[实用新型]可以回收能量的数控电梯

说明书

本实用新型涉有一种全数控的新型电梯，确切地说，涉及一种在其升降过程中有时可以回收能量的数控电梯，属于电力拖动的装置及其控制技术领域。

传统的电梯因其需要频繁地升降运行，且往往是在吊仓内载乘许多人员进行升降操作的，所以，在这种短时和间隙工作场合下，通常采用能够产生大的启动转矩和允许多次频繁接通和换向的启动特性良好的绕绕式异步电机作为驱动电机的。但是，这种电梯无论在上升还是下降过程中，均需从电网中输入电能以驱动绕线式异步电机旋转来驱动之。由于城市建设中高层建筑越来越多，电梯已成为供电网中的一个耗能大户。然而，按照经典物理学的能量守恒定律的原理分析，在电梯上升载客时，电机从电网所吸收的能量，除去必要的机械磨损外，都为克服地球重力作功而转换为势能，并在搭乘电梯上楼的人员身上贮存起来，而当这些人员乘电梯下楼时，这些势能没有得到任何有效应用就被白白地浪费了。通常，人们搭乘电梯上楼之后，总是要再乘电梯下楼的，因此，从物理学的第一定律分析：一个结构先进、正常运行的升降载重电梯，除了消耗于装置的机械摩擦和耗损外，吊仓升降的能量转换是应该保持平衡的；也就是说，吊仓的升降是可以不需要消耗电能的（机械摩损所消耗能量很少而忽略不计了）。换言之，从经典物理学的概念来衡量，电梯成为城市耗电大户的现象是不合理的。

本实用新型的目的是提供一种利用当代高新技术成果之一的数速全速稀土同步电机作为驱动电机而构成的可以回收能量的数控电梯，用以解决上述传统电梯所存在的不合理耗能现象。

本实用新型的结构组成如附图1所示，它包括有吊仓1、钢丝绳2、滚筒3、平衡挂载4、驱动电机10和数字控制装置，其特征在于：与滚筒相连的驱动电机10是一个数控全速稀土同步电机，该机的转子7外缘有稀土永磁材料制成的磁极8，在磁体外围包有护环9，定子线圈6外接有数控可变频逆变电源11，该逆变电源11通过一个大功率电力电子开关组件12与供电网接通，还有对可变频逆变电源11、电力电子开关组件12和设置在各楼层的敏感器13进行控制的，并可以与其他设备共有的可编程控制器14。

本实用新型的关键是采用了已被授予专利的数控全速稀土同步电机（专利号为：CN91203427.0）作为电梯的驱动电机，并由该电机的定子5、定子线圈6、转子7和稀土永磁体8组成了电能与机械能的动力转换装置。这种电机与常规同步电机一样，它既可以作为电动机使三相调频交流电流入定子线圈6，与转子7的永磁体磁极8作用，产生力矩驱动滚筒3旋转，即把电能转化为机械能，这时或者是在吊仓1的总重量大于平衡挂载4时用于提升吊仓1，或者是在吊仓总重量轻于平衡挂载时用于下降吊仓。该电机也可以作为发电机运转，这时，在吊仓1与平衡配载4两者本身的重力差驱动下，滚筒3因其上缠绕的钢丝绳作用产生转动，并使与其同轴的转子7也旋转，由此转子7上的永磁体磁极8也随之旋转，该磁极磁通切割不转动的定子线圈6而在定子线圈6中产生感应电动势，如用导线引出即产生电流、电能。输出的电能通过逆变电源11和电力电子开关组件12馈送入供电网，也就是把机械能转化的电能。此时或者是在吊仓1总重量小于平衡挂载4的重量时，吊仓1作上升运动，或者是在吊仓总重量重于平衡挂载时吊仓作下降运动。这样就把一个单纯耗能的传统电梯转化成一个可以回收电能的先进的数控电梯了。由于乘座电梯上、下楼的人数基本上是相等的，因此通过本电梯的驱动电机而相互转化的电能与机械能基本上也是均衡的，两者的差额主要是在吊仓升降时克服空气阻力和机械传动部件的摩擦阻力所消耗的。总的来说，消耗的电能是很有限的，换句话说，本实用新型节能非常显著，可以称为能量基本保持平衡的新型电梯。