電梯應(yīng)急節(jié)能裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電梯應(yīng)急節(jié)能裝置，包括DC/AC逆變模塊、DC/DC雙向變換模塊和超級(jí)電容組，當(dāng)電梯工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，所述第二電子功率器件導(dǎo)通，所述第一電子功率器件截止，所述DC/DC雙向變換模塊將直流母線的電壓通過充電電路給超級(jí)電容組充電；當(dāng)電梯工作在耗能狀態(tài)時(shí)，所述第二電子功率器件截止，所述第一電子功率器件導(dǎo)通，所述DC/DC雙向變換模塊將超級(jí)電容組的電壓通過放電電路給所述直流母線供電，在做應(yīng)急電源時(shí)DC/DC雙向變換模塊還給所述DC/AC逆變模塊供電，以為電梯輔助控制部分提供能量。
【專利說明】電梯應(yīng)急節(jié)能裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電梯控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電梯應(yīng)急節(jié)能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電梯在日常生活中使用越來越多，電梯能耗和安全問題越來越突出。在電梯運(yùn)行中，電梯有近一半狀態(tài)下處于發(fā)電狀態(tài)，針對這部分電梯發(fā)電的電能目前都是采取電阻耗能的方式消耗掉，不僅造成能源的浪費(fèi)而且造成環(huán)境的污染。為了利用這部分能量，目前在電梯節(jié)能應(yīng)用方面市場上的節(jié)能裝置是把電梯運(yùn)行中產(chǎn)生的這部分能量通過逆變電路反饋回電網(wǎng)，從而達(dá)到節(jié)能目的回收。這類裝置能達(dá)到節(jié)能要求，但是由于輸出電壓為逆變交流源，在反饋回電網(wǎng)時(shí)，不可避免的對電網(wǎng)會(huì)形成諧波污染。
[0003]在電梯的后備應(yīng)急電源中，目前主要是采取的電池作為儲(chǔ)能元件，在電梯停電后，通過逆變把電池的直流電轉(zhuǎn)換為電梯所需的交流電，滿足電梯應(yīng)急平層功能。
[0004]現(xiàn)有的電梯應(yīng)急電源存在主要缺點(diǎn)是，電池需要定期維護(hù)，且電池壽命有限，一般工作3年左右就得換電池組。另外在電梯應(yīng)急平層時(shí)由于所需能量全由逆變電路提供，逆變電路需要承受較大功率，導(dǎo)致逆變電流電路成本高，可靠性降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種逆變電路功率較小，但整機(jī)變換效率高的電梯應(yīng)急節(jié)能裝置。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]提供一種電梯應(yīng)急節(jié)能裝置，包括:
[0008]DC/AC逆變模塊；
[0009]DC/DC雙向變換模塊，與DC/AC逆變模塊連接，并與電梯拽引電機(jī)的變頻控制器的直流母線連接；該DC/DC雙向變換模塊包括放電電路和充電電路，其中放電電路中包括第一電子功率器件，充電電路中包括第二電子功率器件；
[0010]超級(jí)電容組，與DC/DC雙向變換模塊連接；
[0011]系統(tǒng)控制器，與DC/AC逆變模塊、DC/DC雙向變換模塊連接；
[0012]當(dāng)電梯工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，所述第二電子功率器件導(dǎo)通，所述第一電子功率器件截止，所述DC/DC雙向變換模塊將直流母線的電壓通過充電電路給超級(jí)電容組充電；
[0013]當(dāng)電梯工作在耗能狀態(tài)時(shí)，所述第二電子功率器件截止，所述第一電子功率器件導(dǎo)通，所述DC/DC雙向變換模塊將超級(jí)電容組的電壓通過放電電路給所述直流母線供電，
[0014]當(dāng)電梯工作在應(yīng)急平層狀態(tài)時(shí)，所述DC/DC雙向變換模塊將超級(jí)電容組的電壓通過放電電路給所述直流母線供電，同時(shí)所述DC/DC雙向變換模塊還給所述DC/AC逆變模塊供電，以為電梯輔助控制部分提供能量。
[0015]本實(shí)用新型所述的電梯應(yīng)急節(jié)能裝置中，所述第一電子功率器件和所述第二電子功率器件為功率MOS或IGBT管。
[0016]本實(shí)用新型所述的電梯應(yīng)急節(jié)能裝置中，該電梯應(yīng)急節(jié)能裝置包括一組或多組超級(jí)電容組。
[0017]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:本實(shí)用新型采用超級(jí)電容組作為儲(chǔ)能裝置，將電梯發(fā)電運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電能通過DC/DC雙向變換模塊給超級(jí)電容組充電，暫時(shí)將電能儲(chǔ)存起來。而當(dāng)電梯處于耗電運(yùn)行時(shí)通過同一組DC/DC雙向變換模塊把超級(jí)電容儲(chǔ)存的電能直接送回電梯拽引電機(jī)的變頻控制器的直流母端，從而達(dá)到節(jié)能目的。在超級(jí)電容組做應(yīng)急電源應(yīng)用時(shí)，拽引電機(jī)所需能量不再通過DC/AC逆變模塊提供，逆變模塊只提供電梯輔助控制部分的能量，從而使逆變模塊功率較小，整機(jī)變換效率高，可靠性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0019]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例電梯應(yīng)急節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例DC/DC雙向變換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的電梯應(yīng)急節(jié)能裝置包括:
[0023]DC/AC逆變模塊；
[0024]DC/DC雙向變換模塊，與DC/AC逆變模塊連接，并與電梯拽引電機(jī)的變頻控制器的直流母線連接；該DC/DC雙向變換模塊包括充電電路和放電電路，其中充電電路中包括第一電子功率器件，放電電路中包括第二電子功率器件；
[0025]超級(jí)電容組，與DC/DC雙向變換模塊連接；
[0026]系統(tǒng)控制器，與DC/AC逆變模塊、DC/DC雙向變換模塊連接；
[0027]當(dāng)電梯工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)控制器檢測到直流母線電壓升高到一定電壓(如610V)，給DC/DC雙向變換模塊發(fā)出充電指令，同時(shí)給出充電電流和充電電壓基準(zhǔn)，所述第一電子功率器件導(dǎo)通，所述第二電子功率器件截止，所述DC/DC雙向變換模塊將直流母線的電壓通過充電電路給超級(jí)電容組充電；
[0028]當(dāng)電梯工作在耗能狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)控制器檢測到直流母線電壓降低到一定電壓(如590V)，給雙向變換模塊發(fā)出放電指令，同時(shí)給出放電電流基準(zhǔn)，所述第一電子功率器件截止，所述第二電子功率器件導(dǎo)通，所述DC/DC雙向變換模塊將超級(jí)電容組的電壓通過放電電路給所述直流母線供電。
[0029]當(dāng)系統(tǒng)控制器檢測到交流電掉電時(shí)，該電梯應(yīng)急節(jié)能裝置轉(zhuǎn)為應(yīng)急電源模式，系統(tǒng)控制器發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)急模式指令，所述DC/DC雙向變換模塊將超級(jí)電容組的電壓通過放電電路給所述直流母線供電，同時(shí)所述DC/DC雙向變換模塊還給所述DC/AC逆變模塊供電，以為電梯輔助控制部分提供能量。
[0030]本實(shí)用新型把電梯的節(jié)能和應(yīng)急兩個(gè)功能結(jié)合在一起，在電梯正常運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在節(jié)能運(yùn)行時(shí)，超級(jí)電容組始終保留一部分能量，當(dāng)電梯沒電時(shí)，再把這保留的能量作為應(yīng)急電源，確保電梯應(yīng)急平層時(shí)的供電。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述第一電子功率器件和所述第二電子功率器件為功率MOS 或 IGBT 管。
[0032]如圖2所示，電梯工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，直流母線V2電壓升高，電子功率器件M2工作，電子功率器件Ml截止，電子功率器件Ml作為續(xù)流管，電路工作在降壓狀態(tài)，直流母線電壓通過充電電路給超級(jí)電容組充電完成能量回收；當(dāng)電梯工作在耗能狀態(tài)時(shí)，電子功率器件Ml工作，電子功率器件M2截止，電子功率器件M2作為整流管，電路工作在升壓狀態(tài)，超級(jí)電容組的電壓Vl通過升壓電流給電梯變頻器的直流母線供電，完成能量回饋。其中電子功率器件Ml和M2可以是功率MOS管也可以是其他電子功率器件，它們共同特點(diǎn)是，能量能夠雙向流動(dòng)。
[0033]可見，超級(jí)電容組在做應(yīng)急電源應(yīng)用時(shí)，拽引電機(jī)所需能量不再通過DC/AC逆變模塊提供，逆變模塊只提供電梯輔助控制部分的能量。逆變電路功率較小，整機(jī)變換效率聞，可罪性聞。
[0034]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，為了增加儲(chǔ)能量，該電梯應(yīng)急節(jié)能裝置還可以包括一組或多組超級(jí)電容組。
[0035]本實(shí)用新型實(shí)施例中，DC/DC雙向變換模塊有兩個(gè)作用，第一個(gè)作用是在電梯正常運(yùn)行中，通過此模塊來實(shí)現(xiàn)把電梯的發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電能充到超級(jí)電容組里，然后在電梯耗能狀態(tài)時(shí)再把儲(chǔ)存在超級(jí)電容的電能回送給電梯控制器，從而實(shí)現(xiàn)電梯的節(jié)能；第二個(gè)作用是在作應(yīng)急電源時(shí)，通過此模塊把超級(jí)電容的剩余電能轉(zhuǎn)換為DC600V，給DC/AC逆變模塊供電，同時(shí)給電梯控制器的直流母線供電。DC/AC逆變模塊作用是在電梯掉電后，通過此模塊把DC/DC雙向變換模塊產(chǎn)生的600V直流轉(zhuǎn)變?yōu)锳C380，給電梯控制器提供交流電源。
[0036]本實(shí)用新型實(shí)施例中采用了一套超級(jí)電容組，該超級(jí)電容組在裝置節(jié)能運(yùn)行時(shí)為能量中間變換載體，而當(dāng)作為應(yīng)急電源時(shí)又作為電能儲(chǔ)存單元。本實(shí)用新型電路簡單，產(chǎn)品無需維護(hù)，產(chǎn)品可靠性高。本實(shí)用新型在電梯正常運(yùn)行中能夠平均節(jié)約35%以上的能耗，節(jié)能效果明顯。
[0037]將本實(shí)用新型的電梯應(yīng)急節(jié)能裝置應(yīng)用于12層樓的電梯時(shí)，將三相交流電接入電梯應(yīng)急節(jié)能裝置的輸入端，裝置內(nèi)部的接觸器Jl動(dòng)作，輸入交流電直接給連接該裝置輸出端的電梯供電，在有交流輸入時(shí)，該裝置內(nèi)的DC/AC逆變模塊處于截止?fàn)顟B(tài)。該實(shí)施例中，超級(jí)電容組的參數(shù)為160V/50法拉。當(dāng)電梯負(fù)載100KG從I樓運(yùn)行到12樓期間，電梯的直流母線電壓為DC670V，電梯處于發(fā)電工作狀態(tài)，DC670V通過DC/DC雙向變換模塊給超級(jí)電容充電，此時(shí)充電電流為30A，在此期間，超級(jí)電容組的電壓從DC100V逐步上升，經(jīng)過2次上升后超級(jí)電容組的電壓充電到DC135V ;當(dāng)電梯負(fù)載100KG再次從12樓運(yùn)行到I樓時(shí)，超級(jí)電容組通過DC/DC雙向變換模塊給電梯直流母線供電，此時(shí)電梯直流母線電壓為DC560-DC580V。在此工作模式下，根據(jù)國家城市能源計(jì)量中心(湖北)現(xiàn)場計(jì)量結(jié)果，節(jié)電率高達(dá)65.7%，達(dá)到了節(jié)能的目的。
[0038]應(yīng)急運(yùn)行時(shí)，當(dāng)電梯從2樓往下運(yùn)行，運(yùn)行到I樓和2樓中間時(shí)，突然斷開交流輸入，此時(shí)電梯停在I樓和2樓中間，應(yīng)急節(jié)能裝置內(nèi)的接觸器自動(dòng)斷開，系統(tǒng)控制器檢查到交流掉電信號(hào)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入應(yīng)急工作模式，DC/DC雙向變換模塊工作在放電狀態(tài)，一邊給電梯的直流母線供電，同時(shí)給DC/AC逆變模塊供電，DC/AC逆變模塊工作，輸出AC380V，電梯重新得電后電梯運(yùn)行在應(yīng)急平層模式，20秒后電梯下降到I樓打開轎廂門，10秒后整個(gè)裝置停止工作，等待交流電再次來電，從而實(shí)現(xiàn)了斷電應(yīng)急處理。
[0039]本實(shí)用新型采用超級(jí)電容組作為儲(chǔ)能裝置，將電梯發(fā)電運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電能通過DC/DC雙向變換模塊給超級(jí)電容組充電，將電能暫時(shí)儲(chǔ)存起來。而當(dāng)電梯處于耗電運(yùn)行時(shí)，通過同一 DC/DC雙向變換模塊把超級(jí)電容組儲(chǔ)存的電能直接送回電梯拽引電機(jī)的變頻控制器的直流母端，從而達(dá)到節(jié)能目的，超級(jí)電容組的充放電控制可采用一套系統(tǒng)控制器，整個(gè)裝置具有控制電路簡單，成本低，可靠性高等特點(diǎn)。
[0040]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電梯應(yīng)急節(jié)能裝置，其特征在于，包括: DC/AC逆變模塊； DC/DC雙向變換模塊，與DC/AC逆變模塊連接，并與電梯拽引電機(jī)的變頻控制器的直流母線連接；該DC/DC雙向變換模塊包括放電電路和充電電路，其中放電電路中包括第一電子功率器件，充電電路中包括第二電子功率器件； 超級(jí)電容組，與DC/DC雙向變換模塊連接； 系統(tǒng)控制器，與DC/AC逆變模塊、DC/DC雙向變換模塊連接； 當(dāng)電梯工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，所述第二電子功率器件導(dǎo)通，所述第一電子功率器件截止，所述DC/DC雙向變換模塊將直流母線的電壓通過充電電路給超級(jí)電容組充電； 當(dāng)電梯工作在耗能狀態(tài)時(shí)，所述第二電子功率器件截止，所述第一電子功率器件導(dǎo)通，所述DC/DC雙向變換模塊將超級(jí)電容組的電壓通過放電電路給所述直流母線供電； 當(dāng)電梯工作在應(yīng)急平層狀態(tài)時(shí)，所述DC/DC雙向變換模塊將超級(jí)電容組的電壓通過放電電路給所述直流母線供電，同時(shí)所述DC/DC雙向變換模塊還給所述DC/AC逆變模塊供電，以為電梯輔助控制部分提供能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯應(yīng)急節(jié)能裝置，其特征在于，所述第一電子功率器件和所述第二電子功率器件為功率MOS或IGBT管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯應(yīng)急節(jié)能裝置，其特征在于，該電梯應(yīng)急節(jié)能裝置包括一組或多組超級(jí)電容組。
【文檔編號(hào)】H02J9/04GK204156591SQ201420695127
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】李明仕, 曾安寧, 徐柱 申請人:武漢艾德杰電子有限責(zé)任公司