一种基于动态平衡的电梯节能装置的制作方法

本发明涉及电梯节能装置领域，特别涉及一种基于动态平衡的电梯节能装置。

背景技术：

随着我国城镇化的进展，建筑能耗的总量在逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10％，上升到27.45％，而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33％左右。以此推断，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比例最终还将上升至35％左右。如此大的比重，建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。

在民用住宅类建筑中，电梯的能耗占到建筑总能耗的5％左右，而在商用办公写字楼，电梯能耗占建筑能耗占比高达7％，电梯已成为建筑中除制冷制暖和照明电气外最大的能耗开支，开发、生产节能环保型电梯刻不容缓。

目前在用电梯绝大多数采用曳引驱动式结构，曳引机是由安装在机房的电动机联合减速器、制动器等组成，曳引钢丝绳通过导向轮连接轿厢和配重。当曳引电动机驱动导向轮转动时，钢丝绳与与导向轮绳槽之间的摩擦力通过钢丝绳拖动轿厢和配重在井道中沿导轨往复升降，实现电梯的垂直运输功能。

轿厢与配重的运动依靠曳引绳和导向轮之间的摩擦力来实现的，这种力被称为曳引力。要使电梯运行，曳引力t必须大于或等于曳引绳中较大载荷力t1与较小载荷力t2之差，即t≥t1-t2。当t1＝t2时，导向轮两侧载荷相等，导向轮与钢丝绳之间摩擦力为最小值，是电梯运行的最佳条件。

受限于电梯的使用场合，电梯轿厢的负重是变化的，电梯运行时，轿厢载荷变化范围在轿厢空载和满载之间。目前常用的曳引式电梯的配重重量是一个固定值，一般根据平衡系数0.4～0.5确定配重重量，由于t1为变量，t2为常量，电梯在运行时曳引力t必然会跟随t1-t2的差着而变化。以电梯上行为列，如果此时电梯满载，轿厢满载上行的情况下，曳引系统需要克服重力做功，此时电机所需功率很大，消耗能量巨大；当轿厢空载上行时，t1为最小值，此时配重释放势能，电机需做功防止配重下坠。由于t2与t1之间很大，不仅配重中存储的势能完全浪费，电机还需要额外做功。

目前市场上的电梯都属于静态平衡系统，轿厢载荷会因为载客数量发生变化，而配重重量始终保持不变并直接作用于电机，由此造成配重和轿厢的重力不平衡，使得满载上行过程中曳引系统需要克服重力消耗电能，在空载上行时配重存储的势能又浪费流失。轿厢下行是与上行类似，能量浪费依旧，不再累赘。

技术实现要素：

本发明提出一种通过动态调节的办法，使电梯在不同载荷情况下，都能让导向轮两侧钢丝等效载荷接近平衡状态，实现减少电梯的能源消耗，达到节能减排，保护环境的目的的基于动态平衡的电梯节能装置，解决了现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种基于动态平衡的电梯节能装置，包括依次连接的电动机、制动器、减速器和导向轮，所述减速器和导向轮上设置有曳引绳，所述曳引绳一端连接有绳头组合和轿厢，相对的另一端连接有配重，所述曳引绳和配重之间设置有可调无级变速装置，所述配重通过所述可调无级变速装置作用于所述导向轮，所述轿厢内设置有载重传感器，所述载重传感器读取轿厢及乘客的重量，根据轿厢重量的大小实时调整合适的变速比，达到导向轮两侧重力相等。

进一步地，所述可调无级变速装置包括第一无极变速器和第二无极变速器相互级联而成，所述第一无极变速器包括第一行星轮和中间轴，所述第一行星轮包括输入轴和第一行星轮齿圈，第一行星轮齿圈套于输入轴上，第一行星轮齿圈内设有太阳轮和若干第一行星齿轮，太阳轮和每个第一行星齿轮传动啮合。

进一步地，所述第二无极变速器包括中间轴以及固定安装在中间轴上的输入齿轮、第四伞形齿轮。

进一步地，所述可调无级变速装置还设置有故障保护装置，所述故障保护装置内部设置有支撑套、推杆螺套、推杆和弹簧组件，所述的推杆一端与所述的推杆螺套联接，在推杆上移过程中所述弹簧组件受到挤压并给予推杆向下的回弹力，所述支撑套位于所述推杆螺套中。

进一步地，所述轿厢无载荷情况运行，所述可调无级变速装置的传动比调整为1∶5，实现曳引力左右相等。

进一步地，所述轿厢满载情况运行，所述可调无级变速装置的传动比调整为1∶1。

本发明具有以下的特点和有益效果：

本发明涉及的一种基于动态平衡的电梯节能装置通过在所述曳引绳和配重之间设置有可调无级变速装置，所述配重通过所述可调无级变速装置作用于所述导向轮，所述轿厢内设置有载重传感器，所述载重传感器读取轿厢及乘客的重量，根据轿厢重量的大小实时调整合适的变速比，达到导向轮两侧重力相等。涉及的动态平衡电梯使得t1与t2的值基本相等，导向轮仅需克服钢丝绳之间的摩擦力及必要的传动机构阻力就可以带动轿厢上下运动。装置使曳引机始终处于最佳的工作状态。此时配重不仅仅承担配重的任务，还承担储存势能的作用，根据负载情况动态释放，对电梯实现节能效果有着重要的意义。相比变频再生能量回馈技术的机械能-电能-电能的转换，动态平衡系统直接利用机械势能的储存与释放，即机械能-机械能，因此能量损失小，节能效果更好。

本发明涉及的一种基于动态平衡的电梯节能装置通过动态调节的办法，使电梯在不同载荷情况下，都能让导向轮两侧钢丝等效载荷接近平衡状态，电机只要克服钢丝绳及必要的传动机构的摩擦力就可以带动轿厢上下运行，电梯的配重将不再成为负荷，最终实现减少电梯的能源消耗，达到节能减排，保护环境的目的，采用无极变速器，通过检测轿厢总重量，实时调节不同变速比，实现电梯运行在不同载荷情况下的动态平衡问题，直接利用机械势能的储存与释放，减少电机功率消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于动态平衡的电梯节能装置的结构示意图；

图2为本发明一种基于动态平衡的电梯节能装置无载荷情况平衡的结构示意图；

图3为本发明一种基于动态平衡的电梯节能装置满载情况平衡的结构示意图。

图中，1-电动机；2-制动器；3-减速器；4-曳引绳；5-导向轮；6-绳头组合；7-轿厢；8-配重；9-可调无级变速装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1所示的一种基于动态平衡的电梯节能装置的结构示意图。一种基于动态平衡的电梯节能装置，包括依次连接的电动机1、制动器2、减速器3和导向轮5，所述减速器3和导向轮5上设置有曳引绳4，所述曳引绳4一端连接有绳头组合6和轿厢7，相对的另一端连接有配重8，所述曳引绳4和配重8之间设置有可调无级变速装置9，所述配重8通过所述可调无级变速装置9作用于所述导向轮5，所述轿厢7内设置有载重传感器，所述载重传感器读取轿厢7及乘客的重量，根据轿厢7重量的大小实时调整可调无级变速装置9合适的变速比，达到导向轮5两侧重力相等。

所述可调无级变速装置9包括第一无极变速器和第二无极变速器相互级联而成，所述第一无极变速器包括第一行星轮和中间轴，所述第一行星轮包括输入轴和第一行星轮齿圈，第一行星轮齿圈套于输入轴上，第一行星轮齿圈内设有太阳轮和若干第一行星齿轮，太阳轮和每个第一行星齿轮传动啮合。

所述第二无极变速器包括中间轴以及固定安装在中间轴上的输入齿轮、第四伞形齿轮。

所述可调无级变速装置还设置有故障保护装置，所述故障保护装置内部设置有支撑套、推杆螺套、推杆和弹簧组件，所述的推杆一端与所述的推杆螺套联接，在推杆上移过程中所述弹簧组件受到挤压并给予推杆向下的回弹力，所述支撑套位于所述推杆螺套中。

所述轿厢7无载荷情况运行，所述可调无级变速装置9的传动比调整为1∶5，实现曳引力左右相等。

所述轿厢7满载情况运行，所述可调无级变速装置9的传动比调整为1∶1。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。