專利名稱：一種電梯能源再生自用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電梯能源再生自用裝置。
背景技術(shù)：
電梯是位能性負(fù)載，在非平衡狀態(tài)運(yùn)行(如低于半載工況時(shí)的上行和大于半載工 況時(shí)的下行)、以及反復(fù)減速制動(dòng)過程中，將產(chǎn)生大量的勢能和動(dòng)能(行業(yè)稱此工況為發(fā)電 狀態(tài))。電梯發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)被反拖制動(dòng)以滿足給定頻率下的轉(zhuǎn)速，由此產(chǎn)生的能 量轉(zhuǎn)換為電能后反灌到電梯驅(qū)動(dòng)變頻器的直流母線電容組側(cè)聚集形成高壓直流電。電梯速 度越快、層站越高、起制動(dòng)越頻繁，轉(zhuǎn)換成的電能則越多。當(dāng)累積的電能超過一定限度時(shí)，會(huì) 引起系統(tǒng)停機(jī)甚至燒毀、還會(huì)產(chǎn)生大量的熱排放污染環(huán)境。解決這個(gè)問題目前有兩種方案其一是能耗制動(dòng)方案在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接入大功率電阻，以消耗能量。研究表明電梯直 接消耗在制動(dòng)電阻上的電能占電梯總消耗電能的35% -46% ；其二是能量回饋方案采用有源逆變技術(shù)，在電梯驅(qū)動(dòng)變頻器直流側(cè)外接能量回 饋逆變制動(dòng)單元把能量回饋電網(wǎng)。第一種方案成本比較低，技術(shù)上簡單易行。缺點(diǎn)是電能浪費(fèi)不利于建設(shè)節(jié)能型社 會(huì)，且由于制動(dòng)電阻工作要散發(fā)大量的熱和有害氣體，污染環(huán)境；第二種方案節(jié)能效果明顯，電梯產(chǎn)生的能量可以逆變成交流電后同步送回電網(wǎng)。 缺點(diǎn)是回饋電網(wǎng)的電能質(zhì)量(如波形、同步等)受到一定置疑、且若大數(shù)量大范圍的電梯都 向電網(wǎng)回送電能可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全造成威脅。另外，能量回饋方案要增加電梯用戶的采 購支出且對(duì)用戶自身沒有實(shí)際的節(jié)能受益。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是將電梯頻繁起制動(dòng)、非平衡狀態(tài)上下運(yùn)行所產(chǎn)生 的能量再生自用而不是使用制動(dòng)電阻消耗掉，再生的能源用于電梯本地負(fù)載。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的電梯能源再生自用裝置包括電梯驅(qū)動(dòng)變 頻器、電梯曳引機(jī)、電梯負(fù)載、電梯停電應(yīng)急救援裝置，在電梯驅(qū)動(dòng)變頻器和電梯曳引機(jī)之 間電連接可控變流器，可控變流器的直流側(cè)電連接蓄電池裝置，其交流側(cè)與電梯負(fù)載電連 接，蓄電池裝置電連接電梯停電應(yīng)急救援裝置；其中可控變流器由方向二極管、絕緣柵雙極 型晶體管(IGBT)、脈寬寬度調(diào)制(PWM)控制的逆變電路組成；蓄電池裝置由蓄電池組、斬 波-降壓-充電電路、逆變-升壓電路組成，斬波-降壓-充電電路電連接在電梯驅(qū)動(dòng)變頻 器中間直流側(cè)，逆變-升壓電路與電梯負(fù)載電連接；另外可以增加旁路電源裝置與電梯停 電應(yīng)急救援裝置和電梯負(fù)載電連接，旁路電源裝置通過監(jiān)測開關(guān)控制。本電梯能源再生自用裝置用于電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，將電梯頻繁起制動(dòng)、非平衡狀態(tài) 上下運(yùn)行所產(chǎn)生的能量再生自用而不是使用制動(dòng)電阻消耗掉，再生的能源用于電梯本地負(fù) 載，如照明、通風(fēng)、通訊、監(jiān)控、控制等，同時(shí)向蓄電池裝置充電起到輔助供電并擔(dān)負(fù)停電應(yīng)急救援電源。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電梯的科學(xué)節(jié)能、有效節(jié)能和消除因制動(dòng)電阻散熱產(chǎn)生的 環(huán)境影響，對(duì)建筑節(jié)能減排環(huán)保起到明顯的效果。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1為本實(shí)用新型的原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，在電梯驅(qū)動(dòng)變頻器1和電梯曳引機(jī)2之間電連接可控變流器6，可控 變流器6的直流側(cè)電連接蓄電池裝置3，交流側(cè)與電梯負(fù)載5電連接，蓄電池裝置3電連接 電梯停電應(yīng)急救援裝置4，其中可控變流器6是采用方向二極管開關(guān)元件、IGBT做為逆變元 器件、PWM控制逆變電路的能量回饋裝置。逆變時(shí)，直流側(cè)通過電壓控制，交流側(cè)直接與電 梯負(fù)載5電連接，用于照明、通風(fēng)、通訊、監(jiān)控、控制等。電梯通電待機(jī)狀態(tài)和電梯電動(dòng)狀態(tài)， 電梯驅(qū)動(dòng)變頻器1內(nèi)部中間電容電壓等于輸入三相交流電經(jīng)整流后的電壓500V，此時(shí)，達(dá) 不到設(shè)計(jì)值，可控變流器6不工作；電梯發(fā)電狀態(tài)下，中間電容電壓升高，當(dāng)泵升到設(shè)計(jì)值 550-570V時(shí)，開關(guān)元件導(dǎo)通，高壓直流電經(jīng)IGBT轉(zhuǎn)換為正弦50Hz交流電向電梯照明等負(fù)載 供電；同時(shí)，斬波降壓電路導(dǎo)通，向蓄電池組充電。當(dāng)泵升電壓下降至設(shè)計(jì)值以下時(shí)，一組轉(zhuǎn) 換開關(guān)自動(dòng)接通，蓄電池組經(jīng)逆變升壓后向電梯照明等電梯負(fù)載供電。蓄電池裝置3與電 梯停電應(yīng)急救援裝置4設(shè)為一體，故蓄電池組同時(shí)擔(dān)負(fù)著停電應(yīng)急救援功用。為提高供電 的可靠性，增加旁路電源裝置7，當(dāng)逆變系統(tǒng)或蓄電池系統(tǒng)供電不足或故障時(shí)，監(jiān)測開關(guān)導(dǎo) 通，自動(dòng)切換至電網(wǎng)供電。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明電梯實(shí)驗(yàn)塔安裝有一臺(tái)1350Kg/3.0m/s，14/14/14層站門的電梯，采 用VVVF(Variable Voltage Variable Frequency，交流變頻調(diào)速)驅(qū)動(dòng)永磁同步曳引機(jī)，在 電梯控制柜變頻器直流母線兩側(cè)接入上述工作原理的能量回饋裝置，電梯除每天上下班接 送工作人員運(yùn)行4h外，其它時(shí)間采用隨機(jī)運(yùn)行方式24h運(yùn)行。半載以上下行運(yùn)行和半載以 下上行運(yùn)行機(jī)率約占總運(yùn)行時(shí)間的40%，每天制動(dòng)約298次。在能量回饋裝置輸出端接入 電度表紀(jì)錄電梯發(fā)電情況，經(jīng)過1個(gè)月的紀(jì)錄，共發(fā)電900Kwh，平均每天發(fā)電約30Kwh。除 消耗于電梯本身40w照明2臺(tái)、35w風(fēng)機(jī)2臺(tái)、通訊、對(duì)講、監(jiān)控外，并向蓄電池組充電，實(shí)驗(yàn) 期間停電應(yīng)急救援實(shí)驗(yàn)進(jìn)行2次。
權(quán)利要求1.一種電梯能源再生自用裝置，包括電梯驅(qū)動(dòng)變頻器(1)、電梯曳引機(jī)O)、電梯負(fù)載 (5)、電梯停電應(yīng)急救援裝置G)，其特征在于在所述的電梯驅(qū)動(dòng)變頻器(1)和電梯曳引 機(jī)( 之間電連接可控變流器(6)，所述的可控變流器(6)的直流側(cè)電連接有蓄電池裝置 (3)，其交流側(cè)與電梯負(fù)載(5)電連接，所述的蓄電池裝置(3)電連接電梯停電應(yīng)急救援裝置⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯能源再生自用裝置，其特征在于所述的可控變流器(6) 由方向二極管、絕緣柵雙極型晶體管、脈寬寬度調(diào)制控制的逆變電路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯能源再生自用裝置，其特征在于所述的蓄電池裝置(3) 由蓄電池組、斬波-降壓-充電電路、逆變-升壓電路組成，所述是斬波-降壓-充電電路 電連接在電梯驅(qū)動(dòng)變頻器(1)中間直流側(cè)，所述的逆變-升壓電路與電梯負(fù)載(5)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的電梯能源再生自用裝置，其特征在于旁 路電源裝置(7)與電梯停電應(yīng)急救援裝置⑷和電梯負(fù)載(5)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電梯能源再生自用裝置，包括電梯驅(qū)動(dòng)變頻器、電梯曳引機(jī)、電梯負(fù)載、電梯停電應(yīng)急救援裝置，在電梯驅(qū)動(dòng)變頻器和電梯曳引機(jī)之間電連接可控變流器，可控變流器的直流側(cè)電連接蓄電池裝置，其交流側(cè)與電梯負(fù)載電連接，蓄電池裝置電連接電梯停電應(yīng)急救援裝置。本實(shí)用新型用于電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，將電梯頻繁起制動(dòng)、非平衡狀態(tài)上下運(yùn)行所產(chǎn)生的能量再生自用而不是使用制動(dòng)電阻消耗掉，再生的能源用于電梯本地負(fù)載，如照明、通風(fēng)、通訊、監(jiān)控、控制等，同時(shí)向蓄電池裝置充電起到輔助供電并擔(dān)負(fù)停電應(yīng)急救援電源。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電梯的科學(xué)節(jié)能、有效節(jié)能和消除因制動(dòng)電阻散熱產(chǎn)生的環(huán)境影響，對(duì)建筑節(jié)能減排環(huán)保起到明顯的效果。
文檔編號(hào)H02J9/00GK201821147SQ20102050472
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者范奉和 申請(qǐng)人:東莞市三洋電梯有限公司