新能源電梯的製作方法
2023-10-06 18:00:19
專利名稱：新能源電梯的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電梯。
背景技術：
傳統電梯一般存在如下缺點1、電梯運行必須依靠市電，斷電時電梯停止工作。2、沒有儲能裝置，浪費了負荷勢能變化時所釋放的能量。3、當電梯的離心抱死制動閘起作用時，搭乘人員的轎廂只能懸停在電梯井內等待救援，不能將搭乘人員送至地面脫險。4、當火災發生時，物管或消防人員無法利用傳統電梯進行滅火和協助被困人員撤罔。5、當火災發生時，被困建築內人員無法利用傳統電梯自救逃生避難。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種即使在沒有市電時也能夠利用太陽能作為電梯能源的新能源電梯。本發明的次要目的是提供一種即使在沒有市電時也能夠利用風能作為電梯能源的新能源電梯。實現上述目的的技術方案一種新能源電梯，包括轎廂、牽引系統、永磁同步電機、控制永磁同步電機處於電動狀態時的轉速的第一控制系統，所述永磁同步電機、牽引系統及轎廂動力連接，還包括將太陽能轉換成電能的太陽能轉換裝置、控制永磁同步電機處於發電狀態時的轉速的第二控制系統和蓄電裝置，所述太陽能轉換裝置輸出的電能和所述永磁同步電機在發電狀態時輸出的電能接所述蓄電裝置儲存，所述蓄電裝置用於為處於電動狀態時的永磁同步電機提供工作電源。進一步地，所述永磁同步電機處於電動狀態包括兩種情況負載轎廂(含載重，下同)重量小於對重時的下降運行和負載轎廂重量大於對重時的上升運行。所述永磁同步電機處於發電狀態包括兩種情況負載轎廂重量大於對重時的下降運行和負載轎廂重量小於對重時的上升運行兩種情況。進一步地，還包括將風能轉換成電能的風電轉換裝置，所述風電轉換裝置產生的電能輸出接所述蓄電裝置儲存。進一步地，所述第二控制系統包括整流裝置和用於將電能轉換為熱能的功耗電阻調節電路，所述永磁同步電機的輸出繞組經整流裝置接電阻調節電路，通過功耗電阻調節電路調節功耗電阻的大小以控制永磁同步電機的轉速。進一步地，所述電阻調節電路包括第一功耗電阻、第二功耗電阻和開關電路，所述第一功耗電阻經開關電路後與所述第二功耗電阻並接。
進一步地，所述開關電路包括編碼器、可編程控制器、驅動器和絕緣柵雙極電晶體，所述編碼器用於將檢測到的永磁電機的轉速信號編碼後輸入所述可編程控制器，所述可編程控制器將所述編碼後的轉速信號轉換成佔空比與轉速正相關的控制脈衝串，並將所述控制脈衝串輸入驅動器，所述驅動器將控制脈衝串轉換為符合絕緣柵雙極電晶體輸入控制要求格式的控制信號，所述控制信號用於控制所述絕緣柵雙極電晶體的導通或斷開的時間，當絕緣柵雙極電晶體導通時，使第一功耗電阻與第二功耗電阻處於並聯狀態，當絕緣柵雙極電晶體斷開時，所述第一功耗電阻處於斷開狀態。進一步地，還包括安全狀態監控管理系統，所述安全狀態監控管理系統包括監測電梯下降時的溫升、電阻、電流和/或電壓變化情況的電路安全狀態監測模塊、監測數據轉換計算模塊、狀態解碼器模塊、狀態執行器模塊和電梯關啟執行模塊，所述各模塊依順序連接。進一步地，所述安全狀態監控管理系統還包括監測數據發射模塊和衛星監控網絡管理模塊，所述監測數據轉換計算模塊的輸出接監測數據發射模塊，所述衛星監控網絡管理模塊接收所述監測數據發射模塊發射的監測數據信息。進一步地，設置有電能返回電網的接口，所述蓄電裝置的輸出接電能返回電網的接口。本發明的有益效果是1、突破了傳統的思維模式，將太陽能引入電梯。通過設置太陽能轉換裝置、蓄電裝置和控制永磁同步電機處於發電狀態時的轉速的第二控制系統，即使在沒有市電的情況下，也能藉助於蓄電裝置內儲存的電能實現電梯的正常運行。而且採用勢能和/或太陽能轉變而來的電能，既節能又環保。2、突破了傳統的思維模式，將風能引入電梯。通過設置風電轉換裝置，將風能轉換成電能並應用於電梯，既節能又環保。3、通過設置電能返回電網的接口，當蓄電裝置儲滿電能後，建築內電器又不用電時，可及時將蓄電裝置溢出的電能返回電網，充分節約能源。4、通過設置功耗電阻調節電路，可將勢能轉變而來的電能通過功耗電阻轉變成熱能消失在大氣中，使負載轎廂重量大於對重時的下降運行，或負載轎廂重量小於對重時的上升運行的速度控制在額定範圍內。5、通過設置安全狀態監控管理系統，可統一自動實時監控電梯電路安全狀態和及時發現電梯隱患並處理，杜絕安全事故的發生。6、通過設置連接第一控制系統市電接口，當蓄電裝置不能正常供電時，接通市電， 可保證電梯負載轎廂重量小於對重時的下降運行，或負載轎廂重量大於對重時的上升運行的正常運行。
圖1是一種新能源電梯的結構示意圖。圖2是圖1中新能源電梯的電路結構示意圖；圖3是圖2中安全狀態監控管理系統的結構框圖。4 頁
具體實施例方式下面結合附圖，通過具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。一種新能源電梯，如圖1和圖2所示，包括將太陽能轉換成電能的太陽能轉換裝置1、將風能轉換成電能的風電轉換裝置7、蓄電裝置3、永磁同步電機4、牽引系統5、轎廂 6、控制永磁同步電機4處於電動狀態時的轉速的第一控制系統8、以及控制永磁同步電機處於發電狀態時的轉速的第二控制系統2。永磁同步電機4處於電動狀態包括當負載轎廂 (含載重，下同)重量小於對重時的下降運行和負載轎廂重量大於對重時的上升運行兩種情況；永磁同步電機4處於發電狀態包括負載轎廂重量大於對重時的下降運行和負載轎廂重量小於對重時的上升運行兩種情況。太陽能轉換裝置1和風電轉換裝置7所轉換的電能輸入蓄電裝置3存儲，蓄電裝置3為永磁同步電機4、第一控制系統8和第二控制系統2提供電源，永磁同步電機4、牽引系統5及轎廂6動力連接，第一控制系統8為現有技術。如圖2所示，第二控制系統2包括三相整流橋19、濾波裝置16、用於將電能轉換為熱能的功耗電阻調節電路20、溫升及電阻變化安全狀態監控管理系統11、逆變器15、驅動裝置17、傳統電梯轎廂門控制裝置18、溢出電能返回電網接口 9、建築內電器用電接口 13和外部電源或市電接口 14。其中永磁同步電機4的輸出繞組經三相整流橋19、濾波裝置16接電阻調節電路，通過功耗電阻調節電路20調節功耗電阻的大小以控制永磁同步電機4的轉速在額定範圍內。功耗電阻調節電路20包括第一功耗電阻R1、第二功耗電阻R2和開關電路，第一功耗電阻R1經開關電路後與第二功耗電阻R2並接。開關電路包括編碼器10、可編程控制器23、驅動器22和絕緣柵雙極電晶體 (IGBT)21，編碼器10用於將檢測到的永磁電機4的轉速信號編碼後輸入可編程控制器23， 可編程控制器23將編碼後的轉速信號轉換成佔空比與轉速正相關的控制脈衝串，並將控制脈衝串輸入驅動器22，驅動器22將控制脈衝串轉換為符合絕緣柵雙極電晶體21輸入控制要求格式的控制信號，該控制信號用於控制絕緣柵雙極電晶體21的導通或斷開的時間。 當絕緣柵雙極電晶體21導通時，使第一功耗電阻R1與第二功耗電阻R2處於並聯狀態，功耗電阻調節電路的阻值減小，相當於永磁電機4加大了負載能力，永磁電機4減速運行；當絕緣柵雙極電晶體21斷開時，第一功耗電阻R1處於斷開狀態，只有第二功耗電阻R2投入運行，功耗電阻調節電路的阻值增大，相當於永磁同步電機4負載能力減小，永磁同步電機4 加速運轉。第一功耗電阻R1和第二功耗電阻R2均可以為單個電阻或阻性元件，也可以由多個電阻或阻性元件組成，該第一功耗電阻R1和第二功耗電阻&組成的功耗電阻調節電路的阻值與永磁電機4的轉速正相關。溫升及電阻變化安全狀態監控管理系統11，包括電路溫升及電阻變化檢測模塊 111、監測數據轉換計算模塊112、監測數據發射模塊113、監測數據監控顯示屏模114、監測數據監控顯示屏模114、監測數據衛星監控網絡管理中心模塊115、狀態解碼模塊116、狀態執行模塊117和電梯關啟執行模塊118。其中電路溫升及電阻變化檢測模塊111、監測數據轉換計算模塊112、監測數據發射模塊113、監測數據監控顯示屏模114、狀態解碼模塊116、 狀態執行模塊117和電梯關啟執行模塊118依順序連接。監測數據轉換計算模塊112的輸出同時接監測數據發射模塊113，由衛星監控網絡管理模塊115接收監測數據發射模塊113 發射的監測數據信息。溫升及電阻變化安全狀態監控管理系統11通過監測電梯下降時的溫升、電阻、電流和/或電壓變化情況對電梯進行控制。如，當檢測到異常溫升、電阻、電流和/或電壓變化情況時，通過狀態執行模塊117和電梯關啟執行模塊118對電梯迅速進行制動，避免災害事故的發生。工作時，當電流通過三相整流橋19後直流端進入安全狀態監測模塊111時，將自動記錄電路溫升及電阻變化值；當所有電流通過蓄電裝置3充電端前的安全狀態監測模塊 111時，將自動記錄電流電壓；並將傳至監測數據轉換計算模塊112，將電流電壓轉換成電阻，再傳給監測數據發射模塊113，利用無線或有線傳至監測數據監控顯示屏模塊114，經狀態解碼模塊116進行解碼，通過狀態執行模塊117給電梯關啟執行模塊118的制動裝置 (如電控鎖)發出指令，判斷是否將電梯自動關閉，以防止次生災害的發生；在將監測數據傳給電路溫升及電阻變化安全狀態數據監控顯示屏模塊114的同時，利用衛星訊道中轉傳至監測數據衛星監控網絡管理中心模塊115。當聯網的永磁電梯的所有監測數據全部傳至監測數據衛星監控網絡管理中心模塊115匯總時，有安全問題的電梯將一目了然。蓄電裝置3的儲能過程(1)通過永磁電機4將轎廂下降過程中的勢能轉換成電能通過整流橋19整流後輸入蓄電裝置3儲存起來；(2)由設置在建築物頂部的太陽能充電模塊1和風能充電模塊7將太陽能和風能轉換成電能輸入蓄電裝置3儲存；(3)必要時，由市電直接對蓄電裝置3進行充電。儲存在蓄電裝置3內的電能，除了向永磁電機4提供電源外，同時還向編碼器10、 電路溫升及電阻變化安全狀態管理系統11、傳統電梯轎廂門控制裝置18、建築內電器用電接口 13和電梯安裝外部電源接口 14供電。若蓄電裝置3充滿電後，溢出的電能通過溢出電能返回電網接口 9進入電網。永磁電機4的調速過程(1)當負載轎廂6重量小於對重需要下降運行時或者負載轎廂重量(含載重)大於對重需要上升運行時，若有市電接入，通過第一控制系統8控制永磁同步電機4的轉速。 若無市電接入，則由蓄電裝置3提供電源，經逆變器15轉換成三相電源後、再通過驅動裝置 17向永磁電機4輸送三相交流電源，驅動永磁同步電機4旋轉提升轎廂6，通過第一控制系統8控制永磁同步電機4的轉速。(2)當負載轎廂6重量大於對重需要上升運行或負載轎廂重量小於對重需要下降運行時，由編碼器10檢測永磁電機4的轉速並編碼後輸入可編程控制器23，可編程控制器 23將編碼後的轉速信號轉換成佔空比與轉速正相關的控制脈衝串，經驅動器22將控制脈衝串轉換為符合絕緣柵雙極電晶體21輸入控制要求格式的控制信號，該控制信號控制絕緣柵雙極電晶體21的導通或斷開的時間。當絕緣柵雙極電晶體21導通時，使第一功耗電阻R1與第二功耗電阻R2處於並聯狀態，功耗電阻調節電路的阻值減小，永磁電機4的負載加大，永磁同步電機4減速運行；當絕緣柵雙極電晶體21斷開時，只有第二功耗電阻R2投入運行，功耗電阻調節電路的阻值增大，永磁同步電機4的負載減小，永磁同步電機4加速運轉。以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種新能源電梯，包括轎廂、牽引系統、永磁同步電機、控制永磁同步電機處於電動狀態時的轉速的第一控制系統，所述永磁同步電機、牽引系統及轎廂動力連接，其特徵在於還包括將太陽能轉換成電能的太陽能轉換裝置、控制永磁同步電機處於發電狀態時的轉速的第二控制系統和蓄電裝置，所述太陽能轉換裝置輸出的電能和所述永磁同步電機在發電狀態時輸出的電能接所述蓄電裝置儲存，所述蓄電裝置用於為處於電動狀態時的永磁同步電機提供工作電源。
2.如權利要求1所述的新能源電梯，其特徵在於還包括將風能轉換成電能的風電轉換裝置，所述風電轉換裝置產生的電能輸出接所述蓄電裝置儲存。
3.如權利要求1所述的新能源電梯，其特徵在於所述第二控制系統包括整流裝置和用於將電能轉換為熱能的功耗電阻調節電路，所述永磁同步電機的輸出繞組經整流裝置接電阻調節電路，通過功耗電阻調節電路調節功耗電阻的大小以控制永磁同步電機的轉速。
4.如權利要求2所述的新能源電梯，其特徵在於所述第二控制系統包括整流裝置和用於將電能轉換為熱能的功耗電阻調節電路，所述永磁同步電機的輸出繞組經整流裝置接電阻調節電路，通過功耗電阻調節電路調節功耗電阻的大小以控制永磁同步電機的轉速。
5.如權利要求3或4所述的新能源電梯，其特徵在於所述電阻調節電路包括第一功耗電阻、第二功耗電阻和開關電路，所述第一功耗電阻經開關電路後與所述第二功耗電阻並接。
6.如權利要求5所述的新能源電梯，其特徵在於所述開關電路包括編碼器、可編程控制器、驅動器和絕緣柵雙極電晶體，所述編碼器用於將檢測到的永磁電機的轉速信號編碼後輸入所述可編程控制器，所述可編程控制器將所述編碼後的轉速信號轉換成佔空比與轉速正相關的控制脈衝串，並將所述控制脈衝串輸入驅動器，所述驅動器將控制脈衝串轉換為符合絕緣柵雙極電晶體輸入控制要求格式的控制信號，所述控制信號用於控制所述絕緣柵雙極電晶體的導通或斷開的時間，當絕緣柵雙極電晶體導通時，使第一功耗電阻與第二功耗電阻處於並聯狀態，當絕緣柵雙極電晶體斷開時，所述第一功耗電阻處於斷開狀態。
7.如權利要求1-4任意一項權利要求所述的新能源電梯，其特徵在於還包括安全狀態監控管理系統，所述安全狀態監控管理系統包括監測電梯下降時的溫升、電阻、電流和/ 或電壓變化情況的電路安全狀態監測模塊、監測數據轉換計算模塊、狀態解碼器模塊、狀態執行器模塊和電梯關啟執行模塊，所述各模塊依順序連接。
8.如權利要求7所述的新能源電梯，其特徵在於所述安全狀態監控管理系統還包括監測數據發射模塊和衛星監控網絡管理模塊，所述監測數據轉換計算模塊的輸出接監測數據發射模塊，所述衛星監控網絡管理模塊接收所述監測數據發射模塊發射的監測數據信肩、ο
9.如權利要求5所述的新能源電梯，其特徵在於還包括安全狀態監控管理系統，所述安全狀態監控管理系統包括監測電梯下降時的溫升、電阻、電流和/或電壓變化情況的電路安全狀態監測模塊、監測數據轉換計算模塊、狀態解碼器模塊、狀態執行器模塊和電梯關啟執行模塊，所述各模塊依順序連接。
10.如權利要求1-4任意一項權利要求所述的新能源電梯，其特徵在於設置有電能返回電網的接口，所述蓄電裝置的輸出接電能返回電網的接口。
全文摘要
本發明公開了一種新能源電梯，包括轎廂、牽引系統、永磁同步電機、控制永磁同步電機處於電動狀態時的轉速的第一控制系統，所述永磁同步電機、牽引系統及轎廂動力連接，還包括將太陽能轉換成電能的太陽能轉換裝置、控制永磁同步電機處於發電狀態時的轉速的第二控制系統和蓄電裝置，所述太陽能轉換裝置輸出的電能和所述永磁同步電機在發電狀態時輸出的電能接所述蓄電裝置儲存，所述蓄電裝置用於為處於電動狀態時的永磁同步電機提供工作電源。本發明提供了一種即使沒有市電時電梯也能使用的新能源電梯。
文檔編號B66B3/00GK102464250SQ20101053341
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者白孝林 申請人:白孝林