CN106788090A - 一种发电电梯的节能系统及节能方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于节能电梯技术领域，公开了一种发电电梯的节能系统及节能方法，所述方法包括：利用IGBT功率模块实现能量的双向流动，采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生SVPWM控制脉冲；一方面调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染；另一方面将电动机回馈产生的能量反送到电网；节能系统包括IGBT功率模块。本发明节能的电用于业主内部公共照明、风扇、空调、水泵等设备，采用本发明的四象限产品，业主每个月能节省30%以上的电费。

Description

一种发电电梯的节能系统及节能方法
技术领域
本发明属于节能电梯技术领域，尤其涉及一种发电电梯的节能系统及节能方法。
背景技术
普通变频器大都采用二极管整流桥将交流电转换成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。
曳引绳（钢丝绳）两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。
电动机在快速停车过程中（也就是减速的时候或者急停），由于惯性作用，会产生大量的再生电能，直接作用于变频器的中间直流部分，如不消耗这部分电能会造成变频器报故障或者变频器损坏。常规电梯采用制动电阻来消耗掉这部分电能的。
在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯、提升机、离心机系统、抽油机等，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元，将电动机回馈的能量消耗掉。另外，二极管整流桥会对电网产生严重谐波污染。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有电梯无法实现能量的双向流动，没有办法将电机回馈系统的能量送回电网，将电动机回馈的能量消耗掉，而且控制电梯的变频器中二极管整流桥会对电网产生严重谐波污染。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种发电电梯的节能系统及节能方法。
本发明是这样实现的，一种发电电梯的节能方法，所述发电电梯的节能方法包括以下步骤：
利用IGBT功率模块实现能量的双向流动，采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生SVPWM控制脉冲；一方面调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染；另一方面将电动机回馈产生的能量反送到电网。
进一步，所述发电电梯的节能方法包括：
设轿厢质量为P，额定载重质量为Q；配重体质量为P+0.5Q；
当轿厢满载下行时，轿厢满载质量＞配重体质量；多余0.5Q的质量用于发电；并反馈于电网；
当轿厢空载下行时，轿厢空载质量＜配重体质量；此时该电梯处于用电状态；
当轿厢满载上行时，轿厢满载质量＞配重体质量；此时该电梯处于用电状态；
当轿厢空载上行时，轿厢空载质量＜配重体质量；多余0.5Q的质量用于发电；并反馈于电网。
本发明另一目的在于提供一种发电电梯的节能系统，包括：
用于实现能量的双向流动，采用IGBT做整流桥的IGBT功率模块；
用于产生SVPWM控制脉冲，一方面调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染；另一方面将电动机回馈产生的能量反送到电网的DSP控制器；
用于调整电梯上下运行速度的驱动变频器；
与驱动变频器连接，用于制动电梯上下运行惯性的制动电阻；
与驱动变频器连接，用于带动电梯上下运行的电动机。
进一步，所述发电电梯的节能系统还包括：
用于承载货物的电梯轿厢；
通过钢丝与电梯轿厢连接，用于调整电梯轿厢上下运行状态的配重体。
进一步，所述IGBT功率模块通过导线与DSP控制器连接；所述IGBT功率模块通过导线与驱动变频器连接；所述电动机通过导线与DSP控制器连接。
本发明提供的发电电梯的节能系统及节能方法，节能的电用于业主内部公共照明、风扇、空调、水泵等设备，采用本发明的四象限产品，业主每个月能节省30%以上的电费。以下情况节省更明显：楼层越高的电梯，制动频繁，节能越多；②越新安装使用的电梯，机械惯性大，节能越多；使用时间越久的电梯，摩擦力大，节能越多；速度越快的电梯，制动频繁，节能越多；使用越频繁的电梯，制动频繁，节能越多。本发明根据测量不同梯速和载重的结果，平均节电率如下：空载上行时，节电45.82%；25%额定载重上行时，节电30.63%；40%额定载重上行（下行）时，节电22.76%；50%额定载重上行（下行）时，节电20.89%；75%额定载重下行时，节电36.64%；100%满载下行时，节电47.52%。综合节电率30.04%。
附图说明
图1是本发明实施例提供的发电电梯的节能方法流程图；
图2是本发明实施例提供的轿厢满载下行时状态示意图；
图3是本发明实施例提供的轿厢空载下行时状态示意图
图4是本发明实施例提供的轿厢满载上行时状态示意图；
图5是本发明实施例提供的轿厢空载上行时状态示意图。
图中：1、轿厢；2、配重体；3、电动机；4、IGBT功率模块；5、DSP控制器；6、驱动变频器；7、制动电阻。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的发电电梯的节能方法，包括以下步骤：
S101：利用IGBT功率模块实现能量的双向流动，采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生SVPWM控制脉冲；
S102：一方面调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染；另一方面将电动机回馈产生的能量反送到电网。
如图2至图5所示，本发明实施例提供的发电电梯的节能系统，包括：
用于实现能量的双向流动，采用IGBT做整流桥的IGBT功率模块4；
用于产生SVPWM控制脉冲，一方面调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染；另一方面将电动机回馈产生的能量反送到电网的DSP控制器5；
用于调整电梯上下运行速度的驱动变频器6；
与驱动变频器连接，用于制动电梯上下运行惯性的制动电阻7；
与驱动变频器连接，用于带动电梯上下运行的电动机3。
进一步，所述发电电梯的节能系统还包括：
用于承载货物的电梯轿厢1；
通过钢丝与电梯轿厢连接，用于调整电梯轿厢上下运行状态的配重体2。
所述IGBT功率模块4通过导线与DSP控制器5连接；所述IGBT功率模块4通过导线与驱动变频器6连接；所述电动机6通过导线与DSP控制器5连接。
本发明实施例提供的发电电梯的节能方法，设轿厢质量为P，额定载重质量为Q；配重体质量为P+0.5Q；
由图2所示， 当轿厢满载下行时，轿厢1满载质量＞配重体2质量；多余0.5Q的质量用于发电；并反馈于电网；通过电动机3带动轿厢1运行。
如图3所示，当轿厢1空载下行时，轿厢1空载质量＜配重体2质量；此时该电梯处于用电状态；通过电动机3带动轿厢1运行。
如图4所示，当轿厢1满载上行时，轿厢1满载质量＞配重体2质量；此时该电梯处于用电状态；通过电动机3带动轿厢1运行。
如图5所示，当轿厢1空载上行时，轿厢1空载质量＜配重2体质量；多余0.5Q的质量用于发电；并反馈于电网；通过电动机3带动轿厢1运行。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
本发明实施例中的UN-5000节电率测试统计：
测试设备：每台电梯各安装1个机械式电表和电子式电表；
机械式电表特点：在电梯耗电状态下机械表正转，数字累加，在电梯处于发电状态时机械表反转，数字递减；
电子式电表特点：不管在电梯耗电状态和发电状态，数字均累加；
发电量计算方法为：{（当前电子式电表数字-上次电子式数字表）-（当前机械式电表数字-机械式电表数字）}/2 ；
耗电量的计算方法为：当前机械式电表数字-上次机械式电表数字+发电量 或当前电子式电表数字-上次电子式数字表-发电量；
节电率计算方法为：发电量/（耗电量+发电量）*100%；
测节电率计算方法如下：
发电量计算方法为：{（当前电子式电表数字-上次电子式数字表）-（当前机械式电表数字-机械式电表数字）}/2 ={（166-63）-（51-11） }/2=(103-40)=31.5；
耗电量为:166-63-31.5=71.5；
节电率为：节电率计算方法为：发电量/（耗电量+发电量）*100%=31.5/(71.5+31.5)*100%=30.5%。
本发明节能的电用于业主内部公共照明、风扇、空调、水泵等设备，因此对于整个系统来说是节省电的，也就是说如果同样的工况下，采用四象限产品，业主每个月能节省30%以上的电费。以下情况节省更明显：
①楼层越高的电梯，制动频繁，节能越多；②越新安装使用的电梯，机械
②惯性大，节能越多；
③使用时间越久的电梯，摩擦力大，节能越多；
④速度越快的电梯，制动频繁，节能越多；
⑤使用越频繁的电梯，制动频繁，节能越多。
本发明根据测量不同梯速和载重的结果，平均节电率如下：
空载上行时，节电45.82%；25%额定载重上行时，节电30.63%；40%额定载重上行（下行）时，节电22.76%；50%额定载重上行（下行）时，节电20.89%；75%额定载重下行时，节电36.64%；100%满载下行时，节电47.52%。综合节电率30.04%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种发电电梯的节能方法，其特征在于，所述发电电梯的节能方法包括以下步骤：
利用IGBT功率模块实现能量的双向流动，采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生SVPWM控制脉冲；一方面调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染；另一方面将电动机回馈产生的能量反送到电网。
2.如权利要求1所述的发电电梯的节能方法，其特征在于，所述发电电梯的节能方法包括：
设轿厢质量为P，额定载重质量为Q；配重体质量为P+0.5Q；
当轿厢满载下行时，轿厢满载质量＞配重体质量；多余0.5Q的质量用于发电；并反馈于电网；
当轿厢空载上行时，轿厢空载质量＜配重体质量；多余0.5Q的质量用于发电；并反馈于电网。
3.一种如权利要求1所述节能方法的发电电梯的节能系统，其特征在于，
所述发电电梯的节能系统包括：
用于实现能量的双向流动，采用IGBT做整流桥的IGBT功率模块；
用于产生SVPWM控制脉冲，一方面调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染；另一方面将电动机回馈产生的能量反送到电网的DSP控制器；
用于调整电梯上下运行速度的驱动变频器；
与驱动变频器连接，用于制动电梯上下运行惯性的制动电阻；
与驱动变频器连接，用于带动电梯上下运行的电动机。
4.如权利要求3所述的发电电梯的节能系统，其特征在于，所述发电电梯的节能系统还包括：
用于承载货物的电梯轿厢；
通过钢丝与电梯轿厢连接，用于调整电梯轿厢上下运行状态的配重体。
5.如权利要求3所述的发电电梯的节能系统，其特征在于，所述IGBT功率模块通过导线与DSP控制器连接；所述IGBT功率模块通过导线与驱动变频器连接；所述电动机通过导线与DSP控制器连接。
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