CN201608640U - 电梯节能电源板及包含该电源板的电梯控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电梯节能电源板，包括输入回路、用于将输入电信号转换为直流电压的第一电源电路以及第二电源电路，其中所述输入回路包括用于连接电梯控制系统的直流母线的输入端，所述第一电源电路及第二电源电路的输入端分别连接到所述输入回路的输出端，所述第一电源电路包括用于连接电梯控制系统中弱电部分的第一输出端，所述第二电源电路包括连接抱闸接触控制器的第二输出端。本实用新型还涉及包含上述节能电源板的电梯控制系统。本实用新型通过将电梯控制系统的直流母线作为输入电源，可有效利用电梯发电运行时反馈的能量，并且电源板可代替低压工作电源、抱闸电源等，从而降低整个设备的体积和成本。

Description

电梯节能电源板及包含该电源板的电梯控制系统

技术领域

本实用新型涉及电梯控制系统，更具体地说，涉及一种电梯节能电源板及包含该电源板的电梯控制系统。

背景技术

据中国电梯协会提供的信息显示，全国在用电梯总保有量已超过100万台，成为世界上电梯总保有量最多的国家。而且，随着我国城市化进程进入快速发展期，每年都将有近20万台新增电梯(新增电梯数量世界第一)投入使用。电梯作为交通工具，已经成为人们日常生活不可缺少的一部分。正常使用的普通电梯每天用电量大约在30度至150度之间。如果按照一部电梯每天用电80度计算，则每年耗电量达29200度。由此可见，电梯能耗已经成为建筑能耗的重要部分。

电梯在使用过程中，有电动运行与发电运行(也叫制动运行)两种状态。其中的发电运行状态会产生一部分能量，称之为再生能源。

如图1所示，是四层电梯的结构示意图，从图中可以看到，电梯的轿厢12与电梯配重11连接在钢丝的两端，悬挂于电梯驱动电动机13上。当电动机正向或者反向旋转时，轿厢会相应的上行或者下行，实现了电梯运送乘客或者货物的目的。位于电梯控制系统14中的变频器是驱动电动机13运行的装置。一般来讲，电梯平衡系数为45％左右，即轿厢内放置45％左右载重时，轿厢12与电梯配重11的重量相当。因此，当电梯轿厢12重量小于电梯配重11的重量时，电梯上行势能转化为电能向电动机回馈能量，即发电运行；电梯下行时需要电动机拖动负载作功，电动机13从电网中消耗电能，即电动运行；反之当电梯轿厢12重量大于电梯配重11的重量时，则上行为电动运行，下行为发电运行。

电梯发电运行，所产生的能量通过电动机和变频器转化为变频器直流母线(P、N之间)上的直流电能。这些能量被临时存储在变频器直流回路的电容中，随着电梯工作时间的持续，电容中的电能和电压越来越高，导致过压故障，使电梯停止工作。目前，电梯为了避免过压故障，通常在直流母线上增加能耗制动部分，通过制动单元将这部分能量以发热的方式消耗的制动电阻上。

另一方面，电梯控制用电源常为交流380V，而电梯正常工作中的低压工作电源(一般为直流24V)、抱闸工作电源(一般为直流220V或者直流110V)等是通过输入的交流380V电压转换得到的。即通过变压器将交流380V转换为交流220V，再将交流220V通过开关电源转换成直流24V，通过整流电路转换成抱闸电源。

如图2所示，是现有的电梯控制系统的结构示意图。该控制系统主要由电梯控制用一体化控制器21、制动电阻22、电梯变压器23、开关电源24、整流电路25以及抱闸控制电路26组成。其中电梯控制用一体化控制器21主要控制电梯的运行过程，并根据相应的召唤信号作出响应输出。制动电阻22用于将电机处于发电运行状态时的能量以发热的方式消耗。电梯变压器23用于将三相380V电压转换成交流220V，一路作为开关电源24的输入，另一路接入整流电路25。开关电源24将输入的交流220V转化成直流24V输出，用于低电压工作场所；整流电路25根据设计要求输出直流110V或者直流220V电压，作为抱闸电源。

抱闸控制电路26受控于电梯控制用一体化控制器21的Y、M端子，当电梯控制系统输出抱闸信号时，控制继电器K1闭合，在安全回路(安全回路是由多个安全开关串联构成)导通的情况下，将接通接触器的BYJ线圈，BYJ触点吸合，接通抱闸电源，实现电梯打开抱闸的功能。

由此可知，现有系统存在以下的缺陷和不足：

1)能量损耗：电梯处于发电运行时反馈的能量消耗到制动电阻上，而系统的低压工作电源、抱闸等电源还是从电网中吸收；

2)低压工作电源、抱闸电源等容量较大，因此电梯变压器容量也较大，因此此配置占空间、成本高；

3)变压器、开关电源、抱闸接触器等设备之间接线较多，容易产生故障隐患；

4)在抱闸打开、关闭的瞬间，BYJ接触器处于吸合、断开的动作，由于抱闸的驱动电路为感性负载，电流也比较大(一般4A左右)接触器有粘连的潜在隐患。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述电梯系统能耗高、成本较高且存在安全隐患的问题，提供一种电梯节能电源板及包含该电源板的电梯控制系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电梯节能电源板，包括输入回路、用于将输入电信号转换为直流电压的第一电源电路以及第二电源电路，其中所述输入回路包括用于连接电梯控制系统的直流母线的输入端，所述第一电源电路及第二电源电路的输入端分别连接到所述输入回路的输出端，所述第一电源电路包括用于连接电梯控制系统中弱电部分的第一输出端，所述第二电源电路包括连接抱闸接触控制器的第二输出端。

在本实用新型所述的电梯节能电源板中，所述输入回路包括用于将直流电转换为指定脉冲宽度的输出信号的斩波电路，所述斩波电路包括用于电梯控制系统的直流母线的输入端。

在本实用新型所述的电梯节能电源板中，所述输入回路还包括用于控制所述斩波电路的输出信号的脉冲宽度的控制电路，所述控制电路连接到所述斩波电路。

在本实用新型所述的电梯节能电源板中，所述第一电源电路的输出电压为24V(±8V)；所述第二电源电路的输出电压为110V和/或220V(±15％)。

在本实用新型所述的电梯节能电源板中，还包括用于根据电梯控制系统输出的有效抱闸信号使第二电源电路输出电信号的第一端子组，所述第一端子组的两端分别连接电梯控制系统的抱闸信号控制端子和第二电源电路。

本实用新型还提供一种电梯控制系统，包括直流母线和电源板，所述电源板包括输入回路、用于将输入电信号转换为直流电压的第一电源电路以及第二电源电路，其中所述输入回路包括用于连接电梯控制系统的直流母线的输入端，所述第一电源电路及第二电源电路的输入端分别连接到所述输入回路的输出端，所述第一电源电路包括用于连接电梯控制系统中弱电部分的第一输出端，所述第二电源电路包括连接抱闸的第二输出端。

在本实用新型所述的电梯控制系统中，所述输入回路包括用于将直流电转换为指定脉冲宽度的输出信号的斩波电路，所述斩波电路包括用于电梯控制系统的直流母线的输入端。

在本实用新型所述的电梯控制系统中，所述输入回路还包括用于控制所述斩波电路的输出信号的脉冲宽度的控制电路，所述控制电路连接到所述斩波电路。

在本实用新型所述的电梯控制系统中，所述第一电源电路的输出电压为24V±8V；所述第二电源电路的输出电压为110V和/或220V±15％。

在本实用新型所述的电梯控制系统中，所述电源板还包括用于根据电梯控制系统输出的有效抱闸信号使第二电源电路输出电信号的第一端子组，所述第一端子组的两端分别连接电梯控制系统的抱闸信号控制端子和第二电源电路。

本实用新型的电梯节能电源板及包含该电源板的电梯控制系统具有以下有益效果：通过将电梯控制系统的直流母线作为输入电源，可有效利用电梯发电运行时反馈的能量，并且电源板可代替低压工作电源、抱闸电源等，从而降低整个设备的体积和成本。此外，本实用新型减少了原电梯控制系统中变压器、开关电源、抱闸接触器等设备之间的较多接线，降低了故障隐患。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有电梯的结构示意图；

图2是现有电梯控制系统的结构示意图；

图3是本实用新型电梯节能电源板实施例的示意图；

图4是本实用新型的包含电源板的电梯控制系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型通过设置由电梯控制系统的直流母线供电的电源板，将电梯发电运行产生的电能转化为系统低压供电电源和抱闸控制器驱动电源，不仅提高了能源利用率，而且减少了相应的供电单元，从而节省了空间以及成本。

如图3所示，是本实用新型的电梯节能电源板的实施例的结构示意图。该电梯节能电源板包括输入回路、第一电源电路33以及第二电源电路34，其中输入回路包括用于连接电梯控制系统的直流母线30的输入端，第一电源电路33及第二电源电路34的输入端分别连接到输入回路的输出端，第一电源电路33包括用于连接电梯控制系统中弱电部分的第一输出端，第二电源电路34包括连接抱闸接触控制器的第二输出端。

第一电源电路33包括变压器和整流电路等，主要将输入回路从直流母线P、N中获取的直流电压(如537V)通过降压整流等内部电路转换成稳定可靠的低压直流电输出，输出的低压直流电用作电梯控制系统中低压用电场所的输入电源，例如厅外楼层显示板、轿顶板等。特别地，该第一电源电路33的第一输出端的输出电压为24V±8V。

第二电源电路34包括降压整流滤波等内部电路，以将输入回路从直流母线30(P、N)获得的直流电压转换成用作抱闸控制器运行的直流110V和/或220V±15％电源输出。

当电机处于电动运行状态时，电源板从电网中吸收能量，直接利用变频器内部的整流模块，从直流母线上获得所需的输入电压；当电机处于发电运行状态时，利用电机在发电运行时产生在变频器直流母线上的回馈能量，无需外电网供电即可获得所需的输入电压，达到节能降耗减少成本的目的。

具体地，上述的输入回路包括用于将直流电转换为指定脉冲宽度的输出信号的斩波电路31，该斩波电路31包括用于电梯控制系统的直流母线的输入端。此外，上述输入回路还可包括用于控制斩波电路31的输出信号的脉冲宽度的控制电路32，该控制电路32连接到斩波电路31。

在上述电梯节能电源板中，还可包括用于根据电梯控制系统输出的有效抱闸信号使第二电源电路输出电信号的第一端子组Y1、M1，该第一端子组的输入端连接电梯控制系统的抱闸信号控制端子Y2、M2，第二端连接到节能板的第二电源电路34。

如图4所示，若电梯控制系统的安全回路控制端子Y、M有效，继电器K闭合。接触器线圈BYJ动作，控制电梯节能电源板的抱闸电源输出信号回路上的接触器线圈BYJ吸合。此时，当电梯控制系统的抱闸信号控制端子Y2、M2输出有效时，上述电源板的第一端子组Y1、M1有效，控制第二电源电路产生抱闸所需的110V和/或220V(±15％)抱闸电源，此时完成控制抱闸的过程。由于抱闸电源信号的电流输出时，BYJ已经处于吸合状态，避免了电拉弧，从而可有效的避免接触器粘连隐患。

当电梯控制系统的抱闸信号控制端子Y2、M2无输出，第一端子组Y1、M1不能够接收到有效的抱闸电源产生信号，第二电源产生电路不工作。此时即使安全回路导通，接触器线圈BYJ吸合，电源板的输出抱闸电源信号仍然为0，不会对抱闸控制接触器作用，更不会存在接触器粘连的隐患。

上述的电源板可直接应用于电梯控制系统，代替原电梯控制系统中的低压供电模块和抱闸供电模块，从而节省了成本和体积。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电梯节能电源板，其特征在于，包括输入回路、用于将输入电信号转换为直流电压的第一电源电路以及第二电源电路，其中所述输入回路包括用于连接电梯控制系统的直流母线的输入端，所述第一电源电路及第二电源电路的输入端分别连接到所述输入回路的输出端，所述第一电源电路包括用于连接电梯控制系统中弱电部分的第一输出端，所述第二电源电路包括连接抱闸接触控制器的第二输出端。

2.根据权利要求1所述的电梯节能电源板，其特征在于，所述输入回路包括用于将直流电转换为指定脉冲宽度的输出信号的斩波电路，所述斩波电路包括用于电梯控制系统的直流母线的输入端。

3.根据权利要求2所述的电梯节能电源板，其特征在于，所述输入回路还包括用于控制所述斩波电路的输出信号的脉冲宽度的控制电路，所述控制电路连接到所述斩波电路。

4.根据权利要求1所述的电梯节能电源板，其特征在于，所述第一电源电路的输出电压为24V±8V；所述第二电源电路的输出电压为110V和/或220V±15％。

5.根据权利要求1所述的电梯节能电源板，其特征在于，还包括用于根据电梯控制系统输出的有效抱闸信号使第二电源电路输出电信号的第一端子组，所述第一端子组的两端分别连接电梯控制系统的抱闸信号控制端子和第二电源电路。

6.一种电梯控制系统，包括直流母线，其特征在于，还包括电源板，所述电源板包括输入回路、用于将输入电信号转换为直流电压的第一电源电路以及第二电源电路，其中所述输入回路包括用于连接电梯控制系统的直流母线的输入端，所述第一电源电路及第二电源电路的输入端分别连接到所述输入回路的输出端，所述第一电源电路包括用于连接电梯控制系统中弱电部分的第一输出端，所述第二电源电路包括连接抱闸的第二输出端。

7.根据权利要求6所述的电梯控制系统，其特征在于，所述输入回路包括用于将直流电转换为指定脉冲宽度的输出信号的斩波电路，所述斩波电路包括用于电梯控制系统的直流母线的输入端。

8.根据权利要求7所述的电梯控制系统，其特征在于，所述输入回路还包括用于控制所述斩波电路的输出信号的脉冲宽度的控制电路，所述控制电路连接到所述斩波电路。

9.根据权利要求6所述的电梯控制系统，其特征在于，所述第一电源电路的输出电压为24V±8V；所述第二电源电路的输出电压为110V和/或220V±15％。

10.根据权利要求6所述的电梯控制系统，其特征在于，所述电源板还包括用于根据电梯控制系统输出的有效抱闸信号使第二电源电路输出电信号的第一端子组，所述第一端子组的两端分别连接电梯控制系统的抱闸信号控制端子和第二电源电路。

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