力传递元件的磁特性。

附图说明

下面参照附图进一步阐述本发明的有利的实施方式，其中，附图和阐述都不以任何方式限制本发明的方式来解释。

图1示出根据本发明的一种实施方式的电梯设备。

图2示出根据本发明的一种实施方式的具有单列磁轨的直线驱动装置的一个分段。

图3示出根据本发明的一种实施方式的具有双列磁轨的直线驱动装置的一部分，该磁轨的永磁体成对地彼此对置。

图4示出根据本发明的一种实施方式的具有双列磁轨的直线驱动装置的一部分，该磁轨的永磁体相互错开。

图5示出根据本发明的一种实施方式的具有多个双列磁轨的直线驱动装置的一个分段。

图6示出根据本发明的一种实施方式的直线驱动装置的梯子形的力传递元件的一个分段。

附图仅是示意性的并且不是按比例绘制的。相同的附图标记在不同的附图中表示相同的或者起相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出一种电梯设备1，电梯轿厢3沿竖直的移位轴线z的方向在建筑物的不同楼层之间可移位地支承在电梯设备的电梯竖井2中。也可以采用水平或倾斜的移位轴线。

电梯轿厢3由直线驱动装置4驱动，该直线驱动装置包括至少一个磁轨5和至少一个由导电材料(例如金属材料，如铁、钢或铝)制成的力传递元件6。

所述磁轨5由一个或者多个载体7构成，在载体中多个永磁体8彼此并排并且分别围绕着自身的转动轴线r能够转动地得到支承。永磁体8可以布置成一列或多列。

如图1中示例性示出那样，磁轨5可以通过载体7固定在电梯竖井2的侧壁上，而力传递元件6可以侧向固定在电梯轿厢3上。然而，也可以采用相反地将载体7固定在电梯轿厢3上，而将力传递元件6固定在电梯竖井2的侧壁上的实施方式。

在两种情况下，磁轨5和力传递元件6被布置成使得属于相同列的永磁体8在移位轴线z的方向上(即，在此竖直地)彼此并排，并且磁轨5和力传递元件6在重叠区域9中彼此相对而置。

在重叠区域9中，永磁体8和力传递元件6分别通过气隙(未示出)彼此分隔开，该气隙的尺寸确定为，使得永磁体8和力传递元件6彼此磁性交互作用。

通过力传递元件6固定在电梯轿厢3上的方式，使得力传递元件能够与电梯轿厢3一起移动，也就是说，磁轨5和力传递元件6能够相对于彼此在移位轴线z的方向上、在此即在竖直方向上移动。

相同列的永磁体8的转动轴线r例如可以处于一个共同的竖直平面内并且在此相互平行地定向，即水平地并且因此正交于(竖直的)移位轴线z地延伸。

如果磁轨5包括多列永磁体8(也参见图3至图5)，那么不同列的转动轴线r例如可以处于两个或多于两个的平行的竖直平面中并且分别水平地延伸。

永磁体8分别在确定的磁化方向上被磁化(磁化方向可以理解为由相应的永磁体8产生的磁场的定向)。

如果永磁体8是圆柱形的棒状磁体，那么每个永磁体8的磁化方向例如可以正交于永磁体8的纵向轴线或中轴线。在此，纵向轴线或中轴线可以相当于永磁体8的转动轴线r。

为了产生沿移位轴线z的方向、在此即从下向上或者从上向下游移的磁场，该磁场引起力传递元件6相对于磁轨5并且由此相对于电梯轿厢3的相应移位，直线驱动装置4包括转动驱动装置11，该转动驱动装置11构造为，使得永磁体8以合适的方式进行转动运动，也就是说，其方式为，通过转动的永磁体8的磁场相叠加，沿着磁轨5、在此即竖直地游移的移动场与力传递元件6产生磁性交互作用。

转动驱动装置11例如可以至少部分地布置在电梯竖井2之外。因此，可以减小转动驱动装置11对电梯设备1的位于电梯竖井2中的部件的机械或热影响。

原则上，转动驱动装置11可以包括具有旋转的驱动轴13的电马达12，该驱动轴可以通过传动装置14与各个永磁体8联接。电马达12例如可以布置在电梯竖井2之外。在此，传动装置14可以部分地布置在电梯竖井2之外，部分地布置在电梯竖井2之内。

例如，转动驱动装置11可以被配置成使相同列的永磁体8同时沿相同的转动方向和以相同的转动速度转动。因此，可以实现永磁体8在转动状态下保持其相对于彼此的初始对准。

可选地，每个永磁体8可以在其转动轴线r的方向上被划分成两个具有不同极性的圆柱形的区段15，即划分成北极区段和南极区段。

两个区段15例如能够通过轴向的气隙彼此分隔开。通过这种构造，能够减小驱动(即，转动)永磁体8所需的扭矩波动。

与图1所示的图示相反，磁轨5和力传递元件6可以配置在电梯轿厢3的相对两侧。换言之，电梯轿厢3可以在两侧由直线驱动装置4驱动。

图2示出直线驱动装置4的一部分，其中，永磁体8仅布置成一列并且与力传递元件6的同一侧相对置地布置。在此，永磁体8分别通过气隙s与力传递元件6分隔开。

在该示例中，永磁体8在基准位置中相互对准，在该基准位置中相邻的永磁体8的磁场的定向(在图2至图4中用箭头表示)分别相互错开90度。

特别地，在基准位置，永磁体8能够以如下方式彼此对准，使得相邻的永磁体8之前和相邻的永磁体8之后的每个永磁体8的磁场的定向等于在前的永磁体8的磁场的顺时针转动90度后的定向，并且等于在后的永磁体8的磁场的逆时针转动90度后的定向。力传递元件6因此在磁轨5上方浮动。

通过将磁化方向彼此正交的永磁体8布置在仅一侧上，与双列磁轨5(参见图3和图4)相比能够降低制造成本。此外，这允许力传递元件6横向于移位轴线(例如，在图1中的x轴)的更大的运动自由度。

图3示出直线驱动装置4的一部分，直线驱动装置具有第一列16的永磁体8和与第一列16对置的第二列17的永磁体8。在此，力传递元件6可以在两列16、17之间的气隙中延伸。

永磁体8在此在基准位置中相互对准，在该基准位置中，一方面第一列16的相邻的永磁体8的磁场的定向彼此正交，并且另一方面第二列17的相邻的永磁体8的磁场的定向彼此正交。

此外，永磁体8成对地布置，使得横向于所述移位轴线z来看，所述第一列16的每个永磁体8刚好与所述第二列17的永磁体8之一对置。

此外，每列16、17的永磁体8可以包括第一永磁体8a和第二永磁体8b，所述第一永磁体和第二永磁体沿移位轴线z的方向观察交替地布置。在此，第一列16的每个第一永磁体8a可以刚好与第二列的第一永磁体8a之一对置。这能够以相应的方式适用于第二永磁体8b。

在这种情况下，基准位置例如能够以如下方式布置，使得相同的纵向位置的第一永磁体8a的磁场具有关于移位轴线z相反的、也就是说彼此错开180度的、平行于移位轴线z的定向，并且相同的纵向位置的第二永磁体8b的磁场具有关于移位轴线z相同方向的、也就是说彼此错开0度的、垂直于移位轴线z的定向。在图3中示出的永磁体8、8a、8b的布置也可以称为(准)Halbach阵列。

因此，通过永磁体8、8a、8b的相应的转动，可以产生两个彼此正交地取向的脉动式磁场，所述磁场与行波、即游移式磁轴叠加。行波的换向角和振幅的控制可以尽可能类似于在传统电机中借助相电流的控制，相电流通过dq0分解而投影到彼此正交的两个轴上。

电流的dq0分解能够通过正交电流或直流电流彼此独立地控制驱动力和吸引力。直流电流的控制也能够实现磁场减弱，以便扩展电机的转速范围。虽然有限制性，类似的技术可以应用于本文，但是以机械方式而不是电方式。

由于两个行16、17的脉动场是正交的，因此它们的相对相移的机械变化具有与正交电流和直流电流的变化类似的效果。区别可以在于，在基于线圈的电机中脉动场的振幅可以彼此独立地通过电流来控制，在此不是这种情况。为了尽管如此仍能更好地监控两个脉冲场的振幅，相同列16或17的第一永磁体8a可以独立于第二永磁体8b被驱动。

图4示出永磁体8分两列的布置，其中，所述第一列16的永磁体8相对于所述第二列17的永磁体8沿所述移位轴线z的方向错开地布置，更确切地说，沿所述移位轴线z的方向看，在一列16或者17的相邻的永磁体8之间刚好存在另一列16或者17的其中一个永磁体8。

在这种情况下，基准位置例如可以布置成，第一列16的相邻的永磁体8的磁场具有平行于移位轴线z的相反的定向，并且第二列17的相邻的永磁体8的磁场具有正交于移位轴线z的相反的定向。

这同样能够实现线性驱动装置4的场定向的控制，如其在传统的电机中通过线圈电流的电流分量的控制实现的那样。

换句话说，第二列17(下文中称为上电枢)可以具有竖直取向的交替的南北磁化图案。当上电枢用永磁体8均同步地向相同方向转动时，力传递元件6受到脉冲磁场。

第一列16(以下称为下电枢)可以与上电枢类似地构造，不同之处在于南北磁化图案在此水平取向，即相对于上电枢的磁化图案偏移90度。

此外，属于下电枢的永磁体8的转动轴线r相对于属于上电枢的永磁体8的转动轴线r水平移动，从而属于下电枢的永磁体8的转动轴线r恰好位于上电枢的相邻的永磁体8之间的中心。

如果下电枢的永磁体8与上电枢的永磁体同步地但以相反的转动方向转动，那么力传递元件6受到现在源自下电枢的附加脉动磁场。这两个脉动的磁场叠加成行波，该行波的运动方向通过永磁体8的转动方向在两个电枢中确定。

在该示例中，在旋转的同时将上电枢和下电枢的磁化图案的取向之间的角度保持在90度。然而，这不是绝对必要的。通过改变角度，行波能够以与场定向控制类似的方式被修改。这里，上部和下部磁化图案之间的角度被改变以实现类似的目的，而不是改变直流电流和正交电流。这样，可控制吸引力和推进力。

应注意的是，上述基准位置可能涉及永磁体8、8a、8b的转动状态及非转动状态。

转动驱动装置11可以被构造用于使永磁体8转动，使得关于非转动状态的基准位置在转动状态下保持不变或者在一定限度内变化。

例如，转动驱动装置11可以被构造用于使第一列16的永磁体8与第二列17的永磁体8相比沿不同的转动方向和/或以不同的转动速度转动。

附加地或替代地，转动驱动装置11可以构造用于独立于相同的列16或17的第二永磁体8b来驱动每个列16、17的第一永磁体8a。

磁轨5的在图2中示出的单列的实施形式也能够交替地包括第一永磁体8a和第二永磁体8b，其中，第一永磁体8a能够独立于第二永磁体8b转动。因此，对悬浮力和推进力的控制可以通过对两个永磁体组的角度和转动速度的控制来实现。

如在图2至图5中所示，力传递元件6例如可以带状或板状地实施。附加地，带状或板状的力传递元件6可以具有一列例如切口状的开口18，用于影响磁通量。

替代地，力传递元件6能够呈梯子形地实施有多个横档19，如图6所示。在异步电机的情况下，力传递元件6例如可以通过由导电材料制成的双重的、展开的、笼状或梯子形结构形成。

横档19之间的空隙可以是空的，或者可选地至少部分地用软磁材料来填充。

替代地，在同步磁阻电机的情况下，力传递元件6可以由软磁结构形成，该软磁结构可以具有相应的切口以便局部地改变磁特性、也就是磁阻。

图5示出具有四个磁轨5的实施方案，这些磁轨具有彼此正交的纵向轴线，这些纵向轴线被布置在力传递元件6的一侧且为同一侧的对面并且分别通过气隙与力传递元件分隔开。这使得力传递元件6能够在相互正交的方向(由两个双箭头表示)上移位。

这四个磁轨5可以可选地被布置在力传递元件6的两侧上，其中，不同侧的磁轨5可以成对地彼此相对而置。因此，直线驱动装置4能够包括总共八个磁轨5。

最后，应当注意的是：术语如“具有”、“包括”等不排除其他元件或步骤，并且不定冠词如“一”或者“一个”不排除多个。此外，应当指出，参照上述实施方式之一介绍的特征或步骤也可以与参照上述实施方式中的其他实施方式介绍的特征或步骤组合使用。权利要求中的附图标记不应视为限制。

Claims (15)

1.一种用于电梯设备(1)的直线驱动装置(4)，其中，所述电梯设备(1)包括电梯竖井(2)和能够沿移位轴线(z)的方向在所述电梯竖井(2)中移位的电梯轿厢(3)，其中，所述直线驱动装置(4)包括：

磁轨(5)，所述磁轨包括至少一列(16、17)的永磁体(8、8a、8b)，其中，所述永磁体(8、8a、8b)以能够围绕自身的转动轴线(r)转动的方式支承在载体(7)中；

由导电材料制成的力传递元件(6)；

其中，所述磁轨(5)能够固定在所述电梯竖井(2)上并且所述力传递元件(6)能够固定在所述电梯轿厢(3)上，或者所述力传递元件(6)能够固定在所述电梯竖井(2)上并且所述磁轨(5)能够固定在所述电梯轿厢(3)上，使得：

相同列(16、17)的永磁体(8、8a、8b)沿移位轴线(z)的方向彼此先后布置；

所述磁轨(5)和所述力传递元件(6)能够相对于彼此在移位轴线(z)的方向上移位；

所述磁轨(5)和所述力传递元件(6)在重叠区域(9)中彼此相对而置，其中，位于所述重叠区域(9)中的永磁体(8、8a、8b)通过气隙(s)与同所述永磁体相对置的力传递元件(6)分隔开；以及

转动驱动装置(11)，所述转动驱动装置被设计用于使永磁体(8、8a、8b)围绕其转动轴线(r)转动，使得通过转动的永磁体(8、8a、8b)的磁场相叠加产生在移位轴线(z)的方向上游移的移动场，以用于使力传递元件(6)相对于磁轨(5)移动。

2.根据权利要求1所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)构造用于使相同列(16、17)的相邻的永磁体(8、8a、8b)转动，使得相同列(16、17)的转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)的磁场在其定向方面彼此错开90度。

3.根据权利要求2所述的直线驱动装置(4)，其中，位于相同列(16、17)的一个转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)之前和位于相同列(16、17)的一个转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)之后的每个转动的永磁体(8、8a、8b)的磁场的定向与在前的永磁体(8、8a、8b)的磁场的顺时针转动90度后的定向相同，并且与在后的永磁体(8、8a、8b)的磁场的逆时针转动90度后的定向相同。

4.根据权利要求1所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)被设计用于转动相同列(16、17)的相邻的永磁体(8、8a、8b)，使得相同列(16、17)的转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)的磁场具有相反的定向。

5.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述磁轨(5)包括第一列(16)和第二列(17)的永磁体(8、8a、8b)；

所述力传递元件(6)布置在所述第一列(16)和所述第二列(17)之间的重叠区域(9)中；

所述转动驱动装置(11)构造用于使不同的列(16、17)的相邻的永磁体(8、8a、8b)转动，使得不同列(16、17)的转动的相邻的永磁体(8、8a、8b)的磁场在其定向方面彼此错开一限定的角度。

6.根据权利要求5所述的直线驱动装置(4)，其中，所述限定的角度为0度、90度或180度。

7.根据权利要求5或6所述的直线驱动装置(4)，其中，第一列(16)的永磁体(8、8a、8b)的转动轴线(r)相对于第二列(17)的永磁体(8、8a、8b)的转动轴线(r)在移位轴线(z)的方向上错开。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)被构造用于使第一列(16)的永磁体(8、8a、8b)相比于第二列(17)的永磁体(8、8a、8b)以不同的转速和/或沿不同的转动方向转动。

9.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动驱动装置(11)构造用于使相同列(16、17)的永磁体(8、8a、8b)同时以相同的转速和/或沿相同的转动方向转动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，

其中，相同列(16、17)的永磁体(8、8a、8b)交替地包括第一永磁体(8a)和第二永磁体(8b)；

其中，所述转动驱动装置(11)被构造用于使所述第一永磁体(8a)独立于所述第二永磁体(8b)转动。

11.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述永磁体(8、8a、8b)沿其转动轴线(r)的方向被分成至少两个具有不同极性的圆柱形的区段(15)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述转动轴线(r)彼此平行地和/或与所述移位轴线(z)正交地延伸。

13.根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述力传递元件(6)呈梯子状地形成有多个横档(19)和/或由软磁性结构形成，所述软磁性结构特别地实施为具有切口。

14.根据权利要求13所述的直线驱动装置(4)，其中，相邻的横档(19)之间的空隙至少部分地填充有软磁材料。

15.一种电梯设备(1)，包括：

电梯竖井(2)；

电梯轿厢(3)，所述电梯轿厢能够沿移位轴线(z)的方向在电梯竖井(2)内移位；以及

根据前述权利要求中任一项所述的直线驱动装置(4)，其中，所述磁轨(5)固定在所述电梯竖井(2)上并且所述力传递元件(6)固定在所述电梯轿厢(3)上，或者所述力传递元件(6)固定在所述电梯竖井(2)上并且所述磁轨(5)固定在所述电梯轿厢(3)上。