專利名稱：電動滾梯的動平衡節(jié)能裝置的制作方法
一種電動滾梯的動平衡節(jié)能裝置。
目前，在各大商場和地鐵站等公共場所使用的自動滾梯在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于向上和向下運(yùn)行的兩個滾梯的運(yùn)動方向相反，要用兩個曳引機(jī)分別驅(qū)動它們各自向不同的方向運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，無法將人和物體向下的重力轉(zhuǎn)化為動能，這就意味著把一部分能量白白的浪費(fèi)了。
本發(fā)明的目的是為電動滾梯提供一種動平衡節(jié)能裝置，它不僅可以使?jié)L梯在空載或低負(fù)荷時(shí)降低功耗，而且能在滿載的重負(fù)荷時(shí)，使?jié)L梯以最佳節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在現(xiàn)有的電動滾梯的基礎(chǔ)上，將向上和向下運(yùn)行的兩個滾梯并在一起，在兩個滾梯的上梳齒之間按裝一個動平衡裝置，通過換向齒輪機(jī)構(gòu)，使兩個滾梯的運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反，由一臺曳引機(jī)(同步電動機(jī))驅(qū)動，通過電磁抱閘，蝸輪蝸桿減速箱和曳引輪帶動曳引鏈?zhǔn)挂粋€滾梯向上運(yùn)行，并通過動平衡裝置的主動圓錐齒輪，中間圓錐齒輪和被動圓錐齒輪驅(qū)動另一個滾梯向下運(yùn)行，兩個滾梯承載的人體重力通過動平衡裝置互相作用，保持動平衡以減小曳引機(jī)的負(fù)荷，曳引機(jī)由動平衡傳感器控制，傳感器內(nèi)裝有螺旋彈簧，彈簧的壓力通過連桿下端的滑輪作用在曳引鏈上，連桿上端的滑輪軸與齒條連接，齒條與變阻器(電位器)的驅(qū)動齒輪嚙合，變阻器內(nèi)的三個可調(diào)電阻分別與三個限流電阻和電容接為星形連接，曳引機(jī)定子的三相繞組通過雙向可控硅分別接到電路的三個節(jié)點(diǎn)，雙向觸發(fā)器(雙向二極管)一端接到限流電阻和電容的連接點(diǎn)上，另一端接在雙向可控硅的控制極上，組成控制電路，當(dāng)滾梯負(fù)載增大時(shí)，曳引鏈?zhǔn)艿截?fù)載力矩的作用，壓縮動平衡傳感器彈簧，使滑輪向上運(yùn)動，當(dāng)負(fù)載減小時(shí)彈簧推動滑輪向下運(yùn)動，齒條與滑輪一起隨傳感器彈簧伸縮，通過變阻器的驅(qū)動齒輪，轉(zhuǎn)動可調(diào)電阻的三個滑動觸頭，向控制電路輸出電壓信號，根據(jù)電壓變化控制電容的充電速度，當(dāng)電容電壓上升到雙向二極管導(dǎo)通電壓時(shí)，發(fā)出一個脈沖，由該脈沖觸發(fā)雙向可控硅，使曳引機(jī)通電，雙向可控硅輸出的電壓由可控硅管的導(dǎo)通時(shí)間來決定，動平衡節(jié)能裝置根據(jù)負(fù)載大小的變化，自動調(diào)整可控硅的導(dǎo)通時(shí)間，控制曳引機(jī)定子的磁場強(qiáng)度，來適應(yīng)滾梯運(yùn)轉(zhuǎn)需要。本發(fā)明的另一個實(shí)施例是利用穩(wěn)速電路控制曳引機(jī)(直流電動機(jī))兩端的電壓，穩(wěn)速電路由硅整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4組成橋式整流電路，單向可控硅V1串聯(lián)在電阻R1和電動機(jī)M之間，電容C串在電阻R2與可調(diào)電阻Rw之間，雙基極二極管的兩個基極與電阻R3R4連接，電阻R1R2R3與橋式整流電路的正極連接，電動機(jī)M可調(diào)電阻Rw和電阻R4連在橋式整流電路的負(fù)極，二極管VD的正極接到電容C與可調(diào)電阻Rw的連接點(diǎn)，負(fù)極引線接到電阻R1與單向可控硅V1的陽極之間的連接點(diǎn)上，雙基極二極管V2的b，e結(jié)接到電阻R2與電容C之間的連線上，單向可控硅V1的控制極引出線接到雙基極二極管V2與電阻R4的連接點(diǎn)上組成控制環(huán)路。由于直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子線圈在轉(zhuǎn)動過程中會產(chǎn)生反電動勢，反電動勢的大小與電動機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，反電動勢越大，電動機(jī)的內(nèi)阻也就越高，穩(wěn)速電路就是利用這個隨速度而變化的反電動勢來控制加到電動機(jī)兩端的電壓，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，當(dāng)滾梯負(fù)載增大時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)減慢，反電動勢變小，相當(dāng)于電動機(jī)的內(nèi)阻變小，電容的充電速度加快，增加了可控硅的導(dǎo)通時(shí)間，電動機(jī)的輸入電壓升高，使轉(zhuǎn)速增加，若電動機(jī)轉(zhuǎn)速偏快，其控制作用相反。
由于采用上述方案，可以用一臺曳引機(jī)同時(shí)驅(qū)動向上和向下運(yùn)行的兩個滾梯一起運(yùn)轉(zhuǎn)，利用人體重力保持動平衡，與現(xiàn)有技術(shù)相比可節(jié)電百分之五十左右。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明的構(gòu)造圖。
圖2是動平衡裝置的剖視圖。
圖3是本發(fā)明第一個實(shí)施例的構(gòu)造圖。
圖4是圖3的A——A剖面圖。
圖5是控制電路原理和雙向可控硅輸出電壓波形圖。
圖6是第二個實(shí)施例的穩(wěn)速電路控制原理圖。
圖中1、曳引機(jī)2、抱閘3、減速箱4、曳引輪5、曳引鏈6、動平衡裝置7、動平衡傳感器8、上梳齒9、下梳齒10、框架11、托架12、動平衡裝置殼13、主動圓錐齒輪14、中間軸15、中間圓錐齒輪16、被動圓錐齒輪17、軸承套18、墊圈19、滾錐軸承20、滾珠軸承21、螺栓22、密封環(huán)23、凸緣24、油封25、螺母26、彈簧27、連桿28、滑輪29、滑輪軸30、滾針軸承31、黃油嘴32、頂絲33、齒條34、變阻器35、驅(qū)動齒輪36、滑動觸頭37、控制電路板K、電源開關(guān)Rw1Rw2Rw3可調(diào)電阻R1R2R3限流電阻C1C2C3電容D1D2D3曳引機(jī)定子繞組，VD01VD02VD03雙向觸發(fā)器V01V02V03雙向可控硅，α雙向可控硅的觸發(fā)角，θ可控硅的導(dǎo)通角，U電壓，ωt交變量的角頻率，VD1-VD4整流二極管V1單向可控硅V2雙基極二極管VD二極管M直流電動機(jī)，Rm電動機(jī)內(nèi)阻R1-R4電阻。
在圖1中，動平衡裝置(6)固定在托架(11)上，與左右兩個滾梯的上梳齒(8)連接，動平衡傳感器(7)控制曳引機(jī)(1)通過電磁抱閘(2)蝸輪蝸桿減速箱(3)驅(qū)動曳引輪(4)使曳引鏈(5)帶動右側(cè)的滾梯向上運(yùn)轉(zhuǎn)，并通過動平衡裝置(6)的換向齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動左側(cè)的滾梯向下運(yùn)轉(zhuǎn)。
在圖2中，動平衡裝置固定在托架(11)上，外殼(12)內(nèi)的換向齒輪機(jī)構(gòu)通過主動圓錐齒輪(13)驅(qū)動中間軸(14)上的兩個中間圓錐齒輪(15)使被動圓錐齒輪(16)向相反的方向旋轉(zhuǎn)，在中間軸(14)和中間圓錐齒輪(15)之間配有軸承套(17)和墊圈(18)主動圓錐齒輪(13)和被動圓錐齒輪(16)輸入和輸出的軸頸上裝有滾錐軸承(19)和滾珠軸承(20)，動平衡裝置殼(12)內(nèi)需加入適量齒輪油，來潤滑換向齒輪機(jī)構(gòu)和各部位軸承，外殼(12)分為兩部分用螺栓(21)組合在一起，外殼中間的接盤處裝有密封環(huán)(22)，外殼(12)兩端與凸緣(23)的鍵管之間配有油封(24)，在鍵管一端裝有密封環(huán)(22)，凸緣外端的螺母(25)將密封環(huán)夾在鍵管和滾珠軸承(20)的軸承內(nèi)套之間。
在圖3中，曳引機(jī)(1)通過抱閘(2)減速箱(3)驅(qū)動曳引輪(4)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)滾梯負(fù)載增大時(shí)，曳引鏈(5)受到負(fù)載力矩的作用，壓縮動平衡傳感器彈簧(26)使滑輪(28)向上運(yùn)動，當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，彈簧推動滑輪向下運(yùn)動。
在圖4中，曳引機(jī)(1)采用內(nèi)外反應(yīng)凸極式轉(zhuǎn)子，由磁性材料和非磁性材料拼鑲而成，具有凸極的磁效應(yīng)，在起動時(shí)轉(zhuǎn)子的鼠籠繞組與定子的旋轉(zhuǎn)磁場互相作用產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩，逐漸加速到接近同步轉(zhuǎn)速，凸極式轉(zhuǎn)子直軸方向的磁阻小于交軸方向的磁阻，產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，旋轉(zhuǎn)磁場利用磁阻牽制轉(zhuǎn)子同步運(yùn)行，使曳引機(jī)在額定的功率范圍內(nèi)保持恒定的轉(zhuǎn)速。曳引機(jī)由動平衡傳感器(7)控制，傳感器內(nèi)裝有螺旋彈簧(26)彈簧的壓力通過連桿(27)下端的滑輪(28)作用在曳引鏈(5)上，在滑輪(28)和軸(29)之間裝有滾針軸承(30)滑輪軸(29)上裝有黃油嘴(31)軸的兩端有頂絲(32)連桿(27)上端的滑輪軸(29)與齒條(33)連接，齒條(33)與變阻器(34)的驅(qū)動齒輪(35)嚙合，齒條(33)與滑輪(28)隨動平衡傳感器彈簧(26)伸縮控制變阻器(34)的滑動觸頭(36)向控制電路(37)輸出電壓信號。
在圖5中，三相交流電經(jīng)電源開關(guān)K接通控制電路，變阻器的三個可調(diào)電阻Rw1Rw2Rw3分別與限流電阻R1R2R3和電容C1C2C3接為星形連接，曳引機(jī)定子繞組D1D2D3通過雙向可控硅V01V02V03分別接到電路的三個節(jié)點(diǎn)，雙向觸發(fā)器VD01串聯(lián)在限流電阻R1與電容C1的連接點(diǎn)和雙向可控硅V01的控制極之間，VD02串在R2與C2的連接點(diǎn)和V02的控制極之間，VD03串在R3與C3的連接點(diǎn)和V03的控制極之間，在A，B，C三根端線中，當(dāng)A相電壓在正半波時(shí)通過可調(diào)電阻Rw1和限流電阻R1給電容C1充電，當(dāng)電容電壓上升到雙向觸發(fā)器VD01正向?qū)〞r(shí)發(fā)出一個脈沖，該脈沖去觸發(fā)雙向可控硅V01中的一支可控硅管，使定子繞組D1通電，在A相電壓由正半波轉(zhuǎn)為負(fù)半波的瞬間，由于電壓為零可控硅關(guān)閉，使D1瞬間斷電，當(dāng)A相電壓變?yōu)樨?fù)半波時(shí)，可調(diào)電阻Rw，限流電阻R1和電容C1組成回路，又給電容反向充電，電容電壓反向上升到一定值時(shí)，又使雙向觸發(fā)器VD01的另一支二極管導(dǎo)通，并觸發(fā)另一支可控硅管，這樣定子繞組D1在A相電壓的負(fù)半波時(shí)再次得到一段時(shí)間的電流供應(yīng)。從雙向可控硅輸出電壓波形圖中可以看出，雙向可控硅的觸發(fā)角α與導(dǎo)通角θ兩角度之和為180°，若α角增大θ角會相應(yīng)變小，反之α角變小θ角增大，θ角越大電壓值就越高，α角隨電容充電速度的快慢而變化，電容充電越慢α角越大，通過動平衡傳感器控制變阻器的三個可調(diào)電阻就可以調(diào)整電容充電的速度，改變α角的大小，使雙向可控硅的導(dǎo)通時(shí)刻發(fā)生變化，得到寬度受控制的脈沖電壓。
在圖6所示的另一個實(shí)施例中，電網(wǎng)交流電經(jīng)整流二極管VD1，VD2，VD3，VD4接入穩(wěn)速電路，雙基極二極管V2和單向可控硅V1處于關(guān)閉狀態(tài)，由電阻R2和電容C與可調(diào)電阻Rw組成回路，給電容充電，當(dāng)電容電壓上升到一定值時(shí)，使雙基極二極管V2導(dǎo)通，發(fā)出一個脈沖觸發(fā)單向可控硅V1使電動機(jī)M通電，電動機(jī)的內(nèi)阻Rm和可調(diào)電阻Rw與電阻R1R2組成一個橋式平衡電路，通過可調(diào)電阻Rw來改變平衡狀態(tài)，當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，電動機(jī)受到負(fù)載力矩的作用使轉(zhuǎn)速降低，電動機(jī)的反電動勢變小，導(dǎo)致電動機(jī)內(nèi)阻Rm減小，因而，使b點(diǎn)電位降低，在二極管VD上形成一個電位差Uab，通過電容C的電流增大，加快了電容的充電速度，雙基極二極管V2提前觸發(fā)單向可控硅V1使可控硅的導(dǎo)通時(shí)間增加，提高電動機(jī)的輸入電壓，使轉(zhuǎn)速增加，若電動機(jī)的轉(zhuǎn)速偏快，則反電動勢增大，相當(dāng)于電動機(jī)內(nèi)阻變大，b點(diǎn)電位升高，在二極管VD上形成Uba疊加在原來的Uab上，由于這兩個電壓方向是相反的，也就是Uba使原來的Uab變小，電容的充電速度變慢，改變了雙基極二極管V2的工作點(diǎn)，使單向可控硅V1的導(dǎo)通時(shí)間縮短，(脈沖寬度變窄)降低了電動機(jī)的工作電壓，使轉(zhuǎn)速變慢，穩(wěn)速電路就這樣自動地對電動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，讓轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動滾梯的動平衡節(jié)能裝置，在現(xiàn)有的電動滾梯的基礎(chǔ)上，由動平衡裝置將兩個滾梯的上梳齒連在一起，其特征是動平衡裝置的主動圓錐齒輪和被動圓錐齒輪與中間軸上的兩個中間圓錐齒輪互相嚙合，曳引機(jī)通過電磁抱閘，蝸輪蝸桿減速箱，曳引輪和曳引鏈帶動一個滾梯向上運(yùn)行，并通過動平衡裝置帶動另一個滾梯向下運(yùn)行，控制電路通過可控硅對曳引機(jī)的輸入電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制，使曳引機(jī)降壓弱磁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動滾梯的動平衡節(jié)能裝置，其特征是曳引機(jī)(同步電動機(jī))由動平衡傳感器控制，傳感器內(nèi)裝有螺旋彈簧，彈簧的壓力通過連桿下端的滑輪作用在曳引鏈上，連桿上端的滑輪軸與齒條連接，齒條與變阻器的驅(qū)動齒輪嚙合，控制變阻器的三個滑動觸頭，變阻器內(nèi)的三個可調(diào)電阻分別與三個限流電阻和電容接為星形連接，曳引機(jī)定子的三相繞組通過雙向可控硅分別接到電路的三個節(jié)點(diǎn)，雙向觸發(fā)器一端接到限流電阻和電容的連接點(diǎn)上，另一端接在雙向可控硅的控制極上，組成控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動滾梯的動平衡節(jié)能裝置，其特征是曳引機(jī)(直流電動機(jī))用穩(wěn)速電路控制，由硅整流二極管VD1VD2VD3VD4組成橋式整流電路，單向可控硅V1串聯(lián)在電阻R1和電動機(jī)M之間，電容C串在電阻R2與可調(diào)電阻Rw之間，雙基極二極管V2的兩個基極與電阻R3R4連接，電阻R1R2R3與橋式整流電路的正極連接，電動機(jī)M，可調(diào)電阻Rw和電阻R4連在整流電路的負(fù)極，二極管VD的正極接到電容C與可調(diào)電阻Rw的連接點(diǎn)，負(fù)極引線接到電阻R1與單向可控硅V1的陽極之間的連接點(diǎn)上，雙基極二極管V2的b，e結(jié)接到電阻R2與電容C之間的連線上，單向可控硅V1的控制極引出線接到雙基極二極管V2與電阻R4的連接點(diǎn)上，組成控制環(huán)路。
全文摘要
一種電動滾梯的動平衡節(jié)能裝置,由動平衡裝置的換向齒輪機(jī)構(gòu)將向上和向下運(yùn)行的兩個滾梯連在一起,用一臺曳引機(jī)驅(qū)動兩個滾梯同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),兩個滾梯承載的人體重力通過動平衡裝置相互作用,保持動平衡,以減小曳引機(jī)的負(fù)荷,動平衡節(jié)能裝置根據(jù)負(fù)載大小的變化自動調(diào)整曳引機(jī)輸入和輸出的功率,來適應(yīng)滾梯運(yùn)轉(zhuǎn)需要,它不僅可以使?jié)L梯在空載或低負(fù)荷時(shí)降低功耗,而且能夠在滿載的重負(fù)荷時(shí)使?jié)L梯以最佳節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行。
文檔編號B66B21/04GK1274675SQ0010972
公開日2000年11月29日 申請日期2000年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月3日
發(fā)明者吉振欣 申請人:吉振欣