CN105460734A - 利用电梯重力势能的发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电梯领域，具体公开了利用电梯重力势能的发电装置，包括位于电梯井内的轿厢、间隔嵌入电梯井道两侧的磁铁、设置在轿厢和钢丝绳之间的拉力传感器、与拉力传感器电连接的单片机以及发电部分；拉力传感器固定在轿厢顶部；发电部分包括转盘、固定在轿厢上的步进电机、线圈、与线圈电连接的整流器以及与整流器电连接的蓄电池；步进电机的转轴上设有与转盘固定连接，线圈垂直于转盘、并固定在转盘上，步进电机与单片机电连接。目的在于提供一种能够提高电梯重力势能利用率的利用电梯重力势能的发电装置。
Description
技术领域
本发明涉及电梯领域，具体涉及一种利用电梯重力势能的发电装置。
背景技术
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。现在电梯已经广泛用于城市的高楼之中，为人们提供更加便捷的生活。
电梯一般包括轿厢、对重块、钢丝绳和牵引轮，轿厢和对重块分别位于牵引轮的两侧，钢丝绳围绕在牵引轮上，钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重块。通过牵引轮的牵引来改变轿厢和对重块的高度，既改变轿厢和对重块的重力势能，实现电梯的正常工作。对重块的重量一般等于轿厢满载重量的一半，因此为牵引轮提供动力的电机一般为发电电动机。
发电电动机，既可作发电机又可作电动机使用的设备。当对重块和轿厢相比，较轻侧上行时，发电电动机为发电状态；较重侧上行时，发电电动机为耗电状态。通过这样的方式，达到节约一部分电能的目的。发电电动机处于发电状态时，发电电动机的发电量与转动速度呈正比，但是由于电梯在运行时，轿厢的运行速度较低，发电电动机的转速较低，因此，导致发电电动机的的发电量较少，不能很好的利用电梯的重力势能。现在急需一种能够提高电梯重力势能利用率的利用电梯重力势能的发电装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高电梯重力势能利用率的利用电梯重力势能的发电装置。
本方案提供的基础方案为：利用电梯重力势能的发电装置，包括位于电梯井内的轿厢、间隔嵌入电梯井道两侧的磁铁、设置在轿厢和钢丝绳之间的拉力传感器、与拉力传感器电连接的单片机以及发电部分；拉力传感器固定在轿厢顶部；发电部分包括转盘、固定在轿厢上的步进电机、线圈、与线圈电连接的整流器以及与整流器电连接的蓄电池；步进电机的转轴上设有与转盘固定连接，线圈垂直于转盘、并固定在转盘上，步进电机与单片机电连接。
本方案的工作原理及优点在于：在电梯正常的运行过程中，由于乘坐电梯的人数不固定，因此会导致轿厢重量的改变。拉力传感器可实时监测轿厢的重量，并将轿厢的重量反馈给单片机。由于对重块的重量固定的，单片机可通过比较轿厢与对重块的重量，来判断电梯的运行状态。单片机通过控制步进电机，来控制转盘转动，由于线圈是固定在转盘上的，即达到单片机控制好线圈转动的目的。
当轿厢较重并处于上升、较轻并处于下降的状态时，此时轿厢的运动过程是电机的耗电过程，单片机控制步进电机旋转，让线圈与磁铁形成的磁感线相互平行。此时由于线圈与磁铁形成的磁感线相互平行，不会对轿厢的运行产生阻力，即不增加电机的额外负重。
当轿厢较轻并处于上升、较重并处于下降的状态时，单片机控制步进电机旋转，让线圈与磁铁形成的磁感线相互垂直。此时轿厢是在重力的作用下，向下降落的，此时线圈作切割磁感线运动，在线圈中产生感应电流，感应电流通过整流器，然后进入到蓄电池中存储起来。达到利用电梯重力势能发电的目的，与现有技术相比，达到了提高电梯重力势能利用率的目的。
优选方案一：作为基础方案的优选方案，磁铁为马蹄形的钕铁硼钕铁硼永磁铁。马蹄形的钕铁硼钕铁硼永磁铁能够提供较强的磁场，提高线圈切割磁感线的效率，即提高发电效率。
优选方案二：作为优选方案一的优选方案：步进电机与蓄电池电连接。蓄电池为步进电机供电，不需要额外的电源，达到节约能源的目的。
优选方案三：作为优选方案二的优选方案：线圈有多个，均垂直于转盘、并固定在转盘上。多个线圈能够提高发电效率，即提高电梯重力势能利用率。
附图说明
图1是本发明利用电梯重力势能的发电装置实施例的结构示意图；
图2是本发明利用电梯重力势能的发电装置实施例中发电部分的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：轿厢1、磁铁2、拉力传感器3、转盘4、步进电机5、线圈6。
实施例基本如附图1、图2所示：利用电梯重力势能的发电装置，包括位于电梯井内的轿厢1、间隔嵌入电梯井道两侧的磁铁2、设置在轿厢1和钢丝绳之间的拉力传感器3、与拉力传感器3电连接的单片机以及发电部分；拉力传感器3固定在轿厢1顶部；发电部分包括转盘4、固定在轿厢1上的步进电机5、线圈6、与线圈6电连接的整流器以及与整流器电连接的蓄电池；步进电机5的转轴上设有与转盘4固定连接，线圈6垂直于转盘4、并固定在转盘4上，步进电机5与单片机电连接。磁铁2为马蹄形的钕铁硼永磁铁2。步进电机5与蓄电池电连接。线圈6有多个，均垂直于转盘4、并固定在转盘4上。
具体使用时：在电梯正常的运行过程中，由于乘坐电梯的人数不固定，因此会导致轿厢1重量的改变。拉力传感器3可实时监测轿厢1的重量，并将轿厢1的重量反馈给单片机。由于对重块的重量固定的，单片机可通过比较轿厢1与对重块的重量，来判断电梯的运行状态。单片机通过控制步进电机5，来控制转盘4转动，由于线圈6是固定在转盘4上的，即达到单片机控制线圈6转动的目的。
马蹄形的钕铁硼永磁铁2能够提供较强的磁场，提高线圈6切割磁感线的效率，即提高发电效率。蓄电池为步进电机5供电，不需要额外的电源，达到节约能源的目的。多个线圈6能够提高发电效率，即提高电梯重力势能利用率。
当轿厢1较重并处于上升或较轻并处于下降的状态时，此时轿厢1的运动过程是电机的耗电过程，单片机控制步进电机5旋转，让线圈6与磁铁2形成的磁感线相互平行。此时由于线圈6与磁铁2形成的磁感线相互平行，不会对轿厢1的运行产生阻力，即不增加电机的额外负重。
当轿厢1较轻并处于上升或较重并处于下降的状态时，单片机控制步进电机5旋转，让线圈6与磁铁2形成的磁感线相互垂直。此时轿厢1是在重力的作用下，向下降落的，此时线圈6作切割磁感线运动，在线圈6中产生感应电流，感应电流通过整流器，然后进入到蓄电池中存储起来。达到利用电梯重力势能发电的目的，与现有技术相比，达到了提高电梯重力势能利用率的目的。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.利用电梯重力势能的发电装置，其特征在于，包括位于电梯井内的轿厢、间隔嵌入电梯井道两侧的磁铁、设置在轿厢和钢丝绳之间的拉力传感器、与拉力传感器电连接的单片机以及发电部分；拉力传感器固定在轿厢顶部；发电部分包括转盘、固定在轿厢上的步进电机、线圈、与线圈电连接的整流器以及与整流器电连接的蓄电池；步进电机的转轴上设有与转盘固定连接，线圈垂直于转盘、并固定在转盘上，步进电机与单片机电连接。
2.根据权利要求1所述的利用电梯重力势能的发电装置，其特征在于，磁铁为马蹄形的钕铁硼永磁铁。
3.根据权利要求2所述的利用电梯重力势能的发电装置，其特征在于，步进电机与蓄电池电连接。
4.根据权利要求3所述的利用电梯重力势能的发电装置，其特征在于，线圈有多个，均垂直于转盘、并固定在转盘上。
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