CN106487261A - 电梯变频系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电梯变频系统。所述电梯变频系统包括三相电源、三相电机、能量回馈装置、变频器、控制电路、母线电容及能耗装置，所述变频器包括三个第一三极管及三个第二三极管。本发明的电梯变频系统通过所述能量回馈装置将所述三相电机制动产生的能量回馈给所述三相电源，且当所述母线电容的电压超过安全值时，所述能耗装置工作；当电梯停电执行安全撤离时，所述控制电路控制所述变频器中的三个所述第一三极管断开，且三个所述第二三极管同时导通，使得所述三相电机的三个输入端短接，从而实现能量反馈和封星功能于一体，不仅有利于消除电梯运行噪音，还增加了产品的寿命和安全性，减少了体积，降低了成本。

Description

电梯变频系统
技术领域
本发明涉及电子电力领域，特别地，涉及一种集成能量反馈和封星功能的电梯变频系统。
背景技术
电梯是将电能转化为机械能、以运送载荷的垂直运输设备，据我国特种设备主管部门的统计资料，最近几年，电梯的增长率均保持在15％以上。由于电梯的用电量极为可观，尤其是在办公楼、酒店等大型建筑中。因此，对于每天都在不停运行的电梯而言，做好节能的意义重大。
电梯运送的是位势性负载，根据需要，曳引三相电机常常工作在正反转的电动状态(第一、三象限)。当电梯运送低于平衡负载的重量上行或高于平衡负载的重量下行，以及电梯达到慢速后接近停靠层站减速制动时，三相电机处于再生发电状态(第二、四象限)。目前国内使用的大多数中低速电梯在控制泵升电压方面采用的最简便的方法是能耗制动，即在变频器直流侧并联一组能耗电阻，当直流电压上升超过一定值时，用大功率晶体管控制其导通，将能量在电阻上变为热量释放；直流电压下降时晶体管关断，切除电阻。但这种方式会造成能源的浪费，而且还需要增加额外的降温设备。此外，现有电梯的封星功能是通过接触器来实现三相电机线圈短接的，这种封星方式不仅成本高，有噪音，占用额外的空间，而且使用寿命短。
因此，有必要对现有的电梯进行进一步开发，以避免上述缺陷。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种电梯变频系统。
本发明的技术方案是：
所述电梯变频系统包括三相电源和三相电机，所述电梯变频系统还包括依次连接于所述三相电源和所述三相电机之间并通过两根母线连接的能量回馈装置和变频器、控制电路以及两端分别连接至两根所述母线且并联的母线电容和能耗装置，所述变频器包括三个第一三极管和三个第二三极管，三个所述第一三极管的集电极连接至一所述母线，三个所述第二三极管的发射极连接至另一所述母线，三个所述第一三极管的发射极和三个所述第二三极管的集电极分别一一对应连接，且三个所述第一三极管的发射极分别连接至所述三相电机的三个输入端，所述控制电路分别与三个所述第一三极管和三个所述第二三极管的基极连接。
在本发明提供的电梯变频系统的一种较佳实施例中，所述能量回馈装置包括三组变频模块，每组所述变频模块包括三个双向可控单元，每组所述变频模块的三个所述双向可控单元一端分别连接至所述三相电源的三个输入端，另一端连接至所述三相电机的其中一个输入端。
在本发明提供的电梯变频系统的一种较佳实施例中，所述双向可控单元包括两个并联的可控硅开关。
在本发明提供的电梯变频系统的一种较佳实施例中，所述能耗装置包括串联连接的半导体开关元件和能耗电阻。
在本发明提供的电梯变频系统的一种较佳实施例中，所述母线电容包括两个串联的电容。
在本发明提供的电梯变频系统的一种较佳实施例中，所述电梯变频系统还包括串接于所述三相电源和所述能量回馈装置之间的能量回馈电抗器。
在本发明提供的电梯变频系统的一种较佳实施例中，所述电梯变频系统还包括依次串接于所述三相电源和所述能量回馈电抗器之间的输入滤波器和输入电抗器。
相较于现有技术，本发明提供的电梯变频系统的有益效果在于：通过所述能量回馈装置将所述三相电机制动产生的能量回馈给所述三相电源，且当所述母线电容的电压超过安全值时，所述能耗装置开始工作；同时在电梯停电执行安全撤离时，所述控制电路控制所述变频器中的三个所述第一三极管断开，且三个所述第二三极管导通，从而使得所述三相电机的三个输入端短接，从而实现能量反馈和封星功能于一体，不仅可以消除电梯运行噪音，还增加了产品的寿命，减少了体积，降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明提供的电梯变频系统的结构示意图；
图2是图1所示电梯变频系统中能量回馈装置的结构示意图；
图3是图2所示能量回馈装置中控制单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请结合参阅图1、图2和图3，其中，图1是本发明提供的电梯变频系统的结构示意图；图2是图1所示电梯变频系统中能量回馈装置的结构示意图；图3是图2所示能量回馈装置中控制单元的结构示意图。所述电梯变频系统100包括三相电源1、三相电机2、输入滤波器3、输入电抗器4、能量回馈电抗器5、能量回馈装置6、变频器7、母线电容8、控制电路9及能耗装置10，所述输入滤波器3、所述输入电抗器4、所述能量回馈电抗器5、所述能量回馈装置6、所述变频器7依次串联连接于所述三相电源1和所述三相电机2之间，其中，所述三相电源1的三个输入端分别为R、S、T，所述三相电机2的三个输入端分别为U、V、W，所述能量回馈装置6与所述变频器7通过两根母线连接，所述母线电容8和所述能耗装置10并联，且所述母线电容8和所述能耗装置10的两端分别连接至两根所述母线，所述控制电路9与所述变频器7连接，并用于控制所述变频器7。
所述能量回馈装置6包括三组结构相同的变频模块61、62、63，每组所述变频模块包括三个双向可控单元K，所述双向可控单元K包括两个并联的可控硅开关。
所述变频模块61的三个所述双向可控单元K一端分别连接至所述三相电源1的三个输入端R、S、T，另一端连接至所述三相电机2的输入端U。
所述变频模块62的三个所述双向可控单元K一端分别连接至所述三相电源1的三个输入端R、S、T，另一端连接至所述三相电机2的输入端V。
所述变频模块63的三个所述双向可控单元K一端分别连接至所述三相电源1的三个输入端R、S、T，另一端连接至所述三相电机2的输入端W。
所述变频器7包括三个第一三极管K1、K2、K3和三个第二三极管K4、K5、K6，三个所述第一三极管K1、K2、K3的集电极连接至一所述母线，三个所述第二三极管K4、K5、K6的发射极连接至另一所述母线，三个所述第一三极管K1、K2、K3的发射极和三个所述第二三极管K4、K5、K6的集电极一一对应连接，且三个所述第一三极管K1、K2、K3的发射极分别连接至所述三相电机2的三个输入端U、V、W，所述控制电路9分别与三个所述第一三极管K1、K2、K3和三个所述第二三极管K4、K5、K6的基极连接。
所述母线电容8包括两个串联的电容。
所述能耗装置10包括串联连接的半导体开关元件和能耗电阻。
电梯正常运行时，所述电梯变频系统1的具体工作过程为：
当所述三相电机2处于驱动状态时，所述控制电路9控制三个所述第一三极管K1、K2、K3和三个所述第二三极管K4、K5、K6使得所述变频器7工作在一、三象限，且三组所述双向可控开关单元K工作在整流模式；
当所述三相电机2处于制动状态时，所述控制电路9控制三个所述第一三极管K1、K2、K3和三个所述第二三极管K4、K5、K6使得所述变频器7工作在二、四象限，且三组所述双向可控开关单元K工作在逆变模式，此时，所述三相电机2将动能转化为电能使得所述母线电容8的电压升高，进而所述母线电容8通过所述能量回馈装置6将电能回馈给所述三相电源1。在此过程中，当所述母线电容8两端的电压超过安全值时，所述能耗装置10开始工作，从而将多余的能量通过能耗电阻发热消耗掉，从而防止所述母线电容8进一步升高危害整个系统安全，也有利于提高所述母线电容8的使用寿命。
电梯停电执行安全撤离时，所述电梯变频系统1的具体工作过程为：
所述控制电路9控制所述变频器7中的三个所述第一三极管K1、K2、K3断开，且三个所述第二三极管K4、K5、K6导通，从而使得所述三相电机2的三个输入端U、V、W短接。
本发明提供的电梯变频系统100的有益效果在于：通过所述能量回馈装置6将所述三相电机2制动产生的能量回馈给所述三相电源1，且当所述母线电容8的电压超过安全值时，所述能耗装置10开始工作；同时在电梯停电执行安全撤离时，所述控制电路9控制所述变频器7中的三个所述第一三极管K1、K2、K3断开，且三个所述第二三极管K4、K5、K6导通，从而使得所述三相电机2的三个输入端U、V、W短接，从而实现能量反馈和封星功能于一体，不仅可以消除电梯运行噪音，还增加了产品的寿命，减少了体积，降低了成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电梯变频系统，包括三相电源和三相电机，其特征在于，所述电梯变频系统还包括依次连接于所述三相电源和所述三相电机之间并通过两根母线连接的能量回馈装置和变频器、控制电路以及两端分别连接至两根所述母线且并联的母线电容和能耗装置，所述变频器包括三个第一三极管和三个第二三极管，三个所述第一三极管的集电极连接至一所述母线，三个所述第二三极管的发射极连接至另一所述母线，三个所述第一三极管的发射极和三个所述第二三极管的集电极分别一一对应连接，且三个所述第一三极管的发射极分别连接至所述三相电机的三个输入端，所述控制电路分别与三个所述第一三极管和三个所述第二三极管的基极连接。
2.根据权利要求1所述的电梯变频系统，其特征在于，所述能量回馈装置包括三组变频模块，每组所述变频模块包括三个双向可控单元，每组所述变频模块的三个所述双向可控单元一端分别连接至所述三相电源的三个输入端，另一端连接至所述三相电机的其中一个输入端。
3.根据权利要求2所述的电梯变频系统，其特征在于，所述双向可控单元包括两个并联的可控硅开关。
4.根据权利要求1所述的电梯变频系统，其特征在于，所述能耗装置包括串联连接的半导体开关元件和能耗电阻。
5.根据权利要求1所述的电梯变频系统，其特征在于，所述母线电容包括两个串联的电容。
6.根据权利要求1所述的电梯变频系统，其特征在于，所述电梯变频系统还包括串接于所述三相电源和所述能量回馈装置之间的能量回馈电抗器。
7.根据权利要求6所述的电梯变频系统，其特征在于，所述电梯变频系统还包括依次串接于所述三相电源和所述能量回馈电抗器之间的输入滤波器和输入电抗器。
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