CN107394824A - 一种太阳能电梯控制及电能收集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电梯控制及电能收集装置，包括轿厢，与轿厢双向电连接的驱动控制器，输入端与所述驱动控制器电连接的曳引电机驱动器，与曳引电机驱动器输出端电连接的曳引电机，与所述驱动控制器输出端电连接的三相整波滤波器，与三相整波滤波器输出端电连接的第一单向导通元件，输出端与三相整波滤波器电连接的三相电源控制开关，还包括太阳能电子板。本发明解决了现有太阳能电梯普遍没有形成能量循环系统，造成能源浪费，电梯重载侧下降期间重力势能未能收集等缺点，通过在市政电网、太阳能电子板、蓄能电瓶和电梯曳引电梯间设计能量循环系统，实现了太阳能和电梯运行时产生能量的全方面利用。

Description

一种太阳能电梯控制及电能收集装置
技术领域
本发明涉及电梯系统设计技术领域，特别涉及一种太阳能电梯控制及电能收集装置。
背景技术
电梯作为一种垂直运输的交通工具，在我们的日常生活与工作中扮演无法替代的角色。普通电梯使用时一般均具有明显的时间特点，在高峰期时使用频率高，其它时段使用频率很低，其运行特点是高峰时段耗电量大，其它时段耗电量小，由于蓄能电瓶充电速率的限制，一般需要较长的时间才能充满，但如果一直对其充电，完全能够满足耗电高峰时段使用。
随着社会对于绿色能源使用的重视，太阳能作为一种易推广、要求相对较低的绿色能源，使用率越来越高。目前也出现了很多太阳能电梯，他们主要是依靠太阳能电子板提供能源来供其运行。
但是目前的太阳能电梯普遍没有形成能量循环系统。存在着太阳能电子板产生的能量只能供电梯使用，在阴雨天气还需要使用市政电网供电，仍需要额外消耗能量；在日照充足时，太阳能电子板产生的能量过多，电梯消耗较少时，过剩的能量只能白白浪费，无法产生经济价值。此外在电梯运行期间，电梯重载侧下降时存在一定的重力势能，这些能量未能收集。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种太阳能电梯控制及电能收集装置，解决了现有太阳能电梯普遍没有形成能量循环系统，造成能源浪费，电梯重载侧下降期间重力势能未能收集等缺点，通过在市政电网、太阳能电子板、蓄能电瓶和电梯曳引电梯间设计能量循环系统，实现了太阳能和电梯运行时产生能量的全方面利用，具有能源利用效率高和能产生额外经济价值等优点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种太阳能电梯控制及电能收集装置，包括轿厢，与轿厢双向电连接的驱动控制器，输入端与所述驱动控制器电连接的曳引电机驱动器，与曳引电机驱动器输出端电连接的曳引电机，与所述驱动控制器输出端电连接的三相整波滤波器，与三相整波滤波器输出端电连接的第一单向导通元件，输出端与三相整波滤波器电连接的三相电源控制开关，还包括太阳能电子板，所述的太阳能电子板主要设置在屋顶上，也可设置在观光电梯上，所述的太阳能电子板输出端与电源控制管理系统相连接，所述的电源控制管理系统输出端与蓄能电流控制器相连接，电源控制管理系统通过蓄能电流控制器控制太阳能电子板输送给市政电网电流的大小，所述电流控制器的输出端与并网逆变器相连接，所述并网逆变器与双向电表之间双向电连接，所述的双向电表与市政电网之间双向电连接，所述的双向电表输出端还与三相电源控制开关相连接，双向电表用于分别记录太阳能电子板输送到市政电网的电量、市政电网对蓄能电瓶充电的电量与市政电网带动电梯运行的电量。
作为本设计的一种优选技术方案，本发明装置还包括蓄能电瓶，所述蓄能电瓶的输入端与电源控制管理系统的输出端相连接，电源控制管理系统用于智能化调控太阳能电子板产生的电能输送给蓄能电瓶和市政电网的比例，在日照充足，太阳能电子板产生的电量过多时，电源控制管理系统使得太阳能电子板输送到国家电网的电量比例变大，在日照较少，太阳能电子板产生的电量较少时，电源控制管理系统使得太阳能电子板产生的电量优先供给蓄能电瓶，输送到市政电网的电量比例变小。
所述的蓄能电瓶输出端与电瓶输入控制开关相连接，所述的电瓶输入控制开关输出端与直流逆变升压器相连接，所述的直流逆变升压器输出端与第二单向导通元件相连接，所述的第二单向导通元件输出端与直流变换器相连接，所述的直流变换器输出端分别与驱动控制器、轿厢相连接，驱动控制器的输出端与直流逆变升压器相连接，蓄能电瓶中储存的电量依次通过电瓶输入控制开关、直流逆变升压器、第二单向导通元件、直流变换器、驱动控制器、曳引电机驱动器控制曳引电机的工作，为电梯运行时提供能量。
作为本设计的一种优选技术方案，所述的蓄能电瓶电连接有将电梯重载侧下降的重力势能转换为电能的电梯能量收集系统。电梯空载时对重较重，则电梯上行时可以发电，电梯满载时轿厢较重，则电梯下行时可以发电，所以电梯重载的一侧下行时可发电，电梯能量收集系统将电梯重载侧下降产生的额外重力势能转换为电能后收集，并输送给蓄能电瓶，提高能利用效率。
作为本设计的一种优选技术方案，所述蓄能电瓶的输入端与并网逆变器的输出端相连接，在连续阴雨天气或者太阳能电子板检修维护期间，市政电网可以通过并网逆变器对蓄能电瓶进行充电，防止亏电对电瓶造成损害。
作为本设计的一种优选技术方案，所述的电梯能量收集系统包括势能-电能转换器，势能-电能转换器将电梯重载侧下降产生的重力势能转换为电能。
作为本设计的一种优选技术方案，所述的电源控制管理系统包括PLC控制器、电压检测器和智能开关，电压检测器用于实时检测蓄能电瓶的电压，PLC控制器控制用于检测蓄能电瓶电压的电压检测器和智能开关的工作，在蓄能电瓶的电压达到额定电压时，智能开关断开，太阳电子板产生的电量全部输送到市政电网。
作为本设计的一种优选技术方案，所述的第一单向导通元件和第二单向导通元件均为半导体单向导通元件。
本发明装置可以实现五种工作模式：
第一种，日照比较充足，太阳能电子板和电梯能量收集系统产生的电量较多时，电源控制管理系统使得太阳能电子板产生的电能分别供给蓄能电池和输送到市政电网，蓄能电池中的电量供电梯的曳引电机单独运行，输送到市政电网的电量通过双向电表记录度数W1。
第二种，日照不充足，太阳能电子板和电梯能量收集系统产生的电量较少时，电源控制管理系统使得太阳能电子板产生的电能只供给蓄能电池，不提供给市政电网。
第三种，在连续阴雨天气或者太阳能电子板检修维护期间，太阳能电子板基本无法提供电能，市政电网可以单独供电使得电梯运行，电梯能量收集系统对蓄能电瓶供电避免亏电，市政电网也可以通过并网逆变器对蓄能电瓶进行充电，防止亏电对电瓶造成损害，市政电网输出的电量通过双向电表记录度数W2。
第四种，在蓄能电瓶检修维护期间，太阳能电子板产生的电能输送到市政电网，市政电网输出电能使得电梯运行，双向电表记录输送到市政电网和市政电网输出电能的差值W3。
第五种，在市政电网检修维护期间，太阳能电子板产生的电能输送到蓄能电瓶使得电梯运行，电压检测器用于实时检测蓄能电瓶的电压，防止过充。
本发明提供的一种太阳能电梯控制及电能收集装置，将太阳能和电梯重载侧下降期间重力势能转换为电能存储在蓄能电瓶中，与市政电网组成环形回路控制系统，不仅能实现对电梯运行的供能，还能将多余的电能输送到市政电网中，即提高了清洁能源的使用，通过双向电表记录的电量W1+W3-W2，还能赚取额外的经济效益。
本方案的有益效果主要体现在：相比现有技术，本发明可以解决现有太阳能电梯普遍没有形成能量循环系统，造成能源白白浪费，电梯重载侧下降期间重力势能未能收集等缺点，通过在市政电网、太阳能电子板、蓄能电瓶和电梯曳引电梯间设计能量循环系统，实现了太阳能和电梯运行时产生能量的全方面利用，具有能源利用效率高和能产生额外经济价值等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明装置的电路原理框图；
图2是本发明装置的工作模式图。
具体实施例
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1、图2所示，一种太阳能电梯控制及电能收集装置，包括轿厢，与轿厢双向电连接的驱动控制器，输入端与所述驱动控制器电连接的曳引电机驱动器，与曳引电机驱动器输出端电连接的曳引电机，与所述驱动控制器输出端电连接的三相整波滤波器，与三相整波滤波器输出端电连接的第一单向导通元件，输出端与三相整波滤波器电连接的三相电源控制开关，还包括太阳能电子板，所述的太阳能电子板主要设置在屋顶上，也可设置在观光电梯上，所述的太阳能电子板输出端与电源控制管理系统相连接，所述的电源控制管理系统输出端与蓄能电流控制器相连接，电源控制管理系统通过蓄能电流控制器控制太阳能电子板输送给市政电网电流的大小，所述电流控制器的输出端与并网逆变器相连接，所述并网逆变器与双向电表之间双向电连接，所述的双向电表与市政电网之间双向电连接，所述的双向电表输出端还与三相电源控制开关相连接，双向电表用于分别记录太阳能电子板输送到市政电网的电量、市政电网对蓄能电瓶充电的电量与市政电网带动电梯运行的电量。
作为本设计的一种优选技术方案，本发明装置还包括蓄能电瓶，所述蓄能电瓶的输入端与电源控制管理系统的输出端相连接，电源控制管理系统用于智能化调控太阳能电子板产生的电能输送给蓄能电瓶和市政电网的比例，在日照充足，太阳能电子板产生的电量过多时，电源控制管理系统使得太阳能电子板输送到国家电网的电量比例变大，在日照较少，太阳能电子板产生的电量较少时，电源控制管理系统使得太阳能电子板产生的电量优先供给蓄能电瓶，输送到市政电网的电量比例变小。
所述的蓄能电瓶输出端与电瓶输入控制开关相连接，所述的电瓶输入控制开关输出端与直流逆变升压器相连接，所述的直流逆变升压器输出端与第二单向导通元件相连接，所述的第二单向导通元件输出端与直流变换器相连接，所述的直流变换器输出端分别与驱动控制器、轿厢相连接，驱动控制器的输出端与直流逆变升压器相连接，蓄能电瓶中储存的电量依次通过电瓶输入控制开关、直流逆变升压器、第二单向导通元件、直流变换器、驱动控制器、曳引电机驱动器控制曳引电机的工作，为电梯运行时提供能量。
作为本设计的一种优选技术方案，所述的蓄能电瓶电连接有将电梯重载侧下降的重力势能转换为电能的电梯能量收集系统。电梯空载时对重较重，则电梯上行时可以发电，电梯满载时轿厢较重，则电梯下行时可以发电，所以电梯重载的一侧下行时可发电，电梯能量收集系统将电梯重载侧下降产生的额外重力势能转换为电能后收集，并输送给蓄能电瓶，提高能利用效率。
作为本设计的一种优选技术方案，所述蓄能电瓶的输入端与并网逆变器的输出端相连接，在连续阴雨天气或者太阳能电子板检修维护期间，市政电网可以通过并网逆变器对蓄能电瓶进行充电，防止亏电对电瓶造成损害。
作为本设计的一种优选技术方案，所述的电梯能量收集系统包括势能-电能转换器，势能-电能转换器将电梯重载侧下降产生的重力势能转换为电能。
作为本设计的一种优选技术方案，所述的电源控制管理系统包括PLC控制器、电压检测器和智能开关，电压检测器用于实时检测蓄能电瓶的电压，PLC控制器控制用于检测蓄能电瓶电压的电压检测器和智能开关的工作，在蓄能电瓶的电压达到额定电压时，智能开关断开，太阳电子板产生的电量全部输送到市政电网。
作为本设计的一种优选技术方案，所述的第一单向导通元件和第二单向导通元件均为半导体单向导通元件。
本发明装置可以实现五种工作模式：
第一种，日照比较充足，太阳能电子板和电梯能量收集系统产生的电量较多时，电源控制管理系统使得太阳能电子板产生的电能分别供给蓄能电池和输送到市政电网，蓄能电池中的电量供电梯的曳引电机单独运行，输送到市政电网的电量通过双向电表记录度数W1。
第二种，日照不充足，太阳能电子板和电梯能量收集系统产生的电量较少时，电源控制管理系统使得太阳能电子板产生的电能只供给蓄能电池，不提供给市政电网。
第三种，在连续阴雨天气或者太阳能电子板检修维护期间，太阳能电子板基本无法提供电能，市政电网可以单独供电使得电梯运行，电梯能量收集系统对蓄能电瓶供电避免亏电，市政电网也可以通过并网逆变器对蓄能电瓶进行充电，防止亏电对电瓶造成损害，市政电网输出的电量通过双向电表记录度数W2。
第四种，在蓄能电瓶检修维护期间，太阳能电子板产生的电能输送到市政电网，市政电网输出电能使得电梯运行，双向电表记录输送到市政电网和市政电网输出电能的差值W3。
第五种，在市政电网检修维护期间，太阳能电子板产生的电能输送到蓄能电瓶使得电梯运行，电压检测器用于实时检测蓄能电瓶的电压，防止过充。
本发明提供的一种太阳能电梯控制及电能收集装置，将太阳能和电梯重载侧下降期间重力势能转换为电能存储在蓄能电瓶中，与市政电网组成环形回路控制系统，不仅能实现对电梯运行的供能，还能将多余的电能输送到市政电网中，即提高了清洁能源的使用，通过双向电表记录的电量W1+W3-W2，还能赚取额外的经济效益。
主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种太阳能电梯控制及电能收集装置，包括轿厢，与轿厢双向电连接的驱动控制器，输入端与所述驱动控制器电连接的曳引电机驱动器，与曳引电机驱动器输出端电连接的曳引电机，与所述驱动控制器输出端电连接的三相整波滤波器，与三相整波滤波器输出端电连接的第一单向导通元件，输出端与三相整波滤波器电连接的三相电源控制开关，其特征在于：还包括太阳能电子板，所述的太阳能电子板输出端与电源控制管理系统相连接，所述的电源控制管理系统输出端与蓄能电流控制器相连接，所述电流控制器的输出端与并网逆变器相连接，所述并网逆变器与双向电表之间双向电连接，所述的双向电表与市政电网之间双向电连接，所述双向电表的输出端还与三相电源控制开关相连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电梯控制及电能收集装置，其特征在于：还包括蓄能电瓶，所述蓄能电瓶的输入端与电源控制管理系统的输出端相连接，所述的蓄能电瓶输出端与电瓶输入控制开关相连接，所述的电瓶输入控制开关输出端与直流逆变升压器相连接，所述的直流逆变升压器输出端与第二单向导通元件相连接，所述的第二单向导通元件输出端与直流变换器相连接，所述的直流变换器输出端分别与驱动控制器、轿厢相连接，驱动控制器的输出端与直流逆变升压器相连接。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能电梯控制及电能收集装置，其特征在于：所述的蓄能电瓶电连接有将电梯重载侧下降的重力势能转换为电能的电梯能量收集系统。
4.根据权利要求2或3所述的一种太阳能电梯控制及电能收集装置，其特征在于：所述蓄能电瓶的输入端与并网逆变器的输出端相连接。
5.根据权利要求3所述的一种太阳能电梯控制及电能收集装置，其特征在于：所述的电梯能量收集系统包括势能-电能转换器。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电梯控制及电能收集装置，其特征在于：所述的电源控制管理系统包括PLC控制器、电压检测器和智能开关，PLC控制器控制用于检测蓄能电瓶电压的电压检测器和智能开关的工作。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电梯控制及电能收集装置，其特征在于：所述的第一单向导通元件为半导体单向导通元件。
8.根据权利要求2所述的一种太阳能电梯控制及电能收集装置，其特征在于：所述的第二单向导通元件为半导体单向导通元件。
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