CN203306867U - 超级电容储能式电梯救援装置 - Google Patents

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蒋青
吕小兵
万健如
朱琳
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Abstract

超级电容储能式电梯救援装置。在不改变原有电梯变频驱动单元基础上,在整流部分(不可控整流桥模块)与逆变部分(变频器功率模块)中间的直流母线处并联一个超级电容储能装置,以防因灾害或者其他突发情况发生导致市电突然停电造成电梯失控,给电梯车厢内人员带来恐慌,造成危险。超级电容储能装置由超级电容与升压电路组成。超级电容具有容量大、充放电速度快、工作温度范围大、循环使用寿命长、维护简单等优点;通过升压电路可以在超级电容工作时快速提高输出电压,既免于超级电容提供较高电压又可使得母线电压维持较高值,以便于电梯曳引机能够维持较高速度运转,使电梯尽快到达指定平层,使箱内人员尽快摆脱危险。

Description

超级电容储能式电梯救援装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于电梯技术领域,涉及ー种电梯断电应急运行系统,特别是采用超级电容作为储能装置,作为备用电源以保证在自然灾害发生时或者其他紧急情况下市电突然断电时为电梯提供应急备用电源,保障电梯内人员的安全。
背景技术
[0002] 随着我国经济快速发展,城市化进程的不断进行,楼宇建设速度的加快,我国电梯数量处于快速增长期;当发生自然灾害或者出现其他紧急状况时存在断电的风险,当出现停电现象时电梯出现关人停梯的现象,会对乘客造成一定恐慌和伤害。因此电梯停电应急救援装置等一系列安全备用设施的开发与研制得到了广泛重视。
[0003]目前,国内外的电梯停电应急救援装置多采用通用的不间断电源(UPS)控制,它由标准的UPS和控制电路组成。UPS —般采用蓄电池作为备用电源,蓄电池具有使用寿命短、容量小、需要定期维护、对环境温度敏感等缺点,且不能大电流充放电,不易带感性负载,严重限制了 UPS的使用寿命以及其在电梯停电应急装置中的应用。
发明内容
[0004] 本实用新型目的在于提出一种可靠性高、安全性强并能够避免电梯停电困人事故发生的超级电容储能式电梯救援装置。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型提出ー种利用超级电容组替代蓄电池作为UPS的备用电源。超级电容既具有静电电容器的较大电荷储存能力和高放电功率的优点,超级电容还具有使用灵活,能量关系简单明确,便于组合使用,工作温度范围大,可在恶劣环境下エ作,而不影响其工作性能;环境友好无污染,循环使用寿命长,维护简单等优点。与蓄电池相比其具有诸多优势,所以对于电梯这种对安全、可靠性要求极高的装置来说超级电容是一种最好的选择。可以有效的保障电梯在断电的情况下平稳运行至平层,保障电梯内人员的安全。
[0006] 本实用新型的具体技术方案如下:
[0007] 超级电容储能式电梯救援装置,该装置是在原有的电梯变频驱动电路的基础上,在整流部分与逆变部分中间的直流母线处并联ー个超级电容储能装置,以达到市电断电时应急供电,起到救援的作用。其中,电梯变频驱动电路包括不可控整流桥模块、直流母线滤波电容、变频器功率模块以及电梯曳引机。直流母线滤波电容并联在不可控整流桥模块的直流母线的正负输出两端,变频器功率模块与直流母线的正负输出两端连接,电梯曳引机接变频器功率模块的输出端,超级电容储能装置与直流母线滤波电容并接。
[0008] 其中,超级电容储能装置中需要加入升压电路,这样可以提高升压倍数,可以使得超级电容在较低电压的情况下对直流母线输出较高电压,可以较少超级电容的数量,降低成本;同时能够使超级电容储能装置工作时保持直流母线处电压值接近正常运行时额定值,以保障电梯能够在停电时仍能以较高转速并平稳运行,及时使电梯到达指定平层,使箱内人员尽快脱离危险。
[0009] 本实用新型提出的超级电容储能装置的控制电路采用DSP微处理器,用于输出功率开关管门极驱动PWM信号,并控制升压电路工作状态。
[0010] 本实用新型的优点和积极效果:
[0011] 1、本实用新型在实现应急救援的同吋,不影响原电梯变频驱动电路拓扑结构;
[0012] 2、本实用新型的超级电容储能装置,无论从装置的体积,电路结构,特别是针对放电的速度、容量更加具有优势:超级电容具有放电速度快的优点,当市电断电后可以迅速放电为电梯提供能量缩短中间过渡时间,此外超级电容也具有容量大的优点,其存储能量可以充分保证电梯能够运行到指定楼层的平层处;
[0013] 3、本实用新型的超级电容储能装置通过升压电路尽力降低所需超级电容两端电压,減少超级电容使用数量,降低成本;当市电断电时可以快速放电,由于其有较高的升压比,超级电容的两端电压在较小数下即可对直流母线输出较高电压,这样可以使得电梯曳弓I机以较高速度运行,保障电梯的运行速度,缩短解救轿箱内人员的撤离时间。
附图说明
[0014] 图1为本实用新型硬件电路框图;
[0015] 图2为系统的控制电路框图。
[0016]图中,I不可控整流桥模块、2直流母线滤波电容、3变频器功率模块、4电梯曳引机、5超级电容储能装置。
具体实施方式
[0017] 如图1所示,本实用新型提出的超级电容储能式电梯救援装置,是在原电梯变频驱动电路基础上,增加超级电容储能装置单元而组成的。具体电路构造是:
[0018] 在不改变原电梯变频驱动电路基础上,在整流部分(不可控整流桥模块I)与逆变部分(变频器功率模块3)中间的直流母线处并联ー个超级电容储能装置5而组成的。电梯变频驱动电路包括不可控整流桥模块1、直流母线滤波电容2、变频器功率模块3以及电梯曳引机4。直流母线滤波电容2并联在不可控整流桥模块I的直流母线的正负输出两端,变频器功率模块3与直流母线的正负输出两端连接,电梯曳引机4接变频器功率模块3的输出端。超级电容储能装置5与直流母线滤波电容2并接,见图1,其中,不可控整流桥模块I和变频器功率模块3的具体结构同现有技木,图中使用的是简略图。
[0019] 本实用新型提出的超级电容储能装置的控制电路采用DSP微处理器,用于输出功率开关管门极驱动PWM信号,并控制升压电路工作状态。
[0020] 当电网正常供电时,此时超级电容储能装置5不工作,电梯变频驱动电路正常エ作,控制电梯正常运行。
[0021] 具体工作过程如下:
[0022] 外部三相交流电网首先经不可控整流桥模块I将三相交流信号整流为直流信号。直流母线滤波电容2对不可控整流桥模块I输出的直流信号进行滤波处理。变频器功率模块3对直流母线滤波电容2滤波处理后的直流信号进行逆变处理,输出电梯曳引机4所需要频率的三相交流信号,最终曳引机4拖动外部电梯对重及轿箱运动。[0023] 当电网因自然灾害,火灾等突发事故造成停电时,超级电容储能装置5开始工作,向直流母线输送直流电压,经过变频器功率模块3逆变为三相交流电,为电梯曳引机4提供电能,使得电梯曳引机4能够以一定速度继续平稳运行,以保障电梯能够安全平稳的到达平层,使得电梯内人员迅速得以解救。
[0024] 具体工作过程如下:
[0025] 当市电突然断电后,外网电源检测单元检测到信号,发出控制信号使得电梯进入应急工作状态。
[0026] (I)若电梯的轿厢位置检测器发现电梯处于平层位置,则关闭电梯驱动电路,只对电梯箱门供电,使其能随时开门释放乘客离开电梯。
[0027] ( 2)若电梯的轿厢位置传感器处于非平层位置,既电梯处于运行状态,此时超级电容储能装置5开始进入工作状态,升压电路开始工作,迅速提升超级电容输出电压,从而保障电梯曳引机4以同一速度运行,直至电梯轿厢位置传感器检测到电梯处于楼宇指定平层处,打开电梯机门使箱内人员安全撤离,然后将电梯转入全部停电状态。
[0028] 本实用新型提出的超级电容储能式电梯救援装置,其控制系统以DSP微处理器为核心,DSP微处理器作为整个超级电容储能式电梯救援装置控制电路的核心,根据PWM控制策略对采样信号进行分析,输出PWM控制信号,以便控制超级电容储能装置5中升压电路的工作状态。
[0029] 上述说明中未涉及部分均可采用现有技术加以实现。

Claims (1)

1.一种超级电容储能式电梯救援装置,其特征在于该电梯救援装置是在原有电梯变频驱动电路的基础上,在整流部分与逆变部分中间的直流母线处并联ー个超级电容储能装置;所述的电梯变频驱动电路包括不可控整流桥模块、直流母线滤波电容、变频器功率模块以及电梯曳引机;直流母线滤波电容并联在不可控整流桥模块的直流母线的正负输出两端,变频器功率模块与直流母线的正负输出两端连接,电梯曳引机接变频器功率模块的输出端,超级电容储能装置与直流母线滤波电容并接。
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