CN101456500B - 变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统，包括主电路、控制电路和制动单元电路，制动单元电路包括晶体开关管，晶体开关管驱动电路，二极管，比较器和或门。正常工作状态，该系统将连接在变频器的直流母线上的直流电压逆变成与电网同频同相的交流电压反馈回电网中，具有节电作用；当发生故障时，系统自动切换到制动单元工作，此时直流母线上的电压通过制动单元上的电阻将电能转化成热能散发出去，电梯能够照常运行，保证电梯使用者的日常生活不受影响。本发明接线简单，无需调试，运行安全可靠。

Description

变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统 

技术领域

本发明涉及一种能量回馈-制动单元一体机控制系统，尤其适用于变频电梯行业。 

背景技术

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。如今，在经济发展的同时，电网范围越来越大，利用电梯“造”能(能源再生电梯)，将会开拓建筑行业绿色环保和节约资源的新途径；同时因电梯使用的频繁性和电梯空间的密闭性，对电梯使用的安全性和可靠性有着很严格的要求。 

传统的电梯能量回馈系统包括主电路和控制电路，其主电路包括三相电抗器，六个开关管，驱动电路和采样电路，当系统正常运行时，控制电路发射六个正弦波信号给主电路，主电路的六个开关管导通，此时与主电路相连的变频器的直流母线电压通过空间矢量逆变成交流电压通过三相电抗器反馈到电网中，起着能源再生的作用；但是当能量回馈系统发生故障时，系统将从电网中断开，此时与主电路相连的电梯变频器也无法正常工作，导致电梯不能正常运行。 

能不能有这样的一个能量回馈系统，当能量回馈系统正常运行时，能量回馈系统起着能源再生的作用，一旦能量回馈系统发生故障，能量回馈系统自动从电网中断开，自动切换到另外一个电路即制动电路单元工作，电梯运行时产生的电能转化成热能通过制动电阻散发出去，电梯不会受到任何影响，继续正常运行，从而可以达到节能和安全的双重效果。 

发明内容

本发明的目的是提供一种变频电梯的能量回馈-制动单元一体积控制系统，正常情况下，该系统起着节电的作用，异常情况下，该系统自动切换到制动单元，通过制动单元的制动电阻将电梯运行时产生的电能转化成热能散发出去，保证电梯安全、可靠运行。 

本发明的变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统，包括主电路和控制电路，其主电路包括三相电抗器，六个开关管，驱动电路和采样电路，其特征是还包括制动单元电路，制动单元电路包括晶体开关管，晶体开关管驱动电 路，二极管，比较器和或门，晶体开关管的门极与晶体开关管驱动电路的一个输出端相连，晶体开关管的集电极与二极管的阳极及第一电阻的一端相连，晶体开关管的发射极与主电路六个开关管的发射极以及晶体开关管驱动电路的另一个输出端连接，二极管的阴极及第一电阻的另一端与连接变频器的直流母线相连，比较器的正极与第二、第三和第四电阻的一端相连，第二电阻的另一端与连接变频器的直流母线相连，第三电阻的另一端接地，第四电阻的另一端与比较器的反馈端及或门的一个输入端相连，或门的另一个输入端与控制电路的输入端连接，或门的输出端与晶体开关管驱动电路的输入端相连。 

本发明的变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统，正常工作状态，该系统将连接在变频器的直流母线上的直流电压逆变成与电网同频同相的交流电压反馈回电网中，具有节电作用；当发生故障时，系统自动切换到制动单元工作，此时直流母线上的电压通过制动单元上的电阻将电能转化成热能散发出去，电梯能够照常运行，保证电梯使用者的日常生活不受影响。本发明接线简单，无需调试，运行安全可靠。 

附图说明

图1是变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统构成示意图。 

具体实施方法 

以下结合附图进一步说明本发明。 

参照图1，变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统，包括主电路1和控制电路2，其主电路包括三相电抗器LA、LB、LC，六个开关管T1～T6，驱动电路A和采样电路C，其特征是还包括制动单元电路3，制动单元电路3包括晶体开关管T7，晶体开关管驱动电路B，二极管D，比较器U1和或门U2，晶体开关管T7的门极与晶体开关管驱动电路B的一个输出端相连，晶体开关管T7的集电极与二极管D的阳极及第一电阻R1的一端相连，晶体开关管T7的发射极与主电路六个开关管的发射极以及晶体开关管驱动电路B的另一个输出端连接，二极管D的阴极及第一电阻R1的另一端与连接变频器的直流母线相连，比较器U1的正极与第二、第三和第四电阻R2、R3、R4的一端相连，第二电阻R2的另一端与连接变频器的直流母线相连，第三电阻R3的另一端接地，第四电阻R4的另一端与比较器U1的反馈端及或门U2的一个输入端相连，或门U2的另一个输入端与控制电路2的输入端连接，或门U2的输出端与晶体开关管驱动电路B的输入端相连。 

主电路1中，六个开关管T1～T6的门极分别与驱动电路A的输出端相连，第一、第二、第三开关管T1～T3的发射极分别与第四、第五、第六开关管T4～ T6的集电极及各相电抗器LA、LB、LC的一端相连，第一、第二、第三开关管T1～T3的集电极与连接变频器的直流母线及采样电路C的一端相连，采样电路C的另一端与控制电路相连，三相电抗器LA、LB、LC的另一端分别接三相电源的A相，B相，C相；第四、第五、第六开关管T4～T6的发射极连接，驱动电路A的输入端与控制电路的输出端相连。 

工作原理：连接电梯变频器上的直流母线电压正常运行的电压为Udc，变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统软件的阀值电压设定为U0，变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统软件参数设定启动制动电阻工作的阀值电压为Vref，制动单元从直流母线上采样的电压设定为Vi。 

当变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统正常工作状态，连接在电梯变频器上的直流母线电压为Udc，变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统通过采样电路C从连接在电梯变频器上的直流母线电压Udc采样到一个电压，当这个采样电压等于变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统软件设定阀值电压U0时，变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统的控制电路2输出六个PWM信号，通过驱动电路A启动开关管T1～T6，并控制六个开关管T1～T6的工作模式。通过空间矢量调试将连接在变频器的直流母线上的直流电压逆变成与电网同频同相的交流电压，从电抗器LA～LC回馈到三相电网中，供给电网其他设备用电，达到节能的作用。此时制动单元电路3的第二个电阻R2从连接在变频器的直流母线采样的电压Vi小于比较器阀值电压Vref，比较器U1反馈端输出一个低电平给或门U2，或门U2输出一个低平信号，低平信号通过晶体开关管驱动电路B无法开启晶体开关管T7导通，制动单元在系统中属于断开状态，不参与系统工作。 

当变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统属于异常情况，连接在变频器上的直流母线上的直流电压Udc因变频电梯的能量回馈～制动控制系统无法工作，导致变频器的直流母线电压Udc一直升高，当变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统从直流母线采样电压大于设定的阀值电压U0时，控制电路2停止输出六个PWM信号，主电路的六个开关管T1～T6处于关断状态，能量回馈从电网中断开。随着连接在变频器的直流母线的电压因能量不能逆变成交流电压反馈到电网中而电压逐步升高，制动单元通过第二个电阻R2从直流母线采样的电压Vi大于比较器阀值电压Vref时，比较器U1的反馈端输出一个高平信号给或门U2，或门U2输出高平信号，经过晶体开关管驱动电路B开启晶体开关管T7，晶体开关管T7导通，此时，二极管D和第一电阻R1工作，直流母线上的电压转化为在第一电阻R1产生的热能散发出去，使变频器继续正常运行，从而使电梯正常运行。 

Claims (1)

1.变频电梯的能量回馈-制动单元一体机控制系统，包括主电路(1)和控制电路(2)，其主电路包括三相电抗器(LA、LB、LC)，六个开关管(T1～T6)，驱动电路(A)和采样电路(C)，其特征是还包括制动单元电路(3)，制动单元电路(3)包括晶体开关管(T7)，晶体开关管驱动电路(B)，二极管(D)，比较器(U1)和或门(U2)，晶体开关管(T7)的门极与晶体开关管驱动电路(B)的一个输出端相连，晶体开关管(T7)的集电极与二极管(D)的阳极及第一电阻(R1)的一端相连，晶体开关管(T7)的发射极与主电路六个开关管的发射极以及晶体开关管驱动电路(B)的另一个输出端连接，二极管(D)的阴极及第一电阻(R1)的另一端与连接变频器的直流母线相连，比较器(U1)的正极与第二电阻(R2)的一端、第三电阻(R3)的一端和第四电阻(R4)的一端相连，第二电阻(R2)的另一端与连接变频器的直流母线相连，第三电阻(R3)的另一端接地，第四电阻(R4)的另一端与比较器(U1)的反馈端及或门(U2)的一个输入端相连，或门(U2)的另一个输入端与控制电路(2)的输入端连接，或门(U2)的输出端与晶体开关管驱动电路(B)的输入端相连。

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