CN102180390B - 电梯用变频曳引设备节能系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电梯用变频曳引设备节能系统，它包括：与变频器连接的DC/DC模块A，超级电容组件、DC/DC模块B、检测控制模块、辅助电源和DC/AC模块；所述DC/DC模块A与超级电容组件连接；超级电容组件分别与DC/DC模块B、DC/AC模块连接；用于检测超级电容组件端电压的控制模块与DC/DC模块A、DC/DC模块B连接；控制DC/AC模块和辅助电源运行的检测控制模块与DC/AC模块、辅助电源连接。本发明中使用了一套超级电容组件，降低了产品的制造成本，同时避免了因高次谐波对电网造成的干扰，使系统工作更为稳定可靠；采用本发明，电梯运行能够节约30%以上的能耗，节能效果明显。
Description
技术领域
本发明属电梯节能控制领域，具体为电梯用变频曳引设备节能系统。
背景技术
随着科技的高速发展和房地产业的倔起，电梯工业随之呈井喷式成长，人们的日常生活和工业物流等领域都大量使用了高效的变频曳引系统，变频曳引系统给生产生活提供了便利，提高了效率；但与此同时，变频曳引系统也存在一个严重的共性问题，那就是运用变频曳引系统的电梯、系统都采用能耗电阻来耗能，这样使大量可利用的能源浪费掉，并由此产生了热污染问题，该热污染问题产生的原因是：变频曳引系统中的设备在上升或下降运行中所产生的势能与制动能量是由发热电阻以热能的形式来消耗的，如果产生的能量不及时地消耗就会使变频器母线电压升高影响设备的正常运行，造成故障，由此就造成了能源的严重浪费。
近年来人们在变频曳引系统的能源回收方面做了很多改进，但都是把本来消耗在能耗电阻上的电能经过DC/AC逆变直接回送到电网中，这样设备自身不能使用这部份电能，同时电能在回送时因逆变会造成高次谐波，而高次谐波会对电网造成一定程度的冲击，影响供电电网的安全稳定运行，存在安全隐患。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中的问题,本发明提供了一种以超级电容为电能储存设备，在电梯发电时储存电能在电梯负载运行时反补变频器直流母线的节能系统。
技术方案：为了实现上述目的，本发明所述的电梯用变频曳引设备节能系统，它包括：与变频器连接的DC/DC 模块A,超级电容组件、DC/DC模块B、检测控制模块、辅助电源、DC/AC模块。
上述各部件的连接关系如下：所述DC/DC 模块A与超级电容组件连接；超级电容组件分别与DC/DC模块B、DC/AC模块连接；用于检测超级电容组件端电压的控制模块与DC/DC 模块A、DC/DC 模块B连接；控制DC/AC模块和辅助电源运行的检测控制模块与DC/AC模块、辅助电源连接。
本发明所述的电梯用变频曳引设备节能系统工作时，首先设定超级电容临界电压：第一临界电压和第二临界电压；将满足电梯控制箱运行的电压值设定为第一临界电压；
T2大于等于T1*W满足超级电容储存电梯回馈电能的条件；所以当T2>=T1时，中间电压的电压值就是第二临界电压的电压值。
其中T1为电梯单程运行时间；T1=楼层高度/运行速度；
T2：超级电容从中间电压到最高电压的储能时间；储能时间近似计算公式: C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)
其中,C：超电容的标称容量；Vwork：最高工作电压；Vmin：截止工作电压；t：在电路中要求持续工作时间；I：负载电流；
当电梯开机后由市电（即220V电压）建立工作环境，当与电梯用变频曳引设备节能系统连接的变频器有输出时（母线电压超过设定的650V），DC/DC模块A工作，对超级电容组件进行充电储能，检测控制模块通过检测DC/DC模块A的电压进而确定超级电容组件的端电压，当超级电容组件的端电压大于设定的第一临界电压时，DC/AC模块工作，同时辅助电源切换为逆变供电，超级电容组件通过DC/AC模块为电梯中的控制箱的运行供电；当超级电容组件的端电压大于设定的第二临界电压时，并且同时满足“检测控制模块判定变频器处于负重运行”这个条件时，检测控制模块启动DC/DC模块B工作，DC/DC模块B输出至变频器直流母线并跟随母线电压与市电并行供电，这样就降低了电梯负重运行时对市电的供电需求，有效的节约了能源，为用户节省了电费支出，并且不对电网造成干扰。
有益效果：本发明提供的电梯用变频曳引设备节能系统，与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明中使用了一套超级电容组件，降低了产品的制造成本，同时避免了因高次谐波对电网造成的干扰，使本发明所述电梯用变频曳引设备节能系统工作更为安全稳定可靠。
2、采用本发明所述电梯用变频曳引设备节能系统，使电梯运行能够节约30%以上的能耗，节能效果明显。
3、本发明所述电梯用变频曳引设备节能系统结构简单、安装方便，适合各种类型的电梯及变频曳引设备使用。
附图说明
图1为本发明所述电梯用变频曳引设备节能系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例
如图1所述的电梯用变频曳引设备节能系统，它包括：DC/DC 模块A,超级电容组件、DC/DC模块B、检测控制模块、辅助电源、DC/AC模块和控制箱；电梯用变频曳引设备节能系统与变频器连接。
上述部件的连接关系如下：所述变频器与电梯用变频曳引设备节能系统中的DC/DC 模块A、B电连接；DC/DC 模块A与超级电容组件电连接；超级电容组件分别与DC/DC模块B、DC/AC模块电连接；检测控制模块与DC/DC 模块A、DC/DC 模块B连接检测超级电容组件端电压；并且检测控制模块与DC/AC模块、辅助电源电连接，控制DC/AC模块和辅助电源的运行。
本实施例中所述电梯用变频曳引设备节能系统属于一幢16层电梯（13人限重），将超级电容端电压60V设定为第一临界电压值；超级电容端电压80V设定为第二临界电压值；电梯的运行速度为1.75米/秒，楼层高度为3米每层共48米，单程运行约需要28秒，也就是单程电梯空载上行为发电状态时，输出电力约为5KW（实侧）28秒时间，这部分电能原来是通过发热电阻消耗的，现在将这部分电能用超级电容进行回收储存，设定本实施例中选用的超级电容为45F/125V;DC/DC模组A对超级电容的输出电流为50A,按照公式得出t约为40秒，也就是说超级电容从80V用50A电流充到125V约要40秒的时间，这时超级电容充电用时大于电梯单程的时间，系统在安全运行区间，所以80V为第二临界值。
本实施例中，电梯启动工作时，首先由市电建立工作环境，变频器直流母线电压超过设定的650V时，DC/DC模块A工作对超级电容组件进行充电，检测控制模块通过检测DC/DC模块A的电压进而确定超级电容组件的端电压，当超级电容组件的端电压大于设定的第一临界电压60V时，DC/AC模块工作，同时辅助电源切换为逆变供电，同时为电梯控制箱的辅助运行供电，这就降低了电梯控制箱对市电的供电需求，降低了能源的使用，节约了电能。
当超级电容组件的端电压大于设定的第二临界电压时，超级电容组件中的电压超过了电梯控制箱的运行需求，可以为电梯负载运行提供电能，所以在超级电容组件的电压超过第二临界值，并且满足检测控制模块判定变频器处于负重运行时，检测控制模块启动DC/DC模块B工作，DC/DC模块B输出至变频器直流母线并跟随母线电压与市电并行供电，这就降低了电梯运行对市电的供电需求，有效的节约了能源；在超级电容组件通过DC/DC模块B为电梯负载运行供电时，超级电容组件同时也通过DC/AC模块为电梯中控制箱的运行供电。
Claims (1)
1.一种电梯用变频曳引设备节能系统，其特征在于：它包括：与变频器连接的DC/DC模块A，超级电容组件、DC/DC模块B、检测控制模块、辅助电源和DC/AC模块；所述DC/DC模块A与超级电容组件连接；超级电容组件分别与DC/DC模块B、DC/AC模块连接；用于检测超级电容组件端电压的检测控制模块与DC/DC模块A、DC/DC模块B连接；控制DC/AC模块和辅助电源运行的检测控制模块与DC/AC模块、辅助电源连接；
当所述超级电容组件的端电压大于设定的满足电梯控制箱运行的电压时，DC/AC模块工作，同时辅助切换为逆变供电，超级电容组件通过DC/AC模块为电梯控制箱的运行供电；
当超级电容组件的端电压大于设定的超级电容从中间电压到最高电压的储能时间大于等于电梯单程运行时间的中间电压时，并且满足检测控制模块判定变频器处于负重运行时，检测控制模块启动DC/DC模块B工作，DC/DC模块B输出至变频器直流母线并跟随母线电压与市电并行供电。
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