[发明专利]实现运动能量回收发电的节能装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄能发电式健身器，尤其涉及一种实现运动能量回收发电的节能装置及其控制方法。

背景技术

随着人们的生活水平提高，户内运动健身器材已经普遍。使用者在使用过程中将自身的运动动能转化为运动健身器材的机械势能，而运动健身器材的机械势能只能变为热能消耗掉，如果散热不良容易造成运动健身器材的损坏，减少运动健身器材的使用寿命，同时还造成了能源的浪费。

为此，有技术人员提供一种能将使用者的运动动能通过运动健身器材和发电机转化为电能并储存的设备。例如，中国专利文献CN101934126B公开“一种蓄能发电式健身器”，包括运动健身器材、运动健身器材液压泵、液压蓄能器和油路分配控制模块、发电模块组成,其中,运动健身器材液压泵与运动健身器材联动连接,液压蓄能器与运动健身器材液压泵相连,实现健身能量回收,发电模块与液压蓄能器相连,将回收的健身能量释放并发电。此装置虽然能将使用者的运动动能转化为电能，但是其在回收能量并发电后还需要人工手动操作才能应用在负载上，也不能根据负载所需要功率大小进行输出电量的自动调节，在储存能量不能够支持负载的正常运行的情况下不能自动启用交流电，使得负载使用过程中容易因电量不足而暂停工作，影响人们的正常使用。

另外，由于现有的发电机在使用过程中的转矩一般都是一定，而使用运动健身器材的使用者的力度不均，力度较小的在使用过程中可能无法启动发电机，力度较大的在使用过程中又会出现能源浪费，而如果配合不同使用者对发电机的转矩进行手工调整，这样又会增加使用者的工作量，调整工序也比较繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提出一种实现运动能量回收发电的节能装置，其能将运动健身器材的运动动能通过发电机转发为电能，存储在储能装置内，并自动控制储能装置根据负载的实际需要进行送电，且在储能装置的电量不足的情况下，能自动控制交流电对负载进行送电，保证负载的正常使用。

本发明的另一个目的在于提出一种实现运动能量回收发电的节能装置，其可以根据使用者的力度大小实时调整发电机的转矩，以保证不同力度的使用者均可以使用运动健身器材对发电机进行发电。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现运动能量回收发电的节能装置，包括运动健身器材、发电机、充电装置、储能装置、逆变器以及控制装置，所述运动健身器材与所述发电机电连接，所述发电机与所述充电装置电连接，所述充电装置与所述储能装置电连接，所述储能装置与所述逆变器电连接，所述控制装置分别与所述充电装置、所述储能装置、所述逆变器、交流电源以及负载相连，所述交流电源与所述负载相连，所述逆变器的输出端与所述负载的输入端连接。

通过将控制装置与储能装置、交流电源、逆变器以及负载连接，可以根据负载的实际需要电量，控制储能装置对负载进行补充电量或者直接利用交流电源进行供电，保证负载在任何情况下均能正常使用。

作为运动能量回收发电的节能装置的一种优选方案，所述控制装置包括用于检测正在使用的所述负载的工作功率以及所述储能装置的存储电量的检测模块、用于接收并处理来自所述检测模块的信号的信号处理模块、用于控制所述储能装置的工作模式的充放电控制模块以及用于决定所述储能装置的并网输出功率的并网放电控制模块；

所述检测模块的输入端分别连接所述负载以及所述储能装置，所述检测模块的输出端分别连接所述信号处理模块的输入端以及所述充放电控制模块的输入端；所述充放电控制模块用于根据检测所述储能装置的充电输入端是否有功率输入控制所述储能装置的工作模式，所述储能装置的工作模式包括充电模式、放电模式以及待机模式；所述信号处理模块与所述充放电控制模块电连接，用于在所述储能装置工作处于放电模式时，根据所述检测模块的检测信号生成相应的电池功率输出控制信号，所述充放电控制模块与所述并网放电控制模块电连接，所述并网放电控制模块的输出端分别连接所述负载以及所述储能装置，用于根据所述负载的用电功率控制储能装置的输出功率。

作为运动能量回收发电的节能装置的一种优选方案，所述充电装置包括功率检测单元、充电管理单元以及电能输出单元；