CN204156591U - 电梯应急节能装置 - Google Patents

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曾安宁
徐柱
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Abstract

本实用新型公开了一种电梯应急节能装置,包括DC/AC逆变模块、DC/DC双向变换模块和超级电容组,当电梯工作在发电状态时,所述第二电子功率器件导通,所述第一电子功率器件截止,所述DC/DC双向变换模块将直流母线的电压通过充电电路给超级电容组充电;当电梯工作在耗能状态时,所述第二电子功率器件截止,所述第一电子功率器件导通,所述DC/DC双向变换模块将超级电容组的电压通过放电电路给所述直流母线供电,在做应急电源时DC/DC双向变换模块还给所述DC/AC逆变模块供电,以为电梯辅助控制部分提供能量。

Description

电梯应急节能装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电梯控制领域,尤其涉及一种电梯应急节能装置。
背景技术
[0002] 随着电梯在日常生活中使用越来越多,电梯能耗和安全问题越来越突出。在电梯运行中,电梯有近一半状态下处于发电状态,针对这部分电梯发电的电能目前都是采取电阻耗能的方式消耗掉,不仅造成能源的浪费而且造成环境的污染。为了利用这部分能量,目前在电梯节能应用方面市场上的节能装置是把电梯运行中产生的这部分能量通过逆变电路反馈回电网,从而达到节能目的回收。这类装置能达到节能要求,但是由于输出电压为逆变交流源,在反馈回电网时,不可避免的对电网会形成谐波污染。
[0003] 在电梯的后备应急电源中,目前主要是采取的电池作为储能元件,在电梯停电后,通过逆变把电池的直流电转换为电梯所需的交流电,满足电梯应急平层功能。
[0004] 现有的电梯应急电源存在主要缺点是,电池需要定期维护,且电池寿命有限,一般工作3年左右就得换电池组。另外在电梯应急平层时由于所需能量全由逆变电路提供,逆变电路需要承受较大功率,导致逆变电流电路成本高,可靠性降低。
实用新型内容
[0005] 本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中的上述缺陷,提供一种逆变电路功率较小,但整机变换效率高的电梯应急节能装置。
[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007] 提供一种电梯应急节能装置,包括:
[0008] DC/AC逆变模块;
[0009] DC/DC双向变换模块,与DC/AC逆变模块连接,并与电梯拽引电机的变频控制器的直流母线连接;该DC/DC双向变换模块包括放电电路和充电电路,其中放电电路中包括第一电子功率器件,充电电路中包括第二电子功率器件;
[0010] 超级电容组,与DC/DC双向变换模块连接;
[0011] 系统控制器,与DC/AC逆变模块、DC/DC双向变换模块连接;
[0012] 当电梯工作在发电状态时,所述第二电子功率器件导通,所述第一电子功率器件截止,所述DC/DC双向变换模块将直流母线的电压通过充电电路给超级电容组充电;
[0013] 当电梯工作在耗能状态时,所述第二电子功率器件截止,所述第一电子功率器件导通,所述DC/DC双向变换模块将超级电容组的电压通过放电电路给所述直流母线供电,
[0014] 当电梯工作在应急平层状态时,所述DC/DC双向变换模块将超级电容组的电压通过放电电路给所述直流母线供电,同时所述DC/DC双向变换模块还给所述DC/AC逆变模块供电,以为电梯辅助控制部分提供能量。
[0015] 本实用新型所述的电梯应急节能装置中,所述第一电子功率器件和所述第二电子功率器件为功率MOS或IGBT管。
[0016] 本实用新型所述的电梯应急节能装置中,该电梯应急节能装置包括一组或多组超级电容组。
[0017] 本实用新型产生的有益效果是:本实用新型采用超级电容组作为储能装置,将电梯发电运行时产生的电能通过DC/DC双向变换模块给超级电容组充电,暂时将电能储存起来。而当电梯处于耗电运行时通过同一组DC/DC双向变换模块把超级电容储存的电能直接送回电梯拽引电机的变频控制器的直流母端,从而达到节能目的。在超级电容组做应急电源应用时,拽引电机所需能量不再通过DC/AC逆变模块提供,逆变模块只提供电梯辅助控制部分的能量,从而使逆变模块功率较小,整机变换效率高,可靠性高。
附图说明
[0018] 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:
[0019] 图1是本实用新型实施例电梯应急节能装置的结构示意图;
[0020] 图2是本实用新型实施例DC/DC双向变换模块的结构示意图。
具体实施方式
[0021] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型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用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0022] 如图1所示,本实用新型实施例的电梯应急节能装置包括:
[0023] DC/AC逆变模块;
[0024] DC/DC双向变换模块,与DC/AC逆变模块连接,并与电梯拽引电机的变频控制器的直流母线连接;该DC/DC双向变换模块包括充电电路和放电电路,其中充电电路中包括第一电子功率器件,放电电路中包括第二电子功率器件;
[0025] 超级电容组,与DC/DC双向变换模块连接;
[0026] 系统控制器,与DC/AC逆变模块、DC/DC双向变换模块连接;
[0027] 当电梯工作在发电状态时,系统控制器检测到直流母线电压升高到一定电压(如610V),给DC/DC双向变换模块发出充电指令,同时给出充电电流和充电电压基准,所述第一电子功率器件导通,所述第二电子功率器件截止,所述DC/DC双向变换模块将直流母线的电压通过充电电路给超级电容组充电;
[0028] 当电梯工作在耗能状态时,系统控制器检测到直流母线电压降低到一定电压(如590V),给双向变换模块发出放电指令,同时给出放电电流基准,所述第一电子功率器件截止,所述第二电子功率器件导通,所述DC/DC双向变换模块将超级电容组的电压通过放电电路给所述直流母线供电。
[0029] 当系统控制器检测到交流电掉电时,该电梯应急节能装置转为应急电源模式,系统控制器发出相应的应急模式指令,所述DC/DC双向变换模块将超级电容组的电压通过放电电路给所述直流母线供电,同时所述DC/DC双向变换模块还给所述DC/AC逆变模块供电,以为电梯辅助控制部分提供能量。
[0030] 本实用新型把电梯的节能和应急两个功能结合在一起,在电梯正常运行中实现节能。在节能运行时,超级电容组始终保留一部分能量,当电梯没电时,再把这保留的能量作为应急电源,确保电梯应急平层时的供电。
[0031] 本实用新型实施例中,所述第一电子功率器件和所述第二电子功率器件为功率MOS 或 IGBT 管。
[0032] 如图2所示,电梯工作在发电状态时,直流母线V2电压升高,电子功率器件M2工作,电子功率器件Ml截止,电子功率器件Ml作为续流管,电路工作在降压状态,直流母线电压通过充电电路给超级电容组充电完成能量回收;当电梯工作在耗能状态时,电子功率器件Ml工作,电子功率器件M2截止,电子功率器件M2作为整流管,电路工作在升压状态,超级电容组的电压Vl通过升压电流给电梯变频器的直流母线供电,完成能量回馈。其中电子功率器件Ml和M2可以是功率MOS管也可以是其他电子功率器件,它们共同特点是,能量能够双向流动。
[0033] 可见,超级电容组在做应急电源应用时,拽引电机所需能量不再通过DC/AC逆变模块提供,逆变模块只提供电梯辅助控制部分的能量。逆变电路功率较小,整机变换效率闻,可罪性闻。
[0034] 本实用新型的一个实施例中,为了增加储能量,该电梯应急节能装置还可以包括一组或多组超级电容组。
[0035] 本实用新型实施例中,DC/DC双向变换模块有两个作用,第一个作用是在电梯正常运行中,通过此模块来实现把电梯的发电状态运行时产生的电能充到超级电容组里,然后在电梯耗能状态时再把储存在超级电容的电能回送给电梯控制器,从而实现电梯的节能;第二个作用是在作应急电源时,通过此模块把超级电容的剩余电能转换为DC600V,给DC/AC逆变模块供电,同时给电梯控制器的直流母线供电。DC/AC逆变模块作用是在电梯掉电后,通过此模块把DC/DC双向变换模块产生的600V直流转变为AC380,给电梯控制器提供交流电源。
[0036] 本实用新型实施例中采用了一套超级电容组,该超级电容组在装置节能运行时为能量中间变换载体,而当作为应急电源时又作为电能储存单元。本实用新型电路简单,产品无需维护,产品可靠性高。本实用新型在电梯正常运行中能够平均节约35%以上的能耗,节能效果明显。
[0037] 将本实用新型的电梯应急节能装置应用于12层楼的电梯时,将三相交流电接入电梯应急节能装置的输入端,装置内部的接触器Jl动作,输入交流电直接给连接该装置输出端的电梯供电,在有交流输入时,该装置内的DC/AC逆变模块处于截止状态。该实施例中,超级电容组的参数为160V/50法拉。当电梯负载100KG从I楼运行到12楼期间,电梯的直流母线电压为DC670V,电梯处于发电工作状态,DC670V通过DC/DC双向变换模块给超级电容充电,此时充电电流为30A,在此期间,超级电容组的电压从DC100V逐步上升,经过2次上升后超级电容组的电压充电到DC135V ;当电梯负载100KG再次从12楼运行到I楼时,超级电容组通过DC/DC双向变换模块给电梯直流母线供电,此时电梯直流母线电压为DC560-DC580V。在此工作模式下,根据国家城市能源计量中心(湖北)现场计量结果,节电率高达65.7%,达到了节能的目的。
[0038] 应急运行时,当电梯从2楼往下运行,运行到I楼和2楼中间时,突然断开交流输入,此时电梯停在I楼和2楼中间,应急节能装置内的接触器自动断开,系统控制器检查到交流掉电信号,系统转入应急工作模式,DC/DC双向变换模块工作在放电状态,一边给电梯的直流母线供电,同时给DC/AC逆变模块供电,DC/AC逆变模块工作,输出AC380V,电梯重新得电后电梯运行在应急平层模式,20秒后电梯下降到I楼打开轿厢门,10秒后整个装置停止工作,等待交流电再次来电,从而实现了断电应急处理。
[0039] 本实用新型采用超级电容组作为储能装置,将电梯发电运行时产生的电能通过DC/DC双向变换模块给超级电容组充电,将电能暂时储存起来。而当电梯处于耗电运行时,通过同一 DC/DC双向变换模块把超级电容组储存的电能直接送回电梯拽引电机的变频控制器的直流母端,从而达到节能目的,超级电容组的充放电控制可采用一套系统控制器,整个装置具有控制电路简单,成本低,可靠性高等特点。
[0040] 应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种电梯应急节能装置,其特征在于,包括: DC/AC逆变模块; DC/DC双向变换模块,与DC/AC逆变模块连接,并与电梯拽引电机的变频控制器的直流母线连接;该DC/DC双向变换模块包括放电电路和充电电路,其中放电电路中包括第一电子功率器件,充电电路中包括第二电子功率器件; 超级电容组,与DC/DC双向变换模块连接; 系统控制器,与DC/AC逆变模块、DC/DC双向变换模块连接; 当电梯工作在发电状态时,所述第二电子功率器件导通,所述第一电子功率器件截止,所述DC/DC双向变换模块将直流母线的电压通过充电电路给超级电容组充电; 当电梯工作在耗能状态时,所述第二电子功率器件截止,所述第一电子功率器件导通,所述DC/DC双向变换模块将超级电容组的电压通过放电电路给所述直流母线供电; 当电梯工作在应急平层状态时,所述DC/DC双向变换模块将超级电容组的电压通过放电电路给所述直流母线供电,同时所述DC/DC双向变换模块还给所述DC/AC逆变模块供电,以为电梯辅助控制部分提供能量。
2.根据权利要求1所述的电梯应急节能装置,其特征在于,所述第一电子功率器件和所述第二电子功率器件为功率MOS或IGBT管。
3.根据权利要求1所述的电梯应急节能装置,其特征在于,该电梯应急节能装置包括一组或多组超级电容组。
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