專利名稱：對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在大樓等建筑物內(nèi)的電梯系統(tǒng)，特別是涉及從外部以非接觸方式向在升降 通路內(nèi)上下移動(dòng)的轎廂供電的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置。
背景技術(shù)：
在大樓等建筑物內(nèi)的電梯系統(tǒng)中，在建筑物內(nèi)形成有從最底層到最上層的升降通路。 電梯轎廂在該升降通路內(nèi)上下移動(dòng)。對(duì)像這轎廂這樣的搭載在升降通路等一定的范圍內(nèi)移動(dòng)的移動(dòng)體上的負(fù)載從外部以 非接觸方式供電的方法正得到實(shí)用化。能利用圖16所示的電磁感應(yīng)原理以非接觸方式供 電。如圖16所示，電線(初級(jí)線圈2)流過(guò)交流電流i,時(shí)，電流的周圍產(chǎn)生磁通小。該 磁通巾貫通次級(jí)線圈4時(shí)，就在次級(jí)線圈4的兩端感應(yīng)發(fā)生交流電壓V2。該交流電壓V2 向作為負(fù)載的電燈供電。具體地說(shuō)，如圖17所示，由電力供應(yīng)側(cè)的高頻電源1對(duì)饋電線(初級(jí)線圈2)提供 高頻電流。在電力接收側(cè)，所述饋電線2通過(guò)具有E字形斷面形狀的磁芯3的各槽。次 級(jí)繞組(次級(jí)線圈)4巻繞在該磁芯3上。該次級(jí)繞組4與接收單元5連接。即，磁芯3 上所巻繞的次級(jí)繞組(次級(jí)線圈)4由于電磁感應(yīng)從饋電線(初級(jí)線圈)2以非接觸方式 取出電能。饋電線2適合使用損耗小的絞合線。圖18A是日本國(guó)公開(kāi)特許公報(bào)2002 — 2335號(hào)公報(bào)所記載的非接觸式饋電裝置的結(jié)構(gòu) 圖。該非接觸式饋電裝置由電源6、饋電線7、搭載有拾取(匕°'乂夕7少:7°)手段8的臺(tái) 車9構(gòu)成。饋電線7由設(shè)置于軌道側(cè)的部分7a、鋪設(shè)于電源與軌道之間的區(qū)間的部分7b 構(gòu)成。電源6使高頻電流通過(guò)饋電線7。臺(tái)車9上搭載的拾取手段8由于電磁感應(yīng)通過(guò) 磁通從饋電線7取出電力而供給負(fù)載。同軸電纜構(gòu)成的饋電線7a具有圖18B所示的截面形狀。絕緣層11覆在芯線10的外 周面上。在該絕緣層11的外側(cè)，外皮線12包著絕緣層11配置。而且整體由護(hù)套13覆 蓋。芯線IO采用單線或絞合線。外皮線12由與芯線IO平行狀配置的多條單線或編網(wǎng)的 配線構(gòu)件構(gòu)成。
在這樣的非接觸式饋電裝置中，為了提高電力的饋電效率，有必要提高通過(guò)饋電線4、 7的高頻電流的頻率。但是，導(dǎo)體中有高頻電流流動(dòng)時(shí)，電流會(huì)集中于導(dǎo)體表面附近流 動(dòng)，即發(fā)生趨膚效應(yīng)。 一旦有趨膚效應(yīng)發(fā)生，在導(dǎo)線內(nèi)部沒(méi)有電流流動(dòng)，因此導(dǎo)線的有 效截面積減小，有效電阻增大。這種情況記載于下述文獻(xiàn)中。Ned Mohan， Tore M. Undeland， William P.Robbins，"Power Electronics Converters, Applications and Design'， ， Second Edition, pp748 — 754作為對(duì)這種趨膚效應(yīng)的定量評(píng)價(jià)的指標(biāo)，對(duì)趨膚深度已有定義。該趨膚深度表示相對(duì) 于導(dǎo)體表面流過(guò)的電流的電流密度，電流密度降低為l/e(自然對(duì)數(shù)的底，e = 2. 71829…) 的位置距導(dǎo)體表面的距離(深度)S，用式(1)表示。6 =1/ ( it f y o ) 1/2 ……(1)其中，f為頻率，n為導(dǎo)體的磁導(dǎo)率，o為導(dǎo)體的電導(dǎo)率順便說(shuō)明，導(dǎo)體采用銅的情況下，如式(1) 、 (2)所示，趨膚深度S (單位mm) 為頻率f的函數(shù)(單位Hz)。<formula>formula see original document page 5</formula>(2)圖19是表示該式(2)所示的導(dǎo)體材料為銅的情況下的頻率f(Hz)與趨膚深度S (mm) 的關(guān)系的特性圖。具有例如lkHz 10kHz頻率范圍的導(dǎo)體的趨膚深度5為0.9 4.5mm。為了防止該有效電阻的增大，像微波的微波波導(dǎo)管等那樣將導(dǎo)線制成中空，或?qū)⒍喙?細(xì)線絕緣地扭絞成絞合線的方法已經(jīng)得到使用。具體地說(shuō)，在高頻區(qū)域，采用將具有趨 膚深度S的兩倍以下的直徑的多股細(xì)線扭絞成的絞合線。因此上述具有l(wèi)kHz 10kHz頻 率范圍的細(xì)線的直徑為1. 8 9. 0mm以下。一旦這樣達(dá)到高頻率，就發(fā)生趨膚效應(yīng)，導(dǎo)線的有效截面積減小，有效電阻增大。因 此，如上所述，在高頻區(qū)域采用具有例如趨膚深度S的兩倍以下的直徑(2R《2S; R為半徑)的多股細(xì)線扭絞成的絞合線。但是，具有這樣的趨膚深度S的兩倍以下的直徑的多股細(xì)線扭絞成的絞合線，其制造 工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于這樣的情況而作出的，其目的在于提供一種對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電 裝置，不使用多股細(xì)線扭絞成的絞合線，能夠以低設(shè)備費(fèi)用從外部對(duì)轎廂中搭載的負(fù)載 以非接觸方式高效率供電。接觸式饋電裝置，包括從交流電源提供的交流電生成具有 50Hz 10kHz頻率范圍內(nèi)的頻率的高頻電流的高頻電源，沿著電梯升降通路內(nèi)的轎廂的 移動(dòng)路徑配線、高頻電源提供的高頻電流流過(guò)的饋電線，安裝于在升降通路內(nèi)移動(dòng)的轎 廂上，以非接觸方式與饋電線磁耦合的磁芯，巻繞在該磁芯上、感應(yīng)產(chǎn)生與流入饋電線的高頻電流對(duì)應(yīng)的交流電壓的次級(jí)繞組，以及將在該次級(jí)繞組上感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓變 換為與轎廂上設(shè)置的負(fù)載對(duì)應(yīng)的電力形態(tài)的受電部。而且所述饋電線由導(dǎo)電材料形成的具有圓形截面形狀的一條導(dǎo)線和覆在該導(dǎo)線的外 周面上的絕緣被覆層形成，并且所述導(dǎo)線的半徑為與所述高頻電源提供的高頻電流的頻 率對(duì)應(yīng)的趨膚深度以下。在這樣構(gòu)成的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，對(duì)安裝在升降通路內(nèi)移動(dòng)的轎廂上 的磁芯以非接觸狀態(tài)磁耦合的高頻電流流過(guò)的饋電線的導(dǎo)線半徑R，設(shè)定為從與具有高 頻電源提供的50Hz 10kHz范圍內(nèi)的頻率的高頻電流的頻率f對(duì)應(yīng)的圖19的特性求得的 趨膚深度以下(R《S )。因此導(dǎo)體截面上的電流不流過(guò)或電流小的部分的比例大幅減小， 因此導(dǎo)線的有效截面積變大，有效電阻下降。其結(jié)果是，可以不采用扭絞的多股細(xì)線構(gòu)成的絞合線，而采用絞合線以外的一般的電 力線作為饋電線，使用該饋電線對(duì)轎廂進(jìn)行非接觸式饋電。因此，能夠以低設(shè)備費(fèi)用實(shí) 現(xiàn)對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置。而且由于利用組裝有趨膚深度以下的半徑的導(dǎo)線的饋電線進(jìn)行饋電，不會(huì)發(fā)生趨膚效 應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)輸電效率優(yōu)異的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置。又，在另一發(fā)明的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，包括從交流電源提供的交流電生成具有50Hz 10kHz頻率范圍內(nèi)的頻率的高頻電流的高頻電源，沿著電梯升降通路 內(nèi)的轎廂的移動(dòng)路徑配線、高頻電源提供的高頻電流流過(guò)的饋電線，安裝在升降通路內(nèi) 移動(dòng)的轎廂上、以非接觸方式與饋電線磁耦合的多個(gè)磁芯，巻繞在該各磁芯上、感應(yīng)產(chǎn) 生與流入饋電線的高頻電流對(duì)應(yīng)的交流電壓的多個(gè)次級(jí)繞組，以及將在該多個(gè)次級(jí)繞組 上感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓變換為與轎廂上設(shè)置的負(fù)載對(duì)應(yīng)的電力形態(tài)的受電部。而且饋電 線由導(dǎo)電材料形成的具有圓形截面形狀的一條導(dǎo)線和覆在該導(dǎo)線的外周面上的絕緣被覆 層形成，而且導(dǎo)線的半徑為與高頻電源提供的高頻電流的頻率對(duì)應(yīng)的趨膚深度以下。在這樣構(gòu)成的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，也是饋電線的導(dǎo)線半徑為與高頻電 流的頻率對(duì)應(yīng)的趨膚深度以下，因此能夠起到與上述發(fā)明的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置幾乎相同的作用效果。而且在本發(fā)明中，設(shè)置有多個(gè)磁芯和次級(jí)繞組，因此能夠增加提供給轎廂的電力量。
而且，使導(dǎo)線的半徑為與高頻電源提供的高頻電流的頻率對(duì)應(yīng)的趨膚深度以下，并且 為作為非絞合線的一般電源電纜的導(dǎo)線半徑以上，因此能夠采用更現(xiàn)實(shí)的饋電線。而且，將饋電線沿著升降通路內(nèi)的轎廂移動(dòng)路徑配線，環(huán)繞該移動(dòng)路徑數(shù)周，因此能 夠增加與磁芯磁耦合的饋電線的數(shù)目，能夠增加在磁芯上產(chǎn)生的磁通，因此能夠增加對(duì) 轎廂提供的電力量。而且，將饋電線沿著升降通路內(nèi)的轎廂的導(dǎo)軌配線，因此能夠降低饋電線配線的設(shè)備 費(fèi)用。而且，受電部在轎廂上設(shè)置的負(fù)載為直流負(fù)載的情況下，將次級(jí)繞組上感應(yīng)產(chǎn)生的交 流電壓變換為直流電而提供給該直流負(fù)載。 而且，交流電源可以采用單相或三相市電。在本發(fā)明中，通過(guò)組裝有半徑為趨膚深度以下的導(dǎo)線的饋電線，利用電磁感應(yīng)作用而 以非接觸方式饋電，因此不會(huì)發(fā)生趨膚效應(yīng)，能夠以比較低的設(shè)備費(fèi)用實(shí)現(xiàn)輸電效率優(yōu) 異的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置。


圖1是表示裝入本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng)的 主要部分的示意圖。圖2A是表示第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置內(nèi)的磁芯、饋電線、次 級(jí)繞組的剖面圖。圖2B是第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置內(nèi)的饋電線的剖面圖。 圖3是表示第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置內(nèi)的高頻電源的大概結(jié)構(gòu) 的電路圖。圖4是表示第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置內(nèi)的受電部的大概結(jié)構(gòu)的 電路圖。圖5是表示裝入本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng)的 主要部分的示意圖。圖6是表示第2實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的磁芯、饋電線、次級(jí)繞 組的剖面圖。圖7是表示裝入本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng)的 要部的示意圖。圖8是表示第3實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的磁芯、饋電線、次級(jí)繞 組的剖面圖。圖9是表示裝入本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng)的 主要部分的示意圖。圖10是表示第4實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的磁芯、饋電線、次級(jí) 繞組的剖面圖。圖11是表示裝入本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng) 的主要部分的示意圖。圖12是表示第5實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置內(nèi)的高頻電源的大概結(jié) 構(gòu)的電路圖。圖13是表示裝入本發(fā)明第6實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng) 的主要部分的示意圖。圖14是表示裝入本發(fā)明第7實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng) 的主要部分的示意圖。圖15是表示裝入本發(fā)明第8實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng) 的主要部分的示意圖。圖16是表示電磁感應(yīng)原理的原理圖。圖17表示一般的非接觸式饋電裝置。圖18A是現(xiàn)有的非接觸式饋電裝置的示意圖。圖18B是上述現(xiàn)有的非接觸式饋電裝置內(nèi)的饋電線的剖面圖。圖19是頻率與趨膚深度的關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。 第1實(shí)施形態(tài)圖1是表示裝入本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng)的 主要部分的示意圖。大樓等建筑物內(nèi)形成的電梯升降通路21的上側(cè)設(shè)置的機(jī)械室22內(nèi)，設(shè)置有控制盤 23和巻揚(yáng)機(jī)24。在巻揚(yáng)機(jī)24的主滑輪25和偏導(dǎo)滑輪26上，掛著一端安裝轎廂27，另 一端上安裝平衡塊28的主纜繩29。從外部的單相市電電源30通過(guò)電源電纜31提供單相交流電的控制盤23內(nèi)，裝有驅(qū) 動(dòng)巻揚(yáng)機(jī)24內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。而且在控制盤23內(nèi)裝有運(yùn)行控制部，該運(yùn)
行控制部根據(jù)未圖示的電梯口按鈕和轎廂呼叫按鈕被按動(dòng)時(shí)指定目的地樓層的"呼叫"， 對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出使轎廂27移動(dòng)到指定的樓層的指示。機(jī)械式22內(nèi)設(shè)置有從單相市電電源30通過(guò)電源電纜31提供單相交流電的高頻電源 32。該高頻電源32從輸入的例如100V的單相交流電生成頻率為fs的單相高頻電流I, 使其流過(guò)在升降通路.21內(nèi)配線的饋電線34。設(shè)定器33按照操作者的設(shè)定操作將所述頻 率fs設(shè)定在50Hz 10kHz的范圍內(nèi)。該饋電線34支持在導(dǎo)軌35上，該導(dǎo)軌通過(guò)支持構(gòu)件固定在例如升降通路21內(nèi)的側(cè) 壁21a上，對(duì)轎廂27的上下移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。具體地說(shuō)，該饋電線34，上端連接于高頻 電源32的輸出端子上，下端在導(dǎo)軌35的下端折回。因此，該饋電線34的上下方向的中 途位置上的狀態(tài)是平行的兩條饋電線34a、 34b串聯(lián)連接的狀態(tài)。另一方面，如圖2A所示，轎廂27的側(cè)面27a上安裝有具有E字形斷面的磁芯36。 所述饋電線34的各饋電線34a、 34b貫通該磁芯36的各槽36a、 36b中。該磁芯36的中 央磁極36c上巻繞著次級(jí)繞組37。該次級(jí)繞組37的兩端與受電部38的輸入端子連接。在該受電部38上，如圖4所示，次級(jí)繞組37上感應(yīng)發(fā)生的高頻交流電壓由整流器 54變換為直流。變換后的直流通過(guò)直流電抗器(日文y7夕h》)53a和平滑電容器 53b去除該直流電中包含的高頻分量，提供給受電部38的輸出端子上所連接的直流負(fù)載 39。該直流負(fù)載39是例如電梯轎廂27內(nèi)部照明用的照明器、轎廂的呼叫按鈕、包含目 的地等的各種顯示器的電源電路、門的開(kāi)閉器等。圖2A是所述饋電線34 (34a、 34b)的剖面圖。該饋電線34由具有圓形截面形狀的 導(dǎo)電材料銅形成的一根導(dǎo)線40和覆在該導(dǎo)線40的外周面上的絕緣被覆層41形成。而且 導(dǎo)線40的半徑R (mm)為與高頻電源32提供給饋電線34的高頻電流I的頻率fs對(duì)應(yīng) 的趨膚深度Ss以下。而且，高頻電源32提供給饋電線34的高頻電流I的頻率fs的范圍如上所述，是在 50Hz到10kHz范圍內(nèi)由操作者選擇，用控制盤23的設(shè)定器33設(shè)定的頻率。下限頻率50Hz 是單相市電電源30提供的50Hz的單相交流電不經(jīng)過(guò)頻率變換，就能夠原封不動(dòng)作為高 頻電流I施加于饋電線34上的頻率。而且如上所述，提供給饋電線34的高頻電流I的 頻率高的，其電力的饋電效率也高，但是如果過(guò)高，則會(huì)受到電波法的限制，因此以不 受限制的最高頻率10kHz為上限頻率。如上所述，導(dǎo)體材料為銅的導(dǎo)體中的頻率f (Hz)與趨膚深度S (mm)的關(guān)系示于圖 19。與50Hz和10kHz對(duì)應(yīng)的各趨膚深度S (mm)分別為10. 6mm、 0. 9mm。假如操作者用 操作盤23的設(shè)定器33選擇設(shè)定的頻率fs為1kHz的情況下，趨膚深度S s為4. 5mm。
因此，實(shí)施形態(tài)的裝置的饋電線34的導(dǎo)線40的半徑R能夠取的最大值Rmax，在設(shè) 定的頻率fs為50Hz的情況下為10. 6mm，設(shè)定的頻率fs為lkHz的情況下為4. 5,，設(shè) 定的頻率fs為10kHz的情況下為0. 9mm。還有，饋電線34的導(dǎo)線40的半徑R能夠取的最小值Rmiri，為不是絞合線的例如一 般電源電纜31的導(dǎo)線的半徑以上。這樣，將流過(guò)高頻電流I的饋電線34中的導(dǎo)線40的半徑R設(shè)定為顯著表現(xiàn)出趨膚效 應(yīng)的趨膚深度S (mm)以下，因此導(dǎo)線40的斷面上的電流不流過(guò)或流過(guò)的電流少的部分 的比例大幅減少，所以導(dǎo)線40的有效截面積變大，有效電阻減小。圖3是高頻電源32的大概結(jié)構(gòu)圖。從單相市電電源30通過(guò)電源電纜31提供的50Hz、 100V的單相交流電由單相橋式電路構(gòu)成的整流器42變換為直流電。變換后的直流電通 過(guò)直流電抗器43a和平滑電容器43b去除該直流電中包含的高頻分量。去除了高頻分量 的直流電被輸入下面的逆變器44的直流側(cè)端子45a、 45b。在該逆變器44中，在直流側(cè) 端子45a、 45b之間，單相橋式連接有4個(gè)二極管46a與開(kāi)關(guān)元件46b的并聯(lián)電路。各并 聯(lián)電路46的開(kāi)關(guān)元件46b由控制部47輸出的PWM (脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)48進(jìn)行通電控 制。因此，該逆變器44將輸入的直流電變換為交流電。該逆變器42的交流側(cè)端子(輸出 端子)49a、 49b之間，通過(guò)線圈50a和電容器50b構(gòu)成的濾波器50與饋電線34 (34a、 34b)連接。該濾波器50去除從逆變器44向饋電線34 (34a、 34b)輸出的高頻信號(hào)I 的高次諧波分量，形成設(shè)定的頻率fs的正弦波?？刂撇?7用由所述單相市電電源30提供驅(qū)動(dòng)電源，通過(guò)控制盤23上設(shè)置的設(shè)定器 23，輸入由操作人員的操作指定的開(kāi)始/停止信號(hào)51、調(diào)制率信號(hào)52、調(diào)制頻率信號(hào)53?？刂撇?7根據(jù)開(kāi)始/停止信號(hào)51對(duì)向逆變器44發(fā)送的PWM信號(hào)48進(jìn)行接通/斷幵控 制。而且控制器47根據(jù)調(diào)制率信號(hào)52改變PWM信號(hào)48的脈沖寬度?？刂撇?7就這樣 對(duì)逆變器44輸出的單相的高頻電流I的振幅、即電流值進(jìn)行控制。而且，控制部47根 據(jù)調(diào)制頻率信號(hào)53改變PWM信號(hào)(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)48的輸出周期，以此控制逆變 器44輸出的單相高頻電流I的頻率f。也就是說(shuō)，操作者通過(guò)操作控制盤23的設(shè)定器 33，可將高頻電源32向饋電線34 (34a、 34b)輸出的高頻電流I的電流值與頻率f設(shè) 定為任意值。這樣構(gòu)成的第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，高頻電源32輸出的 高頻電流I流過(guò)的饋電線34 (34a、 34b)與轎廂27的側(cè)面上安裝的磁芯36磁耦合。該 磁芯36的磁極36c上巻繞的次級(jí)繞組7上感應(yīng)產(chǎn)生與高頻電流I對(duì)應(yīng)的交流電壓，該交
流電壓由受電部38變換為直流電，提供給直流負(fù)載39。而且，以非接觸狀態(tài)磁耦合的高頻電流I流過(guò)的饋電線34中的導(dǎo)線40的半徑R被設(shè) 定為與具有高頻電源32提供的50Hz 10kHz范圍的頻率的高頻電流的頻率f對(duì)應(yīng)的趨膚 深度S以下的數(shù)值(R《S )。其結(jié)果是，導(dǎo)線40的斷面上的電流不流過(guò)或流過(guò)的電流 少的部分的比例.大幅減少，因此導(dǎo)線40的有效截面積增大，有效電阻降低。因此，也可 將絞合線以外的一般的電力線作為饋電線34對(duì)轎廂27進(jìn)行饋電，因此，以較低的設(shè)備 費(fèi)用就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)轎廂27的非接觸式饋電裝置。第2實(shí)施形態(tài)圖5是表示裝入本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng)的 主要部分的示意圖。與圖1所示的第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置相同 的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，省略重復(fù)部分的詳細(xì)說(shuō)明。該第2實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，在轎廂27的側(cè)面27b上安裝 有相同規(guī)格的兩個(gè)磁芯55、 56，兩個(gè)磁芯55、 56在上下方向上相互隔開(kāi)微小的距離。 如圖6所示，饋電線34a、 34b分別貫通兩個(gè)磁芯55、 56的各槽。各磁芯55、 56的中央 磁極55c、 56c上巻繞有次級(jí)繞組57、 58。各次級(jí)繞組57、 58的另一端與轎廂27的上 表面設(shè)置的受電部38的整流器54的輸入端子并聯(lián)連接。其他結(jié)構(gòu)和動(dòng)作與圖1的第1 實(shí)施形態(tài)大致相同。在這樣構(gòu)成的第2實(shí)施形態(tài)中，在各次級(jí)繞組57、 58上分別感應(yīng)產(chǎn)生被第1實(shí)施形 態(tài)的次級(jí)繞組37感應(yīng)產(chǎn)生的電壓。因而能夠增加從受電部38提供給負(fù)載39的直流電。 而且可以根據(jù)負(fù)載39的容量只將任意一方的次級(jí)繞組57、 58連接于受電部38，以調(diào)整 提供給負(fù)載39的直流電力的電力容量。第3實(shí)施形態(tài)圖7是表示裝入本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng)的 主要部分的示意圖。與圖l所示的第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置相同 的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，省略重復(fù)部分的詳細(xì)說(shuō)明。該第3實(shí)施形態(tài)的—對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，從高頻電源32得到提供的高 頻電流I的饋電線34，在從升降通路21內(nèi)的轎廂的移動(dòng)路徑的上端到下端的范圍內(nèi)往 返環(huán)繞兩次。因而，饋電線34是將4條饋電線34a、 34b、 34c、 34d串聯(lián)連接構(gòu)成的。 因此，如圖8所示，磁芯36的各槽36a、 36b中分別貫通兩條饋電線(34a、 34c) 、 (34b、 34d)。因此，磁芯36內(nèi)發(fā)生的磁通與只有兩條饋電線34a、 34b通過(guò)的情況相比，磁芯36200710149469.1說(shuō)明書第9/ll頁(yè)內(nèi)發(fā)生的磁通大幅度增加，因此巻繞在磁極36c上的次級(jí)繞組37上感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓 上升，因此能夠增加受電部38提供給負(fù)載39的直流電的電力容量。 第4實(shí)施形態(tài)圖9是表示裝入本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng)的 主要部分的示意圖。與屈5、圖7所示的第2、 3實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電 裝置相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，省略重復(fù)部分的詳細(xì)說(shuō)明。該第4實(shí)施形態(tài)中，如圖5所示那樣將兩個(gè)磁芯55、 59安裝于轎廂27的側(cè)面27a上， 同時(shí)如圖7所示，饋電線34在從升降通路21內(nèi)的轎廂的移動(dòng)路徑的上端到下端的范圍 內(nèi)往返環(huán)繞兩次。而且，如圖10所示，兩個(gè)磁芯55、 56的各槽內(nèi)分別貫通兩條饋電線(34a、 34c)、 (34b、 34d)，因此，磁芯55、 56發(fā)生的磁通大幅度增加。其結(jié)果是，巻繞在各磁芯 55、 56的中央磁極55c、 56c上的次級(jí)繞組57、 58上感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓上升。該兩個(gè) 次級(jí)繞組57、 58與轎廂27的上表面上設(shè)置的受電部38的整流器54的輸入端子并聯(lián)連 接。因此，能夠進(jìn)一步增加從受電部38提供給負(fù)載39的直流電的電力容量。 第5實(shí)施形態(tài)圖11是表示裝入本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng) 的主要部分的示意圖。與圖1所示的第1實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置相 同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，省略重復(fù)部分的詳細(xì)說(shuō)明。在該第5實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，從三相市電電源60通過(guò)電 源電纜61向高頻電源62和控制盤63提供三相電源。高頻電源62是如圖12所示的構(gòu)成。 還有，與圖3所示的第l實(shí)施形態(tài)的高頻電源32相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)。在該第5實(shí)施形態(tài)的高頻電源62中，通過(guò)電源電纜61提供的50Hz、 200V的三相電 流由三相電橋構(gòu)成的整流器64變換為直流電。利用直流電抗器43a和平滑電容器43b去 除變換為直流的電流中包含的高頻諧波分量。然后，該直流電由逆變器44變換為單相交 流電?？刂撇?7由三相市電電源60提供驅(qū)動(dòng)電源，通過(guò)控制盤63上設(shè)置的設(shè)定器33，輸 入由操作人員的操作指定的開(kāi)始/停止信號(hào)51、調(diào)制率信號(hào)52、調(diào)制頻率信號(hào)53。因此， 與圖3所示的第1實(shí)施形態(tài)相同，操作者通過(guò)操作控制盤63的設(shè)定器33,可將高頻電 源62向饋電線34 (34a、 34b)輸出的高頻電流I的電流值與頻率f設(shè)定為任意值。因此，可以實(shí)現(xiàn)與第1實(shí)施形態(tài)相同的效果。這樣，即使是在三相電源驅(qū)動(dòng)的電梯上，
也能夠以非接觸方式對(duì)轎廂27供電。 第6實(shí)施形態(tài)圖13是表示裝入本發(fā)明第6實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng) 的主要部分的示意圖。與圖5、圖11所示的第2、第5實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸 式饋電裝置相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，省略重復(fù)部分的詳細(xì)說(shuō)明。該第6實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，從所述三相市電電源60通過(guò) 電源電纜61將三相交流電提供給高頻電源62和控制盤63。高頻電源62為如圖12所示 的構(gòu)成。而且在該第6實(shí)施形態(tài)中，與圖5所示的實(shí)施形態(tài)相同，在轎廂27的側(cè)面上安 裝有相同規(guī)格的兩個(gè)磁芯55、 56，該兩個(gè)磁芯55、 56上下之間相互隔開(kāi)微小間隔。因 而，與第2實(shí)施形態(tài)一樣，能夠增加從受電部38對(duì)負(fù)載39提供的直流電力。第7實(shí)施形態(tài)圖14是表示裝入本發(fā)明第7實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng) 的主要部分的示意圖。與圖7、圖11所示的第3、 5實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式 饋電裝置相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，省略重復(fù)部分的詳細(xì)說(shuō)明。該第7實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，從所述三相市電電源60通過(guò) 電源電纜61將三相交流電提供給高頻電源62和控制盤63。高頻電源62為如圖12所示 的構(gòu)成。而且在該第7實(shí)施形態(tài)中，與圖7所示的第3實(shí)施形態(tài)相同，從高頻電源32得到提 供的高頻電流I的饋電線34由串聯(lián)連接的4條饋電線34a、 34b、 34c、 34d構(gòu)成。因此， 在磁芯36的磁極36c上巻繞的次級(jí)繞組37上感應(yīng)發(fā)生的交流電壓上升，因此能夠增加 受電部38提供給負(fù)載39的直流電的電力容量。第8實(shí)施形態(tài)圖15是表示裝入本發(fā)明第8實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置的電梯系統(tǒng) 的主要部分的示意圖。與圖9、圖11所示的第4、 5實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式 饋電裝置相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，省略重復(fù)部分的詳細(xì)說(shuō)明。該第8實(shí)施形態(tài)的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置中，從所述三相市電電源60通過(guò) 電源電纜61將三相交流電提供給高頻電源62和控制盤63。高頻電源62為如圖12所示 的構(gòu)成。而且在該第8實(shí)施形態(tài)中，與圖9所示的第4實(shí)施形態(tài)相同，將兩個(gè)磁芯55、 59安裝于轎廂27的側(cè)面27a上，同時(shí)饋電線34在從升降通路21內(nèi)的轎廂的移動(dòng)路徑 的上端到下端的范圍內(nèi)往返環(huán)繞兩次。因此還能夠進(jìn)一步增加從受電部38提供給負(fù)載39的直流電力的電力容量。 還有，本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施形態(tài)，在各實(shí)施形態(tài)中，轎廂27中的負(fù)載39采用 直流負(fù)載，但是也可以采用交流負(fù)載。在這種情況下，受電部38將在次級(jí)繞組上感應(yīng)產(chǎn) 生的高頻交流電壓變頻為例如50Hz的低頻交流電提供給負(fù)載。而且在第2、第4、第6、第8實(shí)施形態(tài)中，巻繞在各磁芯55、 56的中央磁極55c、 56c上的次級(jí)繞組57、 58的另一端與轎廂27上表面上設(shè)置的受電部38的整流器54的 輸入端子并聯(lián)連接，但是也可以與受電部38的整流器54的輸入端子串聯(lián)連接。
權(quán)利要求
1. 一種對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置，其特征在于， 包括從交流電源提供的交流電生成具有50Hz 10kHz頻率范圍內(nèi)的頻率的高頻電流的 高頻電源，沿著電梯升降通路內(nèi)的轎廂的移動(dòng)路徑配線、所述高頻電源提供的高頻電流流過(guò) 的饋電線，安裝于在所述升降通路內(nèi)移動(dòng)的轎廂上、以非接觸方式與所述饋電線磁耦合的磁芯，巻繞在該磁芯上、感應(yīng)產(chǎn)生與流入所述饋電線的高頻電流對(duì)應(yīng)的交流電壓的次級(jí) 繞組，以及將在該次級(jí)繞組上感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓變換為與所述轎廂上設(shè)置的負(fù)載對(duì)應(yīng)的電 力形態(tài)的受電部，而且所述饋電線由導(dǎo)電材料形成的具有圓形截面形狀的一條導(dǎo)線和覆在該導(dǎo)線的 外周面上的絕緣被覆層形成，而且所述導(dǎo)線的半徑為與所述高頻電源提供的高頻電流 的頻率對(duì)應(yīng)的趨膚深度以下。
2. —種對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置，其特征在于，包括從交流電源提供的交流電生成具有50Hz 10kHz的頻率范圍內(nèi)的頻率的高頻電流 的高頻電源，沿著電梯升降通路內(nèi)的轎廂的移動(dòng)路徑配線、所述高頻電源提供的高頻電流流過(guò) 的饋電線，安裝于在所述升降通路內(nèi)移動(dòng)的轎廂上、以非接觸方式與所述饋電線磁耦合的多 個(gè)磁芯、巻繞在該各磁芯上，感應(yīng)產(chǎn)生與流入所述饋電線的高頻電流對(duì)應(yīng)的交流電壓的多 個(gè)次級(jí)繞組，以及將在該多個(gè)次級(jí)繞組上感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓變換為與所述轎廂上設(shè)置的負(fù)載對(duì)應(yīng) 的電力形態(tài)的受電部，而且所述饋電線由導(dǎo)電材料形成的具有圓形截面形狀的一條導(dǎo)線以及覆在該導(dǎo)線的外周面上的絕緣被覆層形成，而且所述導(dǎo)線的半徑為與所述高頻電源提供的高頻電 流的頻率對(duì)應(yīng)的趨膚深度以下。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)線的半徑為與所述高頻電源提供的高頻電流的頻率對(duì)應(yīng)的趨膚深度以下，且為作為非絞合線的一般電源電纜的導(dǎo)線半徑以上。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置，其特征在于，所述饋電線沿著所述升降通路內(nèi)的所述轎廂移動(dòng)路徑配線，環(huán)繞該移動(dòng)路徑數(shù)周。
5. 如權(quán)利要求l或2所述的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置，其特征在于， 所述饋電線沿著所述升降通路內(nèi)的轎廂的導(dǎo)軌配線。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置，其特征在于， 所述受電部將次級(jí)繞組上感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓變換為直流電。
7. 如權(quán)利要求l或2所述的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置，其特征在于，所述 交流電源是單相市電。
8. 如權(quán)利要求l或2所述的對(duì)電梯轎廂的非接觸式饋電裝置，其特征在于， 所述交流電源是三相市電。
全文摘要
從高頻電源(32)對(duì)沿著電梯轎廂(27)的移動(dòng)路徑配線的饋電線(34)通以頻率為50Hz～10kHz的高頻電流。在轎廂上安裝以非接觸方式與饋電線磁耦合的磁芯(36)。在該磁芯上卷繞有次級(jí)繞組(37)，該次級(jí)繞組(37)感應(yīng)產(chǎn)生與流過(guò)饋電線的高頻電流對(duì)應(yīng)的交流電壓。通過(guò)受電部(38)將在該次級(jí)繞組上感應(yīng)產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行功率變換后提供給負(fù)載(39)。而且饋電線(24)由導(dǎo)電材料形成的具有圓形截面形狀的一條導(dǎo)線(40)與覆在該導(dǎo)線的外周面上的絕緣被覆層(41)形成，而且導(dǎo)線(40)的半徑為與所述高頻電源提供的高頻電流的頻率對(duì)應(yīng)的趨膚深度(δ)以下。
文檔編號(hào)H02J17/00GK101145702SQ200710149469
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者中垣薰雄, 中田好彥, 伊東弘晃, 出森公人, 大坪亮, 海田勇一郎, 繁田正昭 申請(qǐng)人:東芝電梯株式會(huì)社