Способ рекуперации энергии движения лифта

Способ рекуперации энергии движения лифта с использованием генератора постоянного тока при спуске груза, двигателя постоянного тока при его подъеме и промежуточного накопителя электроэнергии. Механическая связь между тросовым шкивом, генератором и двигателем осуществляется открытой одноступенчатой шестеренчатой передачей между зубчатым венцом, закрепленным на торце тросового шкива, и шестернями, закрепленными на валах генератора и двигателя. Изобретение направлено на повышение энергоэффективности лифтовой установки независимо от конструкции лифтовой лебедки. 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области проблем энергосбережения, в частности к способам рекуперации энергии движения лифта.

Значимость настоящего изобретения определяется количеством энергии, которая может быть получена и в дальнейшем полезно использована. Независимо от назначения лифта, энергия определяется потенциальной энергией груза, которая при скорости движения лифта, равной 1 м/с, обеспечивает мощность в 10 Вт на каждый килограмм груза. Очевидно, что при спуске одного пассажира весом 60 кг, мощность потенциальной энергии этого движения составляет 600 Вт.

Известен ряд технических решений, направленных на использование упомянутой выше энергии. Как правило, целью этих решений является получение электроэнергии и возврат ее в электрическую цепь.

Известно также техническое решение рекуперации энергии торможения лифта (патент WO 2012074494 А1, 07.06.2012), в котором генератор постоянного тока вырабатывает электроэнергию при спуске груза, а электродвигатель, тоже постоянного тока, отдает эту энергию при подъеме груза. В этой системе используется закрытый многоступенчатый шестеренчатый редуктор.

Недостатком этого технического решения является использование в этой системе упомянутого редуктора, так как это вызывает необходимость разработки и изготовления редукторов разных типоразмеров для лифтов разной грузоподъемности и снижает КПД системы, т.к. КПД каждой ступени шестеренчатой передачи равен 0,93. Высокая стоимость редуктора снижает также экономическую эффективность изобретения.

Импульсный характер, нестабильность по частоте, сложность и высокая стоимость устройств (до 60000 руб. за комплект) тормозят внедрение известных технических решений.

Целью настоящего изобретения является использование потенциальной энергии при спуске груза в лифте независимо от конструкции лифтовой лебедки и без активной связи с электросетью лифта.

Эта цель достигается путем создания автономного энергетического устройства, включающего в себя генератор постоянного тока, электродвигатель постоянного тока, механически сочлененных с тросовым шкивом лебедки и накопителем электроэнергии с управляющим реле без использования специальных дорогостоящих элементов.

Механическая связь между тросовым шкивом, генератором и двигателем осуществляется открытой одноступенчатой шестеренчатой передачей между зубчатым валом, закрепленным на тросе тросового шкива и шестерней, устанавливаемой на валах генератора и двигателя.

В качестве зубчатого венца могут быть использованы находящиеся в свободной продаже зубчатые валы моховиков автомобильных двигателей.

На фиг. 1 приведена схема по реализации предлагаемого способа.

На фиг. 2 приведена схема электромеханического реле управления устройства.

Для обеспечения рекуперации энергии торможения в лифте на тросовом шкиве 1 (фиг. 1) лебедки закрепляется зубчатый венец 2 (аналог зубчатого венца на маховике ДВС).

Венец сочленяется с генератором постоянного тока 3 и электродвигателем 4. Крепление последних осуществляется на опорной конструкции 5, используемой для установки элементов электронакопителя 6 и управляющего реле 7.

Сочленение генератора и электродвигателя с зубчатым венцом осуществляется с помощью шестеренок, установленных на их валах с передаточным числом, соответствующим характеристикам (по числу оборотов) генератора и двигателя.

В качестве накопителя электроэнергии могут быть использованы автомобильные конденсаторные накопители, применяемые в гибридных автомобилях.

Управляющее реле (электромагнитное) обеспечивает соединение генератора с накопителем во время спуска груза и соединение электронакопителя с двигателем во время подъема груза. Такой режим обеспечивается полярностью постоянного тока генератора, вырабатываемого как при спуске, так и при подъеме груза.

Режим работы устройства по предлагаемому способу следующий.

При спуске груза генератор, используя часть потенциальной энергии спускаемого груза, вырабатывает электроэнергию, которая накапливается в электронакопителе. Электродвигатель при этом отключен. При подъеме генератор продолжает работу, сменив полярность тока, без нагрузки и лишь питая управляющее реле, которое соединяет накопитель с электродвигателем, который отдает свою мощность на подъем груза, в помощь основному двигателю лебедки. Таким образом используется рекуперация потенциальной энергии спускаемого груза для использования ее при подъеме груза. Это облегчает режим работы основного двигателя лебедки и, тем самым, обеспечивает экономию электроэнергии. Параметры входящих в систему элементов должны быть определены в зависимости от типа лифта.

Положительный эффект предлагаемого способа определяется следующим:

- использование предлагаемого способа в производстве лифтов может снизить электропотребление при эксплуатации;

- возможный экономический эффект определяется большим количеством эксплуатируемых лифтов (более 10000 только в Москве);

- установка предлагаемого устройства не требует значительных конструктивных переделок существующих лебедок, за исключением установки на шкиве зубчатого венца;

- установка аппаратуры по предлагаемому способу посильна техническому персоналу, обслуживающему лифты.

Способ рекуперации энергии движения лифта с использованием генератора постоянного тока при спуске груза, двигателя постоянного тока при его подъеме и промежуточного накопителя электроэнергии, отличающийся тем, что механическая связь между тросовым шкивом, генератором и двигателем осуществляется открытой одноступенчатой шестеренчатой передачей между зубчатым венцом, закрепленным на торце тросового шкива, и шестернями, закрепленными на валах генератора и двигателя.