一種利用風能、太陽能及電能回收的電梯的製作方法

2023-09-24 04:58:30

專利名稱：一種利用風能、太陽能及電能回收的電梯的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電梯，具體地說，是涉及一種利用風能、太陽能及電能回收的
電梯，屬於電梯技術領域。
背景技術：
載人或載貨的電梯包括電梯供電電源、電梯電氣控制系統及電梯本體，電梯供電
電源將市電引入至電梯電氣控制系統中，為電梯本體運行提供電源。現有電梯供電電源大
部分只連接市電電網，在市電突然停電或斷電時，電梯停止運行，被困於電梯中的人利用電
梯轎廂中的報警裝置向外面求救。現有技術中還有一部分電梯供電電源除連接市電電網之
外，還包含有備用電源，如蓄電池等。備用電源一般容量較小，其目的是在市電突然停電或
斷電時，為電梯提供電源，驅動電梯轎廂平層並打開電梯轎廂門之後停止供電。 此夕卜，由於電梯負載為不平衡負載，當電梯在輕載方向運行時，電梯處於發電狀
態。例如，電梯空載運行時，上升為發電狀態；電梯滿載運行時，下降為發電狀態。當電梯處
於發電狀態時將產生部分發電電能，現有技術中的電梯為消耗掉該部分發電電能，通常的
做法是在電梯電氣控制系統中設置有制動電阻，將發電電能輸入至制動電阻中，利用制動
電阻發熱將電能消耗掉。 現有技術中的電梯存在下述缺陷1、由於依靠市電供電，消耗市電電能較大，節能效果差，環保性能差；2、由於依靠市電供電運行，在市電突然斷電或停電時，電梯將不能正常運行工作，從而給人們生活造成極大的不便；3、由於電梯經常處於發電狀態運行，產生的發電電能相當可觀，而將這部分電能利用電阻白白消耗掉，嚴重浪費了電能資源；4、同時，制動電阻發熱，導致電梯控制櫃周圍溫度升高，影響電梯控制系統的可靠運行，縮短電梯的使用壽命；且為了降低高溫對電梯控制系統的影響，經常需要在電梯機房安裝通風或製冷設備，如空調、風扇等來降溫，從而又增加了降溫設備的耗電量。

發明內容本實用新型針對現有技術中的電梯存在的上述不足，提供了一種利用風能、太陽能及電能回收的電梯，通過在電梯供電電源中設置風力發電機、太陽能光伏電池及電能回收模塊，能夠充分利用風能資源、太陽能資源及電梯發電運行產生的電能為電梯運行供電，提高電梯的節能、環保性能。 為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案予以實現 —種利用風能、太陽能及電能回收的電梯，包括電梯供電電源，所述電梯供電電源
具有市電輸入端子及電源輸出端子，其特徵在於，所述電梯供電電源還設置有 蓄電池，用於存儲和輸出直流電； 風力發電機，用於將風能轉換為電能； 太陽能光伏電池，用於將太陽能轉換為電能； 電能回收模塊，用於回收電梯發電運行產生的電能；器的整流輸出端子連接所述蓄電池的充電端子； 所述太陽能光伏電池的輸出端子連接所述蓄電池的充電端子；所述電能回收模塊的輸出端子連接所述蓄電池的充電端子； 所述蓄電池的輸出端子連接有逆變器，進而通過所述逆變器連接所述電源輸出端
子，所述蓄電池輸出的直流電經所述逆變器逆變為交流電後通過所述電源輸出端子輸出。 根據本實用新型，所述電梯供電電源還設置有電源切換模塊，所述市電輸入端子
連接所述電源切換模塊的一個輸入端子，所述逆變器的輸出端子連接所述電源切換模塊的
另一個輸入端子，所述電源切換模塊的輸出端子與所述電源輸出端子相連接。所述電源切
換模塊在控制器的控制下，可以選擇性地導通/關斷市電供電通路或蓄電池供電通路。 根據本實用新型，所述電梯供電電源還設置有對充電電壓進行選擇的電壓優選模
塊，所述電壓優選模塊的第一個輸入端子連接所述太陽能光伏電池的輸出端子，所述電壓
優選模塊的第二個輸入端子連接所述整流器的整流輸出端子，所述電壓優選模塊的第三個
輸入端子連接所述電能回收模塊的輸出端子，所述電壓優選模塊的輸出端子連接所述蓄電
池的充電端子。通過所述電壓優選模塊，在風力發電機、太陽能光伏電池及電能回收模塊中
有多個電能輸出時，電梯系統會自動選擇其中充電電壓較高者為所述蓄電池充電。 根據本實用新型，在所述市電輸入端子和所述電源輸出端子之間還串聯有在所述
電梯供電電源正常時斷開、而在所述電梯供電電源出現故障時閉合的維修開關，以方便在
維修電梯供電電源內部模塊時，不影響市電對電梯的正常供電。 根據本實用新型，所述電梯供電電源還設置有對電梯供電電源參數進行顯示的顯示模塊，所述顯示模塊優選為LCD液晶顯示屏。 與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是所述利用風能、太陽能及電能回收的電梯通過設置風力發電機、太陽能光伏電池及電能回收模塊，一方面可以將風能及太陽能轉換成的電能儲存在蓄電池中為電梯運行供電，能夠充分利用風能資源及太陽能資源來代替部分市電電網能源；另一方面可以回收電梯發電運行產生的電能，並將所述電能儲存在蓄電池中為電梯運行供電，來代替部分市電電網能源，從而顯著提高了電梯的節能、環保性能。而且在市電斷電或停電時，可以利用蓄電池儲存的電能為電梯本體運行供電，保證電梯正常運行，提高了電梯的使用效率。

圖1是本實用新型利用風能、太陽能及電能回收的電梯一個實施例的結構示意圖； 圖2為圖1所示實施例的原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細的說明。 請參閱圖1所示本實用新型利用風能、太陽能及電能回收的電梯一個實施例的結構示意圖。所述電梯包括電梯供電電源、電梯電氣控制系統及電梯本體。 一方面，所述電梯供電電源引入市電至所述電梯電氣控制系統中，為所述電梯本體運行提供供電電壓；另一方面，所述電梯在發電運行狀態產生的發電電能從所述電梯電氣控制系統反饋至所述電梯供電電源中儲存。 圖2示出了上述實施例電梯的原理框圖。圖中，所述電梯供電電源具有市電輸入端子a及電源輸出端子b，所述市電輸入端子a用來連接市電電網，將市電引入至所述電梯供電電源中。所述電梯電氣控制系統中設置有電梯變頻器，所述電源輸出端子b連接所述電梯變頻器的輸入端子，所述電梯變頻器的輸出端子連接電梯主電機，從而形成為電梯本體運行供電的市電供電通路，市電最終通過所述電梯電氣控制系統為所述電梯本體運行提供供電電壓。 所述實施例為充分利用豐富的風能資源、太陽能資源及電梯發電運行產生的電能，在所述電梯供電電源中分別設置了存儲並輸出直流電的蓄電池、將風能轉換為電能的風力發電機、將太陽能轉換為電能的太陽能光伏電池以及回收電梯發電運行產生的電能的電能回收模塊。所述風力發電機與所述太陽能光伏電池一般安裝在使用電梯的樓座的樓頂上。 所述風力發電機的輸出端連接有整流器，所述整流器將所述風力發電機輸出的交
流電整流為直流電；所述整流器的整流輸出端連接一電壓優選模塊的第一個輸入端子。所
述太陽能光伏電池的輸出端子連接所述電壓優選模塊的第二個輸入端子。 所述電能回收模塊的輸入端子連接所述電梯變頻器的直流母線電壓信號輸出端
子，而所述電能回收模塊的輸出端子連接所述電壓優選模塊的第三個輸入端子。所述電能
回收模塊讀取所述電梯變頻器的直流母線電壓信號，在電梯處於發電狀態時，回收電梯發
電運行產生的電能。 所述電壓優選模塊的輸出端子連接蓄電池的充電端子。所述電壓優選模塊從所述整流器輸出、太陽能光伏電池及所述電能回收模塊中選擇電壓較高者作為蓄電池的充電電源為蓄電池充電，將電能存儲在所述蓄電池中。 所述蓄電池的輸出端子連接有逆變器，所述逆變器在控制器的控制下，將所述蓄電池輸出的直流電逆變為交流電，為電梯本體運行提供供電電壓，從而形成為電梯本體運行供電的蓄電池供電通路。 在所述實施例的電梯中，所述電梯供電電源還設置有電源切換模塊，所述市電輸入端子a通過輸入開關Kl連接所述電源切換模塊的一個輸入端子，所述逆變器的輸出端子連接所述電源切換模塊的另一個輸入端子，所述電源切換模塊的輸出端子通過所述輸出開關K2與所述電源輸出端子b相連接。所述電源切換模塊在控制器的控制下，可自動實現在所述市電供電通路與所述蓄電池供電通路之間的相互切換，即在市電供電時，導通所述市電供電通路、關斷所述蓄電池供電通路；而在蓄電池供電時，導通所述蓄電池供電通路、關斷所述市電供電通路。 在所述電梯供電電源的任何一部分出現故障需要維修時，為不影響市電正常供電，所述實施例的電能回收電梯在所述輸入開關kl和所述輸出開關k2之間還串聯有維修開關k3，所述維修開關K3支路與所述電源切換模塊支路相併聯。所述維修開關k3在所述電梯供電電源各部分均正常時斷開、而在所述電梯供電電源任一部分出現故障時閉合，市電通過所述維修開關k3所在的支路為電梯本體提供供電電壓。 此外，所述實施例的電梯供電電源還包括有LCD液晶顯示屏(圖中未示出)，用來顯示輸入電壓、輸出電壓等參數，便於實時、方便地了解電梯供電電源的運行狀態。
由於所述電能回收模塊處理速度所限，有時不能及時回收電梯發電的電能。為能
及時處理所述電能回收模塊未能回收的部分電梯發電電能，在所述電梯電氣控制系統中還
設置有與所述電梯變頻器的直流母線電壓信號輸出端子相連接的電梯制動單元，所述電梯
制動單元的輸出端子連接有制動電阻，所述電能回收模塊不能及時回收的電梯發電電能通
過所述制動電阻發熱消耗掉。
上述實施例的電梯的工作原理如下 在市電有電、所述蓄電池儲能不足時，所述控制器控制所述電源切換模塊導通所
述市電供電通路、關斷所述蓄電池供電通路，市電通過所述輸入開關Kl 、電源切換模塊及輸
出開關K2 ，從所述電源輸出端子b輸出，為電梯本體運行提供供電電壓。 在有風能時，所述風力發電機輸出的交流電經所述整流器整流為直流電，然後通
過所述電壓優選模塊為所述蓄電池充電，將風能轉換成的電能存儲在蓄電池中備用。 在有太陽能時，所述太陽能光伏電池通過所述電壓優選模塊為所述蓄電池充電，
將太陽能轉換成的電能存儲在蓄電池中備用。 在電梯變頻器的直流母線電壓大於其靜壓時，表明電梯處於發電狀態，所述電能回收模塊回收電梯發電運行的電能，並通過所述電壓優選模塊為所述蓄電池充電，將電梯發電電能存儲在蓄電池中備用。 當所述蓄電池電能儲滿時，所述控制器控制所述逆變器打開，並控制所述電源切換裝置導通所述蓄電池供電通路。所述蓄電池中的直流電經所述逆變器逆變為交流電後，通過所述電源切換模塊及輸出開關K2從所述電源輸出端子b輸出，為電梯本體運行提供供電電壓。當所述蓄電池的電能釋放60%左右時，所述控制器控制所述電源切換模塊關閉所述蓄電池供電通路、導通所述市電供電通路，由市電對電梯本體提供供電電壓；而蓄電池中留存40%左右的電能，以備市電突然停電或斷電時使用。 本實用新型所述的利用風能、太陽能及電能回收的電梯採用風力發電機、太陽能光伏電池及電能回收模塊三者相結合的方式為蓄電池充電，在太陽能充足時，可將太陽能轉換的電能存儲在蓄電池中形成電梯的自備電源；而在天氣不好，太陽能減少或不能供電時，可將風能轉換的電能及電能回收模塊回收的電能儲存至蓄電池中形成電梯的自備電源。本實用新型所述電梯能夠充分利用大自然豐富、綠色的風能資源與太陽能資源，以及電梯運行時產生的電能，從而節約了較為貧乏的市電電網能源，提高了電梯的節能、環保性能，降低了電梯運行成本。所述電梯運行可靠、安裝簡單、使用方便、壽命較長，可廣泛應用在居民樓、酒店、辦公樓等使用電梯的場所。 當然，以上所述僅是本實用新型的一種優選實施方式而已，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求一種利用風能、太陽能及電能回收的電梯，包括電梯供電電源，所述電梯供電電源具有市電輸入端子及電源輸出端子，其特徵在於，所述電梯供電電源設置有蓄電池，用於存儲和輸出直流電；風力發電機，用於將風能轉換為電能；太陽能光伏電池，用於將太陽能轉換為電能；電能回收模塊，用於回收電梯發電運行產生的電能；所述風力發電機的輸出端連接有整流器，所述整流器的整流輸出端子連接所述蓄電池的充電端子；所述太陽能光伏電池的輸出端子連接所述蓄電池的充電端子；所述電能回收模塊的輸出端子連接所述蓄電池的充電端子；所述蓄電池的輸出端子連接有逆變器，進而通過所述逆變器連接所述電源輸出端子，所述蓄電池輸出的直流電經所述逆變器逆變為交流電後通過所述電源輸出端子輸出。
2. 根據權利要求1所述的電梯，其特徵在於，所述電梯供電電源還設置有電源切換模塊，所述市電輸入端子連接所述電源切換模塊的一個輸入端子，所述逆變器的輸出端子連接所述電源切換模塊的另一個輸入端子，所述電源切換模塊的輸出端子與所述電源輸出端子相連接。
3. 根據權利要求2所述的電梯，其特徵在於，所述電梯供電電源還設置有對充電電壓進行選擇的電壓優選模塊，所述電壓優選模塊的第一個輸入端子連接所述太陽能光伏電池的輸出端子，所述電壓優選模塊的第二個輸入端子連接所述整流器的整流輸出端子，所述電壓優選模塊的第三個輸入端子連接所述電能回收模塊的輸出端子，所述電壓優選模塊的輸出端子連接所述蓄電池的充電端子。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的電梯，其特徵在於，所述電梯電氣控制系統中設置有電梯變頻器，所述電能回收模塊的輸入端子連接所述電梯變頻器的直流母線電壓信號輸出端子，所述電能回收模塊讀取所述電梯變頻器的直流母線電壓信號，實現對電梯發電運行產生的電能的回收。
5. 根據權利要求4所述的電梯，其特徵在於，在所述電梯電氣控制系統中還設置有與所述電梯變頻器的直流母線電壓信號輸出端子相連接的電梯制動單元，所述電梯制動單元的輸出端子連接有制動電阻。
6. 根據權利要求1至3中任一項所述的電梯，其特徵在於，在所述市電輸入端子和所述電源輸出端子之間還串聯有在所述電梯供電電源正常時斷開、而在所述電梯供電電源出現故障時閉合的維修開關。
7. 根據權利要求1至3中任一項所述的電梯，其特徵在於，所述電梯供電電源還設置有顯示模塊。
8. 根據權利要求7所述的電梯，其特徵在於，所述顯示模塊為LCD液晶顯示屏。
專利摘要本實用新型公開了一種利用風能、太陽能及電能回收的電梯，包括電梯供電電源，所述電梯供電電源具有市電輸入端子及電源輸出端子；所述電梯供電電源設置有蓄電池，以及為所述蓄電池充電的風力發電機、太陽能光伏電池及電能回收模塊；所述蓄電池的輸出端子連接有逆變器，進而通過所述逆變器連接所述電源輸出端子，所述蓄電池輸出的直流電經所述逆變器逆變為交流電後通過所述電源輸出端子輸出。本實用新型所述電梯利用風能、太陽能轉化成的電能以及電梯發電運行產生的電能作為電梯的供電電源，能夠代替部分市電能源，提高了電梯的節能、環保性能。
文檔編號F03D9/00GK201458456SQ20092002908
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月8日 優先權日2009年7月8日
發明者于濤, 張金偉, 楊鳳桂, 王澤和 申請人:富士工業(青島)電梯製造有限公司