CN205385290U - 一种用于电梯的非接触式电能传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于电梯的非接触式电能传输系统，包括送电系统、高频逆变调节装置、工频逆变调节装置、气隙变压器以及蓄电池组，送电系统包括电网、低通滤波器、工频整流器，电网通过低通滤波器连接工频整流器，工频整流器连接高频逆变调节装置，高频逆变调节装置连接气隙变压器原边，气隙变压器副边连接工频逆变调节装置，工频逆变调节装置分别连接蓄电池组和电梯用电负载，电梯用电负载还连接蓄电池组，本实用新型结构原理简单，减少了用电设备的占用空间，能够提高电梯电气的可靠性和安全性，同时可以大大减少电梯用电系统的损耗，使设备易维护易管理，提高了电梯的使用寿命。

Description

一种用于电梯的非接触式电能传输系统

技术领域：

本实用新型涉及一种电梯用电装置，尤其涉及一种用于电梯的非接触式电能传输系统。

背景技术：

在《特种设备安全监察条例》中明确规定“国家鼓励特种设备节能技术的研究、开发、示范和推广，促进特种设备节能技术创新和应用”和“特种设备生产、使用单位和特种设备检验检测机构，应当保证必要的安全和节能投入”，在党的十八大报告中，更是把“生态文明建设”放在了突出的地位。如何有效应用电梯的节能技术，实现电梯的节能减排，不仅仅是电梯行业所要关注的话题，也是全社会急需关心和了解的。非接触式电能传输技术是近几年发展起来的一种取代传统导线传输电能的电力新技术。该技术已开始应用在便携式电子设备，并在电动汽车、水下机器人、矿井等工程背景上取得了重大突破，由于其高效、安全、环保、应用灵活等特点，该技术越来越受到广泛的关注，通过深入研究有望在电梯上使用该技术。

在传统的电梯轿厢中，用电设备是通过一根或多根一端沿井道壁连接到机房控制柜，一端悬挂在轿厢随着轿厢上下运动的电缆与机房进行电能传输和信息交换的，因此存在以下弊端：(1)电缆的长度超过了电梯井道的高度，成本较高；(2)由于是运动部件，对电缆的设计要求高，但长期使用后会出现橡胶皮老化，绝缘下降甚至互相短路等问题；(3)由于电缆采用接插件或接线排方式，容易形成松动导致电能或信号传输异常；(4)在特殊条件中，如全户外型电梯和观光电梯中，由于阳光暴晒会加速缩短电缆的使用寿命，在风大的时候，可能会使电缆与电梯的其它部件钩挂从而损伤电缆。

实用新型内容：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种结构原理简单，减少了用电设备的占用空间，能够提高电梯电气的可靠性和安全性，同时可以大大减少电梯用电系统的损耗，使设备易维护易管理，提高了电梯的使用寿命的技术方案：

一种用于电梯的非接触式电能传输系统，包括送电系统、高频逆变调节装置、工频逆变调节装置、气隙变压器以及蓄电池组，送电系统包括电网、低通滤波器、工频整流器，电网通过低通滤波器连接工频整流器，工频整流器连接高频逆变调节装置，高频逆变调节装置连接气隙变压器原边，气隙变压器副边连接工频逆变调节装置，工频逆变调节装置分别连接蓄电池组和电梯用电负载，电梯用电负载还连接蓄电池组。

作为优选，高频逆变调节装置包括PWM信号发生模块、驱动模块、高频逆变模块，PWM信号发生模块连接驱动模块，驱动模块连接高频逆变模块；

高频逆变模块由四个桥臂及缓冲电容组成，场效应晶体管A、场效应晶体管B、场效应晶体管C、场效应晶体管D分别与二极管A、二极管B、二极管C、二极管D反并联组成高频逆变模块的四个桥臂，场效应晶体管B的源极接地，场效应晶体管D的源极接地，场效应晶体管A、场效应晶体管C的漏极相连，外部直流电压施加在场效应晶体管A、场效应晶体管C的漏极与地之间，缓冲电容跨接在场效应晶体管A、场效应晶体管C的漏极与地之间。

作为优选，电梯用电负载包括轿厢信号系统、轿厢照明及风扇、门锁与安全回路、对讲系统、平层装置以及门机系统。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型结构原理简单，其用电设备和送电系统之间无电气连接，避免了的导线插头之间的插拔，可以消除电火花的产生，电气的可靠性和安全性得到了极大的提高。

(2)本实用新型的送电系统和用电设备的完全可分离，使二者可以处于相对静止或运动状态，不受连接线的限制，拓展了用电设备的使用空间。

(3)本实用新型的送电系统和用电负载之间没有机械磨损和摩擦，可以大大减少系统的损耗，使设备易维护易管理，提高了电梯的使用寿命。

(4)本实用新型无导体和积碳有利于环境的清洁。

附图说明：

图1为本实用新型的整体结构原理图；

图2为本实用新型的高频逆变模块电路原理图。

具体实施方式：

为使本实用新型的实用新型目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

如图1、2所示，一种用于电梯的非接触式电能传输系统，包括送电系统1、高频逆变调节装置2、工频逆变调节装置3、气隙变压器4以及蓄电池组5，所述送电系统1包括电网6、低通滤波器7、工频整流器8，所述电网6通过所述低通滤波器7连接所述工频整流器8，所述工频整流器8连接所述高频逆变调节装置2，所述高频逆变调节装置2连接气隙变压器4原边，气隙变压器4副边连接工频逆变调节装置3，所述工频逆变调节装置3分别连接蓄电池组5和电梯用电负载9，电梯用电负载9还连接蓄电池组5，电梯用电负载9包括轿厢信号系统14、轿厢照明及风扇15、门锁与安全回路16、对讲系统17、平层装置18以及门机系统19。电网6的工频电源经过滤波和整流后送入高频逆变调节装置2转换出高频电流，再送入气隙变压器4，通过高频逆变调节装置2和气隙变压器4之间的电磁感应耦合实现无接触的能量传输，气隙变压器4副边接收到高频的电能，再将该电能转换成工频的符合使用要求的电能供用电设备使用。

本实施例中，高频逆变调节装置2包括PWM信号发生模块10、驱动模块11、高频逆变模块12，所述PWM信号发生模块10连接驱动模块11，所述驱动模块11连接所述高频逆变模块12；

所述高频逆变模块12由四个桥臂及缓冲电容13组成，场效应晶体管A1a、场效应晶体管B2a、场效应晶体管C3a、场效应晶体管D4a分别与二极管A1b、二极管B2b、二极管C3b、二极管D4b反并联组成高频逆变模块12的四个桥臂，场效应晶体管B2a的源极接地，场效应晶体管D4a的源极接地，场效应晶体管A1a、场效应晶体管C3a的漏极相连，外部直流电压施加在场效应晶体管A1a、场效应晶体管C3a的漏极与地之间，缓冲电容13跨接在场效应晶体管A1a、场效应晶体管C3a的漏极与地之间。PWM信号发生模块10产生PWM信号并发送给驱动模块11，驱动模块11将PWM信号进行隔离与功率放大并用于驱动高频逆变模块12中的场效应晶体管，高频逆变模块12将外部直流电压转变为交流电压输出。

本实用新型通过采用感应耦合电能传输技术对电梯轿厢供电，不仅可以省去电梯传统设计中的随动电缆，大大节省随动电缆的投入和维护成本，同时电梯的特殊性也满足了以下特点：a、电梯运行的井道为全封闭结构，不受外界的影响，适合非接触式设备的安装；b、轿厢壁距离电梯井道壁的距离一般在150mm-300mm，满足变压器的原边安装在井道壁，变压器的副边安装在轿厢壁后其气隙空间的要求；c、电梯存在一个客流进出频繁的层站，电梯在该层站停留时间最长，适合非接触式设备的固定位置；d、电梯运行时用电设备通过装载在轿厢内的蓄电池组供电，返回基站后通过非接触式电能传输设备对蓄电池组充电。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构原理简单，其用电设备和送电系统之间无电气连接，避免了的导线插头之间的插拔，可以消除电火花的产生，电气的可靠性和安全性得到了极大的提高；本实用新型的送电系统和用电设备的完全可分离，使二者可以处于相对静止或运动状态，不受连接线的限制，拓展了用电设备的使用空间；本实用新型的送电系统和用电负载之间没有机械磨损和摩擦，可以大大减少系统的损耗，使设备易维护易管理，提高了电梯的使用寿命；本实用新型无导体和积碳有利于环境的清洁。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于电梯的非接触式电能传输系统，其特征在于：包括送电系统(1)、高频逆变调节装置(2)、工频逆变调节装置(3)、气隙变压器(4)以及蓄电池组(5)，所述送电系统(1)包括电网(6)、低通滤波器(7)、工频整流器(8)，所述电网(6)通过所述低通滤波器(7)连接所述工频整流器(8)，所述工频整流器(8)连接所述高频逆变调节装置(2)，所述高频逆变调节装置(2)连接气隙变压器(4)原边，气隙变压器(4)副边连接工频逆变调节装置(3)，所述工频逆变调节装置(3)分别连接蓄电池组(5)和电梯用电负载(9)，电梯用电负载(9)还连接蓄电池组(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于电梯的非接触式电能传输系统，其特征在于：所述高频逆变调节装置(2)包括PWM信号发生模块(10)、驱动模块(11)、高频逆变模块(12)，所述PWM信号发生模块(10)连接驱动模块(11)，所述驱动模块(11)连接所述高频逆变模块(12)；

所述高频逆变模块(12)由四个桥臂及缓冲电容(13)组成，场效应晶体管A(1a)、场效应晶体管B(2a)、场效应晶体管C(3a)、场效应晶体管D(4a)分别与二极管A(1b)、二极管B(2b)、二极管C(3b)、二极管D(4b)反并联组成高频逆变模块(12)的四个桥臂，场效应晶体管B(2a)的源极接地，场效应晶体管D(4a)的源极接地，场效应晶体管A(1a)、场效应晶体管C(3a)的漏极相连，外部直流电压施加在场效应晶体管A(1a)、场效应晶体管C(3a)的漏极与地之间，缓冲电容(13)跨接在场效应晶体管A(1a)、场效应晶体管C(3a)的漏极与地之间。

3.根据权利要求1所述的一种用于电梯的非接触式电能传输系统，其特征在于：所述电梯用电负载(9)包括轿厢信号系统(14)、轿厢照明及风扇(15)、门锁与安全回路(16)、对讲系统(17)、平层装置(18)以及门机系统(19)。