[发明专利]用于齿轮齿条式升降机的电力供应的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于根据权利要求1所介绍的齿轮齿条式升降机（rack and pinion lift）的电力供应的方法。本发明还涉及用于根据权利要求10的齿轮齿条式升降机的电力供应的装置。

背景技术

驱动诸如升降机等用于建筑物楼层之间的人员或货物的输送装置所需的电力由于多种因素而改变，例如，升降机上的瞬时载荷、升降机速度、行进方向以及升降机当前正运行于传输周期的哪一部分。重要的是，尽可能降低电力需求，不仅是为了减少升降机的安装和操作成本，而且还为了减小升降机的电力供应系统的尺寸和所需的空间。齿轮齿条式升降机通常包括载荷载体，诸如可以通过电机和带齿轮（cogged wheel）沿轨道驱动的升降机轿厢，所述轨道通常是设有带齿杆（cogged rod）的桅杆的形式。所选择的电机通常是具有380-500V额定电压和50或60赫兹频率的三相式电机。电机通过采用频率控制在选定的着陆点处提供升降机轿厢的软起动和软停靠。在齿轮齿条式升降机中，升降机轿厢不仅直接支持用于驱动该升降机的电机，而且还直接支持用于升降机控制的控制及监测单元。

齿轮齿条式升降机与诸如线缆传送升降机和液压升降机等传统升降机在多种方式上不同。一个区别例如是升降机轿厢支持其自身的驱动单元的同时，还支持用于电机控制的相关控制及监测单元。在传统的升降机中，驱动机械通常与升降机轿厢分离，例如，布置在机械室中并且通过经由线缆（自机械室延伸）或类似部件的传动的方式与升降机轿厢连接。而且，齿轮齿条式升降机通常缺乏配重（counterweight），因此它们缺乏平衡升降机轿厢自重的可能性，这使得启动和加速阶段不稳定并且需要极大量的能量。此外，作为升降机轿厢支持其自身驱动单元的结果，随着升降机轿厢沿着桅杆向上移动，地平面处的电力供应单元与升降机轿厢的驱动机械之间的距离会改变。这对这种类型的升降机提出了特殊的要求。因此，通过从地平面向上直到由升降机轿厢支持的电机的电力线的方式对齿轮齿条式升降机进行供电。电力线由以绝缘材料包围的电导体构成。电力线在沿着桅杆所引导的线缆小车（cable trolley）或类似部件的辅助下被布置成以合适的长度跟随升降机轿厢沿着桅杆向上和向下移动，悬挂于升降机轿厢下方。应当理解，由于升降机轿厢携带其自身驱动装置，电力线必须随着升降机轿厢沿桅杆运动而伸长和缩短。除此之外，还应该提及的是，为了能够改变桅杆的长度，用在当前使用类型的齿轮齿条式升降机中的桅杆长度是由能够彼此堆叠和安装的多个部分形成的。当然，其结果是电力线同样被设置适合的长度，使得电力线能够沿着桅杆的整个高度伴随升降机轿厢。最后在这方面应该提及的是，齿轮齿条式升降机通常被计划用于建筑行业内的非永久性使用，例如，当建筑物建造完成时会将升降机拆除。

另一方面，升降机正变得越来越高，并且已证实如下情况：对于高度可达500米和更高的升降机而言，电力线的重量变得太大以致于它会影响该升降机的载荷容量。随着升降机轿厢沿桅杆运动，电力线的延伸还引发了容纳整个线缆长度的困难，特别是当电缆要为大功率电机提供其所需要的电流时。在升降机要在很高的建筑物楼层之间运动的情况下，电力线的长度、硬度和自重成为难题，由此使得伴随升降机轿厢的相对重型的电力线变得难于控制，笨重而无法携带和容纳。

应当理解，由于齿轮齿条式升降机缺乏配重，齿轮齿条式升降机平衡升降机轿厢的势能的能力有限，这导致了对极大功率电机和相关电气设备（诸如具有相对大的横截面积的电力线）的需求，以便能够输送升降机的驱动电机所需的电流，尤其是关于瞬间启动或者加速阶段的升降机的驱动电机所需的电流。当升降机被驱动至桅杆上的一定高度时，其势能根据如下等式增加：（Epot=mgh;其中m=质量,h=高度并且g=重力加速度）。在没有配重的情况下，已提升到一定高度的升降机轿厢的势能极大地增加，因此已通过电力供应系统向升降机供应了相当大量的能量。应该认识到，当升降机轿厢处于其升高的位置时，所供应的能量被收集于升降机轿厢作为势能。