[发明专利]娱乐装置和用于推进该娱乐装置的乘客运载器的推进方法

说明书

本发明涉及一种娱乐装置，其具有乘客运载器和用于推进该乘客运载器的推进系统，并涉及用于推进娱乐装置中的乘客运载器的一种推进方法。

在娱乐装置中，已知各种各样的推进系统。例如已知采用液压系统推进乘客运载器。在轨道起点，乘客运载器由其推进至一定速度，使乘客运载器能够沿轨道而行直至其终点。除了液压系统，还已知许多其他推进系统：例如，可以提供线性电动机以加速乘客运载器至一定速度，乘客运载器因而例如不能自行通过娱乐装置的轨道的剩余部分。许多其它的构造也是可能的：例如，电动机可以包括在乘客运载器中，并通过滑动接触获得电能。

娱乐装置的总体趋势为高速、强烈震颤和最大极限的感官刺激，这导致很高的能量需求以能够实现乘客运载器的相应地高加速度。因而液压系统被推至其极限，该极限归因于液压系统固有的惯性以及当企图增加施加在乘客运载器上的力以实现相应地高加速度时液压系统中发生的高能量耗散。第二，液压系统，尤其在现今的娱乐装置的要求苛刻的应用中，显示出对维护的高要求，从而可能导致持有成本增加、归因于维修的停机时间的风险等等。

当采用电力推进系统时，局限出现在从电源(例如电网供电)中汲取的能量的量。能量问题甚至可能由于乘客运载器的加速和推进按间歇的时间分布模式发生而增加，例如为了达到引人入胜的、突然的加速效果(其可能导致电能的高峰值需求)。高能量消耗和峰值能量需求的组合可能导致对供能装置(例如主电网的控制器)而言无法接受的能量消耗模式。而且，发电机(例如柴油发电机)不能应付这种突然的需求波动。

因而，当试图实现娱乐装置中乘客运载器的高加速度时，液压驱动的推进系统以及电力驱动的推进系统两者都可能受到限制。

本发明的目的是提供用于娱乐装置的乘客运载器的一种通用的推进装置。

另外，根据本发明的实施例，提供一种娱乐装置，其具有乘客运载器和用于推进该乘客运载器的推进系统，该推进系统包括推进乘客运载器的电动机，为电动机提供能量的电源以及控制单元，所述电源包括存储电能的电存储元件，所述控制单元设置成控制所述电源的运行，该控制单元设置成：

-操作电源以从能量源为电存储元件充电；以及

-操作电源以从存储在电存储元件中的电能为电动机提供能量，以此推进乘客运载器。

存储元件因而从外部能量源充电，然后从存储在存储元件中的电能为推进系统的电动机提供能量，以此推进乘客运载器。电存储元件的充电可以在相对于推进乘客运载器的时间段(例如电动机运行的时间)而言相对长的时间段内进行。电动机可以包括任何类型的电动机，例如旋转电动机、线性电动机、固定磁体电动机、固定线圈电动机、直流电动机、交流电动机等等。电源可以包括任何合适的类型的电源：例如，电源可以包括逆变器以驱动电动机，或者任何其他合适的电路以为电动机提供能量。电源还可以包括任何合适的充电装置，用于为电存储元件充电，其一些例子可以包括将电存储元件连接至外部能量源用以充电的开关、整流电路(在外部能量源为交流的情况下)，不过在优选的实施例中，电源包括变换电能为用于为存储元件充电的充电电压的变换器，而反之也允许在较宽的运行范围中(例如较宽的运行电压范围)使用存储元件，以此可能增加其能量存储能力。例如，变换器可以包括双向直流-直流变换器或者任何其他合适的变换电路。

存储元件可以包括任何类型的电存储元件，在优选的实施例中，电存储元件包括电容，更优选地包括超级电容，以此允许在相对较小的体积存储相对大量的能量，并且允许以高电流给超级电容充电或者放电，以此能够以高能量操作电动机，并且允许乘客运载器的高加速度。此外，通过采用超级电容可以提供快速充电和/或放电(导致每个时间单位中大量的动作)、高能量效率、长的运行寿命和/或其它优点。

在优选的实施例中，若存储元件包括多个电容，变换器可以包括开关网络以切换电容至串联和/或并联组合。从而，充电或放电电压可以适配于(超级)电容的运行电压范围，这允许在(超级)电容的运行电压范围内使用(超级)电容，同时为充电/放电电压提供更多的通用性。此外，可以用相对容易实现的方式执行切换，并且能量损失更少。

在备选的实施例中，变换器可以包括线圈，以与超级电容形成线圈-电容振荡电路，振荡电路的振荡频率适配于电动机的推进时间(例如运转周期时间)。例如，可以通过将更多或者更少的电容以并联和/或串联的方式接入电路以调适振荡频率。

在优选的实施例中，控制单元设置成测量电存储元件的运行电压，并且当电存储元件的运行电压超过最大运行电压时，连接电能耗散器。从而可以防止电存储元件被过度充电。