[发明专利]背篼式对重的电梯节能装置与控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电梯节能技术领域，具体涉及曳引垂直电梯运行的节能装置。 

背景技术

垂直电梯(以下简称“电梯”)的能耗主要由四个方面构成：曳引系统、电气控制系统、轿厢照明和通风系统、门机系统，其中曳引驱动的能耗占了其中的绝大部分(一般为70％至80％)。 

垂直电梯的驱动方式有多种，目前使用最广泛的是曳引驱动方式。 

电梯的承载能力是按满载需求设计的。但在上下运行中，满载运行并非电梯运行之常态，轻载甚至空载实为电梯运行之常态。因此电梯设计的额定载荷能力时常被放空。这种大冗余量的设计，导致了电梯在运行中曳引驱动能量的“常态”浪费。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低电梯运行能耗的节能装置。 

电梯曳引驱动的理想状态是对重架17和对重块19(以下简称“对重”)一侧与轿厢一侧的重量保持均衡相等，在不考虑曳引钢丝绳自重变化的前提下，曳引机只需克服曳引摩擦阻力就能轻松运行，此时曳引驱动能耗最低。 

基于这一思路，本发明在电梯的总体结构中补充设计了一套独立自平衡对重装置，名为背篼式对重(由子对重和背篼对重架组成)。即对重架上装一个背篼，放入可动态平衡用的“对重”即称为“子对重”，对重架内不参于动态平衡的对重称为“母对重”。目的使电梯在空载或轻载上下运行前，同时对轿厢侧和 对重侧的重量作减轻动作，对重侧减少重量多于轿厢侧，使得两侧的重量接近，以降低曳引电机所输出的转动惯量，从而实现电梯节能之目的。 

本发明装置的工作原理及电梯结构由说明书附图，见图5～图7所示。 

本发明设计的电梯运行节能装置包括：前上牵引定滑轮3，牵引钢丝绳4，轿厢侧重量传感器5，牵引钢丝绳调节装置7，前下牵引定滑轮8，子对重上动滑轮9，子对重起升定滑轮10，子对重起吊钢丝绳11，子对重12，子对重架(背篼)13，子对重下动滑轮14，后上牵引定滑轮15，对重侧重量传感器16，对重架17，同步牵引钢丝绳18，母对重块19，后下牵引定滑轮20，同速牵引钢丝绳定滑轮21，子对重块22，子对重连接环23。 

(1)子与母对重等于电梯对重重量。(2)子对重参于对重侧与轿厢侧载荷重力平衡时，其随电梯上下自身无需动力，依附性好。(3)牵引钢丝绳调节装置7来离合子对重和母对重，使得子对重重量脱离重架，它微量调节就可实现，曳轮二侧重量都作减少，依据载荷变化需要微调。(4)牵引钢丝绳调节装置7在动作时用电，电梯的上下运行时是不用电的。(5)牵引钢丝绳调节装置7确保电梯上下时子对重与对重架同方向运动，不发生相对运。(6)子对重上动滑轮9和同步牵引钢丝绳18及同步牵引钢丝绳定滑轮21，子对重下动滑轮14组成协调同步的闭环运动机构。牵制子对重在前部或后部运动的随意性和保证子对重与对重架上下的同步性。(7)参不参与对重侧与轿厢侧载荷重力平衡，子对重都在子对重架内，不平衡时子对重搁置子对重架底部。(8)子对重在参于大平衡载荷时，曳行条件愈好。(9)做平衡点的调节不讲究轿厢位置，立即降低原有转动惯量，满足适时调节之灵敏，过后还原之快捷。(10)独立便捷具有可操作性。 

本发明中，节能装置还设有控制系统，用于控制节能装置各部件的动作。 

本发明在电梯轿厢和对重侧及井道壁的中间的上下空间内安装一套背篼式对重 为特征的轿厢与对重动态自动平衡节能装置(简称“节能装置”)，安装区域为独立。当电梯在应答召唤信号上行或下行且轿厢内负载呈动态变化时，节能装置根据电梯重量传感器测得的轿厢侧与对重侧两边重量差的信息结果，自动起吊或卸载子对重的多与少，以满足平衡曳引轮两侧重力差；调节点的载重量一般设为额定载重量的50％以内。轿厢载荷及其势能的变化所对应的电梯驱动能耗是各不相同的，图1、图2分别直观地描述了电梯在安装本节能装置前后的驱动能效变化曲线，从曲线上可见，平衡点位于轿厢上行线和下行线的交叉点上，在安装了本节能装置后仅当轿厢载荷超过平衡点时，电梯才需要驱动耗能，而在“动”平衡点以下，电梯运行只需低能耗即可，以虚线表示节能效果十分明显。 

电梯能效曲线图纵坐标表示I(A)、横坐标表示重量W(Kg)，图1描述了未安装节能装置的交流电机定子电流、负载曲线，图2描述了安装节能装置的交流电机定子电流、负载曲线。