CN109516328A - 电梯控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电梯控制装置，整流器的输入端接外部交流电源，输出直流电压到逆变器的输入端；逆变器将其输入端的直流电压逆变为交流电压为电动机供电；直流变换器的高压端接逆变器的输入端；第二接触器接在直流变换器的低压端同蓄电器之间；缓冲电容配置于直流变换器和第二接触器之间，缓冲电容两端分别接直流变换器的低压端的正负两端。本发明的电梯控制装置，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及电梯驱动和控制技术，特别涉及一种电梯控制装置。
背景技术
随着城市化进程的持续加深，越来越多的建筑开始在城市中拔地而起，城市的建筑空间正在向垂直方向不断延伸，这也造就了电梯的使用量节节攀升。虽然，电梯为人们在楼宇中的垂直输送提供了极大的便利，但其对电能的消耗也很大。
电梯在运行时，重载向下、轻载向上及减速情况下曳引电动机处在再生发电状态，此时电梯不仅不消耗电能，反而会将电梯系统的部分势能转换为电能，回馈到电梯系统中。目前，使用超级电容等储能装置存储这部分再生能量，并后续供电梯使用的节能方式被广泛地研究和使用。因为这些储能装置都是存储直流电能的，一般地，将其通过一个直流变换器并联在驱动电动机的电梯变频器的直流侧上。
根据电梯标准GB7588.1的要求：
5.9.2.5.4交流或直流电动机用静态元件供电和控制
……
b)由以下元件组成的系统：
1)切断各相(极)电流的接触器
应至少在每次改变运行方向之前释放接触器线圈。如果接触器未释放，应防止电梯再运行。如果该监测功能发生固定故障，则最迟到下一次运行方向改变时，也应防止轿厢再运行；和
2)用来阻断静态元件中电流流动的控制装置；和
3)用来验证电梯每次停靠时电流流动阻断情况的监测装置。
在正常停靠期间，如果静态元件未能有效的阻断电流的流动，监控装置应使接触器释放并应防止电梯再运行。
……
上述的储能装置也可以给曳引电动机供电，且在直流变换器内有用于供电和控制的静态元件，所以需要配置一个切断各极电流的直流接触器。另外，由于直流变换器连接到变频器直流侧处电压较高，鲜有适用的接触器型号，所以通常将直流接触器设置在直流变换器连接到储能装置一侧。
由于直流电不像交流电那样会周期性地过零点，所以切断直流电要比切断同等的交流电困难得多，因其产生的电弧更为严重。这就使得同等规格下，直流接触器不仅体积比交流接触器大，更关键的是其价格要远远的高出交流接触器。这使得整个装置的成本居高不下，抑制了人们对于这类节能装置的需求。
虽然，交流接触器的生产厂家在其产品的技术资料上都提到可以将交流产品用在直流回路上，但这需要降额使用，且可能降低使用寿命。更为关键的是，其在直流回路上的使用类别是DC-1，即负载是纯电阻或微感电路，而给储能装置充放电用的直流变换器，往往需要配置一个大电感，如图2所示。因此，直接将交流接触器用于上述电梯装置内是不可行的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电梯控制装置，成本低。
为解决上述技术问题，本发明提供的电梯控制装置，其包括第二接触器20、变频器11、电动机12、直流变换器21、缓冲电容22和蓄电器23；
所述变频器11包括整流器111和逆变器112；
所述整流器111的输入端接外部交流电源，输出直流电压到所述逆变器112的输入端；
所述逆变器112将其输入端的直流电压逆变为交流电压为电动机12供电；
所述直流变换器21的高压端接所述逆变器112的输入端；
所述第二接触器20接在所述直流变换器21的低压端同蓄电器23之间；
所述缓冲电容22配置于直流变换器21和第二接触器20之间，缓冲电容22两端分别接直流变换器21的低压端的正负两端。
较佳的，所述第二接触器20采用交流接触器。
较佳的，所述蓄电器23采用超级电容。
较佳的，所述直流变换器21包括功率开关管211及内置电感210，采用双向DC-DC电路拓扑结构；
所述功率开关管211为静态元件。
较佳的，所述直流变换器21包括两个功率开关管211、两个二极管212及一个内置电感210；
所述功率开关管211包括控制端、第一端及第二端，通过在控制端施加的电压信号控制第一端同第二端之间的导通或截止；
第一个功率开关管211的第一端接所述逆变器112的正输入端；
第一个功率开关管211的第二端接第二个功率开关管211的第一端；
第二个功率开关管211的第二端接所述逆变器112的负输入端；
第一个二极管212的负端接所述逆变器112的正输入端；
第二个二极管212的负端接第一个二极管212的正端；
第二个二极管212的正端接所述逆变器112的负输入端；
所述内置电感210接在所述两个功率开关管211的连接端同所述两个二极管212的连接端之间；
所述缓冲电容22接在所述两个二极管212的连接端同所述逆变器112的负输入端之间；
所述第二接触器20的至少一副主触头接在所述两个二极管212的连接端同蓄电器23正端之间；所述第二接触器20的另外一副主触头接在蓄电器23负端同所述逆变器112的负输入端之间。
较佳的，所述第二接触器20的二副主触头接在所诉两个二极管212的连接端同蓄电器23正端之间。
较佳的，两个功率开关管211的第一端同第二端之间分别各接有一个二极管。
较佳的，所述功率开关管211为晶闸管、IGBT或场效应管。
较佳的，所述缓冲电容22由多个电容单体经串联和/或并联构成。
较佳的，所述缓冲电容22由4个400V/750uF的电解电容两两串联后并联构成。
本发明的电梯控制装置，变频器11包括整流器和逆变器，驱动电动机12运行；蓄电器23可以存储并释放电能，直流变换器21用于对蓄电器23进行充电和放电，其高压端并联在变频器11的直流侧上，与蓄电器23相连的是低压端；第二接触器20设置在直流变换器21和蓄电器23之间，控制蓄电器23对电动机12供电回路的通断；缓冲电容22配置于直流变换器21和第二接触器20之间，在于第二接触器20的触头带载分断时为直流变换器21提供续流回路，减小流经触头的瞬间电流，进而能有效地抑制分断电弧，使得对第二接触器20的选型要求大幅降低，有助于节省成本。正常运行时，优先地用直流变换器11内的静态元件211关断电路，然后第二接触器20的触头才分断，此时，第二接触器20的触头在分断时无电流，所以不会对第二接触器20造成任何损伤。当直流变换器21故障下无法用静态元件211关断电路，需直接使用第二接触器20的触头分断时，直流变换器电感210瞬态下维持的电流的大部改为流过缓冲电容22，使得第二接触器20触头上的电流迅速下降至一个较小的值，即使是交流接触器，其触头是完全有能力无害地切断一个较小的直流电流，第二接触器20可以使用价格较低的交流接触器替代直流接触器，降低装置的成本，提高其市场接受度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，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他的附图。
图1是本发明的电梯控制装置一实施例结构示意图；
图2是本发明的电梯控制装置一实施例的直流变换器电路图。
图中附图标记说明如下：
10第一接触器；11变频器；12电动机；20第二接触器；22缓冲电容；23蓄电器；21直流变换器；210电感；211功率开关管；212二极管。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例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的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。
实施例一
如图1所示，电梯控制装置包括第二接触器20、变频器11、电动机12、直流变换器21、缓冲电容22和蓄电器23。
所述变频器11包括整流器111和逆变器112，用于给电动机12供电，驱动电动机运行；
所述整流器111的输入端接外部交流电源，输出直流电压到所述逆变器112的输入端；
所述逆变器112将其输入端的直流电压逆变为交流电压为电动机12供电；
所述直流变换器21的高压端接所述逆变器112的输入端；
第二接触器20接在所述直流变换器21低压端同蓄电器23之间；
所述缓冲电容22配置于直流变换器21和第二接触器20之间，缓冲电容22两端分别接直流变换器21的低压端的正负两端。
较佳的，所述第二接触器20采用交流接触器。
较佳的，所述蓄电器23采用超级电容。
较佳的，所述直流变换器21包括功率开关管211及内置电感210，采用双向DC-DC电路拓扑结构；所述功率开关管211为静态元件。
实施例一的电梯控制装置，变频器11包括整流器和逆变器，驱动电动机12运行；蓄电器23可以存储并释放电能，直流变换器21用于对蓄电器23进行充电和放电，其高压端并联在变频器11的直流侧上，与蓄电器23相连的是低压端；第二接触器20设置在直流变换器21和蓄电器23之间，控制蓄电器23对电动机12供电回路的通断；缓冲电容22配置于直流变换器21和第二接触器20之间，在于第二接触器20的触头带载分断时为直流变换器21提供续流回路，减小流经触头的瞬间电流，进而能有效地抑制分断电弧，使得对第二接触器20的选型要求大幅降低，有助于节省成本。正常运行时，优先地用直流变换器11内的静态元件211关断电路，然后第二接触器20的触头才分断，此时，第二接触器20的触头在分断时无电流，所以不会对第二接触器20造成任何损伤。当直流变换器21故障下无法用静态元件211关断电路，需直接使用第二接触器20的触头分断时，直流变换器电感210瞬态下维持的电流的大部改为流过缓冲电容22，使得第二接触器20触头上的电流迅速下降至一个较小的值，即使是交流接触器，其触头是完全有能力无害地切断一个较小的直流电流，第二接触器20可以使用价格较低的交流接触器替代直流接触器，降低装置的成本，提高其市场接受度。
实施例二
基于实施例一的电梯控制装置，如图2所示，所述直流变换器21包括两个功率开关管211、两个二极管212及一个内置电感210；
所述功率开关管211包括控制端、第一端及第二端，通过在控制端施加的电压信号控制第一端同第二端之间的导通或截止；
第一个功率开关管211的第一端接所述逆变器112的正输入端；
第一个功率开关管211的第二端接第二个功率开关管211的第一端；
第二个功率开关管211的第二端接所述逆变器112的负输入端；
第一个二极管212的负端接所述逆变器112的正输入端；
第二个二极管212的负端接第一个二极管212的正端；
第二个二极管212的正端接所述逆变器112的负输入端；
所述内置电感210接在所述两个功率开关管211的连接端同所述两个二极管212的连接端之间；
所述缓冲电容22接在所述两个二极管212的连接端同所述逆变器112的负输入端之间；
所述第二接触器20的至少一副主触头接在所述两个二极管212的连接端同蓄电器23正端之间；所述第二接触器20的另外一副主触头接在蓄电器23负端同所述逆变器112的负输入端之间。
所述第二接触器20可以采用三菱SD-T100交流接触器，所述第二接触器20的二副主触头接在所诉两个二极管212的连接端同蓄电器23正端之间。
较佳的，两个功率开关管211的第一端同第二端之间分别各接有一个二极管。
较佳的，所述功率开关管211为晶闸管、IGBT或场效应管。
较佳的，所述缓冲电容22由多个电容单体经串联和/或并联构成。例如，所述缓冲电容22可以由4个400V/750uF的电解电容两两串联后并联构成。
较佳的，电梯控制装置还包括第一接触器10；所述整流器111的输入端经第一接触器10接外部交流电源。第一接触器10设置在外网电源和变频器11进线端之间，控制外网电源对电动机12供电回路的通断；第一接触器10可以采用的是三菱SD-T21交流接触器。
以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电梯控制装置，其特征在于，包括第二接触器(20)、变频器(11)、电动机(12)、直流变换器(21)、缓冲电容(22)和蓄电器(23)；
所述变频器(11)包括整流器(111)和逆变器(112)；
所述整流器(111)的输入端接外部交流电源，输出直流电压到所述逆变器(112)的输入端；
所述逆变器(112)将其输入端的直流电压逆变为交流电压为电动机(12)供电；
所述直流变换器(21)的高压端接所述逆变器(112)的输入端；
所述第二接触器(20)接在所述直流变换器(21)的低压端同蓄电器(23)之间；
所述缓冲电容(22)配置于直流变换器(21)和第二接触器(20)之间，缓冲电容(22)两端分别接直流变换器(21)的低压端的正负两端。
2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，
所述第二接触器(20)采用交流接触器。
3.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，
所述蓄电器(23)采用超级电容。
4.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于，
所述直流变换器(21)包括功率开关管(211)及内置电感(210)，采用双向DC-DC电路拓扑结构；
所述功率开关管(211)为静态元件。
5.根据权利要求4所述的电梯控制装置，其特征在于，
所述直流变换器(21)包括两个功率开关管(211)、两个二极管(212)及一个内置电感(210)；
所述功率开关管(211)包括控制端、第一端及第二端，通过在控制端施加的电压信号控制第一端同第二端之间的导通或截止；
第一个功率开关管(211)的第一端接所述逆变器(112)的正输入端；
第一个功率开关管(211)的第二端接第二个功率开关管(211)的第一端；
第二个功率开关管(211)的第二端接所述逆变器(112)的负输入端；
第一个二极管(212)的负端接所述逆变器(112)的正输入端；
第二个二极管(212)的负端接第一个二极管(212)的正端；
第二个二极管(212)的正端接所述逆变器(112)的负输入端；
所述内置电感(210)接在所述两个功率开关管(211)的连接端同所述两个二极管(212)的连接端之间；
所述缓冲电容(22)接在所述两个二极管(212)的连接端同所述逆变器(112)的负输入端之间；
所述第二接触器(20)的至少一副主触头接在所述两个二极管(212)的连接端同蓄电器(23)正端之间；所述第二接触器(20)的另外一副主触头接在蓄电器(23)负端同所述逆变器(112)的负输入端之间。
6.根据权利要求5所述的电梯控制装置，其特征在于，
所述第二接触器(20)的二副主触头接在所诉两个二极管(212)的连接端同蓄电器(23)正端之间。
7.根据权利要求5所述的电梯控制装置，其特征在于，
两个功率开关管(211)的第一端同第二端之间分别各接有一个二极管。
8.根据权利要求4所述的电梯控制装置，其特征在于，
所述功率开关管(211)为晶闸管、IGBT或场效应管。
9.根据权利要求4所述的电梯控制装置，其特征在于，
所述缓冲电容(22)由多个电容单体经串联和/或并联构成。
10.根据权利要求4所述的电梯控制装置，其特征在于，
所述缓冲电容(22)由4个400V/750uF的电解电容两两串联后并联构成。
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2017
- 2017-09-18 CN CN201710839383.5A patent/CN109516328B/zh active Active
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