CN202481864U - 智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统 - Google Patents

Abstract

智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，涉及智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统。为了解决现有技术不能节约能源的同时降低成本的问题。它包括断路器、滤波器、电抗器和电机，还包括变频器、能量回馈单元和四个交流接触器，滤波器信号输入端与断路器一端连接，信号输出端与第一交流接触器动端和能量回馈单元信号输入端连接，变频器信号输入端与第一交流接触器静端连接，第二交流接触器动端与变频器信号输出端连接，静端与电抗器一端连接，电抗器另一端与电机连接，第三交流接触器和第四交流接触器动端分别与能量回馈单元回馈信号输出端连接，第三交流接触器和第四交流接触器静端分别与变频器回馈信号输入端连接。用于提升机电控制技术中。

Description

智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统。 

背景技术

提升机通常称为绞车，目前提升机的的电控技术主要采用电阻调速技术、变频能耗制动调速技术和变频四象限调速方式。但是以上几种方式都存在一定的缺陷：电阻调速技术的缺点有电机启动调速电流大；有级调速最终反应在使用中为调速的稳定性差，调速性能不平稳；故障率高；电能消耗大，噪音大，温度高；劳动强度大。变频能耗制动技术存在的缺陷有：变频能耗制动技术是对电阻调速技术的改进，取消了原电阻调速电阻器、调速接触器，增加了变频、制动单元及与之配套的制动电阻。这种技术是在变频调速基础上，完成对电机进行调速的。当物品下行时产生的势能作用在电机上，电机在势能作用下转速超过同步转速为发电机，这时电机产生的电能不能通过变频器回流至电网，导致变频器直流母排电压升高，如不采取措施变频器将过压保护。为了解决这一问题人们想出了使用制动单元配合制动电阻的方式，将电机在发电状态下导致的直流母排电压升高的部分用制动单元与制动电阻组成的放电电路消耗掉，来保障变频器的安全运行，它也是通过消耗能量来满足生产工艺对调速的需要，电能通过制动电阻以热能的形势消掉。最终体现在将原电阻调速时的大电阻器取消，取而代之的是制动电阻柜，制动部分故障率极高，是能耗型产品。制动部分出现故障后，提升机提升时正常，当重物下行时变频器将过压保护，这就是为什么变频能耗制动型绞车电控经常出故障的原因之一。变频四象限调速技术存在的缺陷：变频四象限调速技术与变频调速技术相同，不同的是，电机在发电状态下导致直流母排电压高出的部分，通过可逆功能将直流电能转换为相位、波形、电角度、电压完全一致的交流电能，回馈于交流电网，这种技术是比较理想的产品。但其也存在着缺陷：四象限变频器整流部分与可逆部分为一体，使用了IGBT功率模块单元，当一个部分出现问题时，必须整体更换。由于目前国内生产的IGBT功率元件稳定性不好、故障率偏高，所以主流产品还需从国外进口，导致四象限变频器价格较高，一般企业不容易接受；由于四象限变频器的回馈单元与整流单元为一体，无论那个功能损坏均需整体更换，导致维修成本增加，后期维护困难，费用大，不易推广。 

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有的提升机的电控技术不能节约能源，如果能节约能源又不能同时降低生产成本的问题，提出的一种智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统。 

本实用新型的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统包括断路器、滤波器、电抗器和电机，它还包括第一变频器、第一能量回馈单元、第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器和第四交流接触器，断路器的一端与三相电源相连接，断路器的另一端与滤波器的滤波信号输入端相连接，滤波器的滤波信号输出端同时与第一交流接触器的动端和第一能量回馈单元的回馈信号输入端相连接，第一交流接触器的静端与第一变频器的变频信号输入端相连接，第一变频器的变频信号输出端与第二交流接触器的动端相连接，第二交流接触器的静端与电抗器的一端相连接，电抗器的另一端与电机的电源输入端相连接，第一能量回馈单元的第一回馈信号输出端与第三交流接触器的动端相连接，第三交流接触器的静端与第一变频器的第一回馈信号输入端连接，第一能量回馈单元的第二回馈信号输出端与第四交流接触器的动端相连接，第四交流接触器的静端与第一变频器的第二回馈信号输入端连接。 

本实用新型的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统从根本上解决了电阻调速技术、变频能耗制动调速技术、四象限变频调速技术的缺陷。变频器与能量回馈单元及提升机专用数字操作台组成智能动态调整系统，随时监视、跟踪、保护提升机运行状态，即提高了提升机安全稳定的运行性能，又获得了20％以上的节能空间。它独特的柔启动加速性能：在0.5Hz时启动转矩达到了额定转矩的1.5以上，频率的增加与电压的增加同步，使绞车无论在何种状况下提升重物，启动电机非常流畅，启动电流均达不到被拖动电机的额定电流。本实用新型具有柔减速停机性能：减速过程是在高速运行的基础上柔性、线性调整下行的频率，达到预定的频段时能量回馈单元加大回馈能量，提前二次制动，技术决定了性能，使其获得了理想的减速曲线。停机是由原来的运行频率将电机控制为0频率的过程，由于柔性技术的控制使停机时即无挡位的操作，也无接触器减速与停机的噪音。本实用新型配备了标准配置，如变频器发生故障时可在线一键转换至另一台变频器工作，保证了生产的安全性、连续性、可靠性。本实用新型的设计节约了电力能源，获得了20％以上的节能空间，同时还提升了提升机电控设备的安全性；能量回馈的设计减少了用户在节能方面的投资，减少了后期维护成本，降低了生产成本。 

附图说明

图1是本实用新型的电路结构示意图。图2是在具体实施方式三所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统结构的基础上分别增加了数字操作台，测速发电机，第九交流接触器，液压检测电路，后备保护电路，采样、报警、数据上传电路，解码器，闸块间隙检测器的电路结构示意图。 

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，它包括断路器1、滤波器2、电抗器5和电机6，它还包括第一变频器3、第一能量回馈单元4、第一交流接触器7、第二交流接触器8、第三交流接触器9和第四交流接触器10，断路器1的一端与三相电源相连接，断路器1的另一端与滤波器2的滤波信号输入端相连接，滤波器2的滤波信号输出端同时与第一交流接触器7的动端和第一能量回馈单元4的回馈信号输入端相连接，第一交流接触器7的静端与第一变频器3的变频信号输入端相连接，第一变频器3的变频信号输出端与第二交流接触器8的动端相连接，第二交流接触器8的静端与电抗器5的一端相连接，电抗器5的另一端与电机6的电源输入端相连接，第一能量回馈单元4的第一回馈信号输出端与第三交流接触器9的动端相连接，第三交流接触器9的静端与第一变频器3的第一回馈信号输入端连接，第一能量回馈单元4的第二回馈信号输出端与第四交流接触器10的动端相连接，第四交流接触器10的静端与第一变频器3的第二回馈信号输入端连接。 

具体实施方式二、结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的区别在于：它还包括第二变频器11、第五交流接触器13、第六交流接触器14、第七交流接触器15和第八交流接触器16，第五交流接触器13的动端与滤波器2的滤波信号输出端相连接，第五交流接触器13的静端与第二变频器11的变频信号输入端相连接，第二变频器11的变频信号输出端与第六交流接触器14的动端相连接，第六交流接触器14的静端与第二交流接触器8的静端相连接，第一能量回馈单元4的第一回馈信号输出端与第七交流接触器15的动端相连接，第七交流接触器15的静端与第二变频器11的第一回馈信号输入端连接，第一能量回馈单元4的第二回馈信号输出端与第八交流接触器16的动端相连接，第八交流接触器16的静端与第二变频器11的第二回馈信号输入端连接。 

具体实施方式三、结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二的区别在于：它还包括第二能量回馈单元12，第二能量回馈单元12的回馈信号输入端与滤波器2的滤波信号输出端相连接，第二能量回馈单元12的第一回馈信号输出端同时与第三交流接触器9的动端和第七交流接触器15的动端相连接，第二能量回馈单元12的第二回馈信号输出端同时与第四交流接触器10的动端和第八交流接触器16的动端相连接。 

具体实施方式四、结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三的区别在于：它还包括数字操作台(17)，数字操作台(17)的第一信号输入端与滤波器(2)的滤波信号输出端相连接，数字操作台(17)的第一控制信号输出端同时与第一变频器(3)、 第一交流接触器(7)和第二交流接触器(8)的控制信号输入端相连接，数字操作台(17)的第二控制信号输出端同时与第二变频器(11)、第五交流接触器(13)和第六交流接触器(14)的控制信号输入端相连接。 

具体实施方式五、结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式四的区别在于：它还包括测速发电机(18)，测速发电机(18)的测速结果输出端与数字操作台(17)的测速结果输入端相连接。 

具体实施方式六、结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式五的区别在于：它还包括第九交流接触器(21)和液压检测电路(22)，液压检测电路(22)的液压信号输出端与第九交流接触器(21)的动端相连接，第九交流接触器(21)的静端与数字操作台(17)的液压信号输入端相连接。 

具体实施方式七、结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式六的区别在于：它还包括后备保护电路(23)，后备保护电路(23)的保护信号输出端与数字操作台(17)的保护信号输入端相连接。 

具体实施方式八、结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式七的区别在于：它还包括采样、报警、数据上传电路(24)，采样、报警、数据上传电路(24)的信号输出端与数字操作台(17)的第二信号输入端相连接。 

具体实施方式九、结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式八的区别在于：它还包括编码器(19)，编码器(19)的井深信号输出端与数字操作台(17)的井深信号输入端相连接。 

具体实施方式十、结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式九的区别在于：它还包括闸块间隙检测器(20)，闸块间隙检测器(20)的闸块间隙输出端与数字操作台(17)的闸块间隙输入端相连接。 

工作原理：断路器提供智能动态变频绞车，即提升机的能量回馈电控节电系统工作电源，变频器专用输入滤波器经接触器对变频器供电，矢量控制变频器完成对电机的调速任务，变频器输出端对应接触器，经变频器专用输出电抗器给电机提供工作电能，变频器输入端与输出端各有一个接触器，是为切换至另一套备用变频调速系统之用，可以完成在不影响正常使用状态下对变频器进行检修或保养，变频器专用输入滤波器可对外界对变频器的干扰起到滤波作用，同时也阻断变频器整流部分的谐波对外界电源的干扰。变频专用输出滤波器阻断变频器产生的电磁高频谐波对外部电子设备的电磁辐射干扰。 

能量回馈单元与变频器的直流母排联接，当重物下行时的势能引发电动机发电时，导 致变频器直流母排电压升高，当变频器直流母排电压高出能量回馈单元的门栏电压时，能量回馈单元工作将变频器直流母排电压高出的部分，逆变为电气参数完全等同的交流电能回送给电网，保障变频器安全运行。 

稳压电源提供智能动态变频绞车，即提升机的能量回馈电控节电系统控制部分稳定电源之用，以免受外界电压波动对控制系统的影响及干扰，同时保护控制系统免除过压破坏。 

通道选择开关是为切换至另一台变频调速系统而设置，可完成不断电，不动线状态下，一键转换。该智能动态变频绞车(提升机)能量回馈电控节电系统标准配置(可选)为一主一备，确保生产的安全性、连续性。 

提升机专用数字操作台，可选配。提升机专用数字操作台是智能动态变频绞车(提升机)能量回馈电控节电系统的人机对话平台，一切操作启动、制动、井深、上行、下行、坡度、制动轧块间隙、液压系统压力、工作电流、工作电压等各种显示、保护均由其配合完成。它是使用单位操作、发出指令机构。操作台通过智能动态变频绞车(提升机)能量回馈电控节电系统外部通信端口通信，该通信端口可根据操作台选型的不同，自由组态。 

提升机后备保护，可选配。提升安全运行的保障，提供过卷、过位、行程、制动等多种保护，后备保护通过智能动态变频绞车(提升机)能量回馈电控节电系统外部通信端口通信，该通信端口可根据后备保护选型的不同，自由组态。 

Claims (10)

1.智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，它包括断路器(1)、滤波器(2)、电抗器(5)和电机(6)，其特征在于：它还包括第一变频器(3)、第一能量回馈单元(4)、第一交流接触器(7)、第二交流接触器(8)、第三交流接触器(9)和第四交流接触器(10)，断路器(1)的一端与三相电源相连接，断路器(1)的另一端与滤波器(2)的滤波信号输入端相连接，滤波器(2)的滤波信号输出端同时与第一交流接触器(7)的动端和第一能量回馈单元(4)的回馈信号输入端相连接，第一交流接触器(7)的静端与第一变频器(3)的变频信号输入端相连接，第一变频器(3)的变频信号输出端与第二交流接触器(8)的动端相连接，第二交流接触器(8)的静端与电抗器(5)的一端相连接，电抗器(5)的另一端与电机(6)的电源输入端相连接，第一能量回馈单元(4)的第一回馈信号输出端与第三交流接触器(9)的动端相连接，第三交流接触器(9)的静端与第一变频器(3)的第一回馈信号输入端连接，第一能量回馈单元(4)的第二回馈信号输出端与第四交流接触器(10)的动端相连接，第四交流接触器(10)的静端与第一变频器(3)的第二回馈信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，其特征在于：它还包括第二变频器(11)、第五交流接触器(13)、第六交流接触器(14)、第七交流接触器(15)和第八交流接触器(16)，第五交流接触器(13)的动端与滤波器(2)的滤波信号输出端相连接，第五交流接触器(13)的静端与第二变频器(11)的变频信号输入端相连接，第二变频器(11)的变频信号输出端与第六交流接触器(14)的动端相连接，第六交流接触器(14)的静端与第二交流接触器(8)的静端相连接，第一能量回馈单元(4)的第一回馈信号输出端与第七交流接触器(15)的动端相连接，第七交流接触器(15)的静端与第二变频器(11)的第一回馈信号输入端连接，第一能量回馈单元(4)的第二回馈信号输出端与第八交流接触器(16)的动端相连接，第八交流接触器(16)的静端与第二变频器(11)的第二回馈信号输入端连接。

3.根据权利要求2所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，其特征在于：它还包括第二能量回馈单元(12)，第二能量回馈单元(12)的回馈信号输入端与滤波器(2)的滤波信号输出端相连接，第二能量回馈单元(12)的第一回馈信号输出端同时与第三交流接触器(9)的动端和第七交流接触器(15)的动端相连接，第二能量回馈单元(12)的第二回馈信号输出端同时与第四交流接触器(10)的动端和第八交流接触器(16)的动端相连接。

4.根据权利要求3所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，其特征在于：它还包括数字操作台(17)，数字操作台(17)的第一信号输入端与滤波器(2)的滤波信号输出端相连接，数字操作台(17)的第一控制信号输出端同时与第一变频器(3)、第一交流接触器(7)和第二交流接触器(8)的控制信号输入端相连接，数字操作台(17)的第二控制信号输出端同时与第二变频器(11)、第五交流接触器(13)和第六交流接触器(14)的控制信号输入端相连接。

5.根据权利要求4所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，其特征在于：它还包括测速发电机(18)，测速发电机(18)的测速结果输出端与数字操作台(17)的测速结果输入端相连接。

6.根据权利要求5所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，其特征在于：它还包括第九交流接触器(21)和液压检测电路(22)，液压检测电路(22)的液压信号输出端与第九交流接触器(21)的动端相连接，第九交流接触器(21)的静端与数字操作台(17)的液压信号输入端相连接。

7.根据权利要求6所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，其特征在于：它还包括后备保护电路(23)，后备保护电路(23)的保护信号输出端与数字操作台(17)的保护信号输入端相连接。

8.根据权利要求7所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，其特征在于：它还包括采样、报警、数据上传电路(24)，采样、报警、数据上传电路(24)的信号输出端与数字操作台(17)的第二信号输入端相连接。

9.根据权利要求8所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，其特征在于：它还包括编码器(19)，编码器(19)的井深信号输出端与数字操作台(17)的井深信号输入端相连接。

10.根据权利要求9所述的智能动态变频提升机能量回馈电控节电系统，其特征在于：它还包括闸块间隙检测器(20)，闸块间隙检测器(20)的闸块间隙输出端与数字操作台(17)的闸块间隙输入端相连接。

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