CN204615405U - 电梯电能回馈节能系统以及电梯系统 - Google Patents

Abstract

一种电梯电能回馈节能系统，包括：电动机、变频器、电能转换回馈装置，变频器内置有用于储存电能的直流母线电容，电能转换回馈装置具有能够将直流环节电流转换成为正弦波电流的电流转换器，电流转换器与直流母线电容电气连接，电流转换器可与外界电网和/或蓄电池连接。本实用新型将多余能量以电能形式对外输出并储存，不仅具有节能的特点，同时热能生成量非常小，在大型电梯系统中也无需加装冷却装置，从这一点也达到了节能减排的效果。本实用新型还提供了一种安装有上述电梯电能回馈节能系统的电梯系统。该电梯系统能够将电能反馈回电网，再生利用。以此达到电能回馈的目的，并且实现单位功率因数回馈，有效节省电能。

Description

电梯电能回馈节能系统以及电梯系统

技术领域

本实用新型涉及电梯设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种电梯电能回馈节能系统以及一种电梯系统。

背景技术

目前，现有的电梯系统包括通过牵引钢丝连接的配重和轿厢，在建筑物顶部设置控制柜，为了能够对轿厢运行进行准确控制，在电梯控制柜的顶部一般都会装配一个能耗制动电阻箱。

制动电阻箱用来将电梯在运行过程中所产生的电能消耗掉，同时为电梯在运行过程中提供足够的制动力矩以便于轿厢稳定停靠。正因为这样，大量的由电梯所发出的电能白白的被发热消耗在了这个能耗电阻箱上，不仅造成了能量的浪费，而且电阻的发热也会导致电梯机房内的温度上升。当机房内装有几部电梯控制机构时，因为温度过高，通常不得不加装空调才能保证电机控制设备的正常动作，这又是一笔不小的电费开支。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

如何解决传统电梯在运行时存在的电能资源浪费的问题。

本实用新型提供了一种电梯电能回馈节能系统以及一种安装有该电梯电能回馈节能系统的电梯系统，用于解决上述技术问题。

(二)技术方案

一种电梯电能回馈节能系统，包括：

即可做动力装置又可对外发电机的电动机；

与所述电动机电气连接的变频器，所述变频器内置有用于储存电能的直流母线电容；

电能转换回馈装置，所述电能转换回馈装置具有能够将直流环节电流转换成为正弦波电流的电流转换器，所述电流转换器与所述直流母线电容电气连接，所述电流转换器可与外界电网和/或蓄电池连接。

本实用新型还提供了一种电梯系统，包括有配重以及轿厢，所述配重与所述轿厢通过绞绳连接，还包括有如上述的电梯电能回馈节能系统，所述电梯电能回馈节能系统包括电动机、变频器以及电能转换回馈装置，所述变频器包括直流母线电容，所述电动机上安装有绞盘，所述绞绳设置于所述绞盘上，所述电动机包括输入回路以及输出回路，所述输入回路通过所述变频器与外界电网连接，所述输出回路与所述变频器连接，所述直流母线电容与所述电能转换回馈装置连接。

在本实用新型提供的电梯系统中，所述绞绳为钢丝铰绳。

优选地，所述电能转换回馈装置具有用于与外界电网连接的接口，位于靠近所述接口的电路上设置有过载保护熔丝。

(三)有益效果

通过上述结构设计，本实用新型提供的电梯电能回馈节能系统在实际使用过程中，当有电能供给该系统的电动机时，电动机将电能转换为动能驱动轿厢上下运动；当电梯处于非平衡状态运行(即轿厢与配重重量差别较大时)，轿厢以及配重之间存在势能会通过电动机转换为电能。由电动机转换生成的电能对外输出并缓存在直流母线电容上，然后再反馈给电网或者蓄电池，从而达到节能的目的。本实用新型将多余能量以电能形式对外输出并储存，不仅具有节能的特点，同时热能生成量非常小，在大型电梯系统中也无需加装冷却装置，从这一点也达到了节能减排的效果。

本实用新型提供的安装有上述节能系统的电梯系统，当电梯处于轻载上行和重载下行时，处于发电状态，电梯产生的多余的机械能转化为电能，储存在电梯变频器的直流母线的电容中。此时通过加装电能回馈装置，替代制动电阻运行。其工作原理是把变频器直流环节的电能，采用正弦波电流跟踪技术，变换成一个和电网电源同频同相位的交流正弦波，把电能反馈回电网，再生利用。以此达到电能回馈的目的，并且实现单位功率因数回馈，有效节省电能。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电梯系统的结构示意图；

在图1中，部件名称与附图编号的对应关系为：

电动机1、变频器2、直流母线电容3、电能转换回馈装置4、配重5、轿厢6。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

电梯电能资源浪费的原因分析：随着电梯使用量的日益增多，电梯的能耗也成倍增加。以北京市为例，市区内酒店、写字楼等公共场所的用电情况，电梯的用电量仅次于空调用电量，远高于照明、供水等系统的用电量。

电梯的主要用电是从电网经整流器、母线电容、逆变器等传输到电动机的。从理论上分析，电梯有一半的时间在发电，浪费的能量几乎占总能量的40％，这是一个不小的比例。

当电动机处于发电状态(即电梯非平衡运行或减速到站)时，能量将在母线电容上累积，产生泵升电压，如果不及时把这部分电量消耗掉，会产生过压报警，变频器会停止电梯的继续运转，这是不允许的。

所以，电梯一般加装了制动单元和制动电阻，用制动电阻来消耗掉这些电量，并转换成大量的热量。一些电梯的制动电阻，其发热程度不亚于一台家用电炉！这就是电能浪费的根源。

如果电梯制动频繁或经常处于非平衡状态，不仅会造成能量严重浪费，而且会导致电阻发热，使环境温度急剧升高，如果没有空调，在酷暑季节机房里更是酷热难当。

由于电梯的特殊性，通过电阻产生的热量非常之高，电阻局部温度通常都是在100℃以上，为了使机房降低到常温状态，使电梯不因高温而产生故障，用户就需要安装大容量的空调。

在电梯机房，只要电梯在运转，空调就需要持续工作。作为附属品的空调，其每小时耗电量有时超过了电梯本身！因此，电梯机房的总耗电量主要是电梯本身耗电量和空调耗电量。通常的电梯由于泵升电能的处理方式不得当，制动电阻的发热严重，以及由此引发的空调耗电量，造成了电能浪费的弊病。

基于上述，如果能将电梯在运行中所产生并浪费在能耗制动电阻箱上的这部分电能回馈到电网，供其它设备利用，则不仅这部分电能可以节省下来，而且由于电梯机房内温度的下降，可以关掉原来的空调设备，因此还具有双重的节能效果。

请参考图1，图1为本实用新型实施例中电梯系统的结构示意图。

为了解决该问题，本实用新型提供了一种电梯电能回馈节能系统，包括：即可做动力装置又可对外发电机的电动机1；与电动机1电气连接的变频器2，变频器2内置有用于储存电能的直流母线电容3；电能转换回馈装置4，电能转换回馈装置4具有能够将直流环节电流转换成为正弦波电流的电流转换器，电流转换器与直流母线电容3电气连接，电流转换器可与外界电网和/或蓄电池连接。

当有电能供给电动机1时，电动机1将电能转换为动能驱动轿厢6上下运动；当电梯处于非平衡状态运行(即轿厢6与配重5重量差别较大时)，轿厢6以及配重5之间存在势能会通过电动机1转换为电能。由电动机1转换生成的电能对外输出(此时电网不对电动机1供电，电动机1将作为电源通过电路向外输出电能)，此时，能够接纳该电能的装置为与电动机1连接的变频器2，变频器2上设置有直流母线电容3，直流母线电容3是一种设置在变频器2上具有对电能进行缓存在电器元件，直流母线电容3储存电能后，能够对外输出反馈给电网或者蓄电池，从而达到节能的目的。在现有技术中，电梯运行时存在的多余电能通过制动装置变为热能，通过上述结构设计，多余能量以电能形式对外输出并储存，本实用新型不仅具有节能的特点，同时热能生成量非常小，在大型电梯系统中也无需加装冷却装置，从这一点也达到了节能减排的效果。

当本实用新型提供的节能系统引用到电梯，电梯在运行时，会伴随着轿箱与配重5等构件势能的增加与减少。当电梯在某些运行状态下势能增加时，电梯的牵引机构做功消耗电能，通过曳引系统的电动机1将电能转化为势能；当电梯在某些运行状态下势能减少时，电梯的轿厢6与配重5则会通过牵引钢绳拖动曳引系统的电动机1发电，将势能化为电能。此时，必须将电机所发出来的电能泄放掉，以通过电动机1给电梯的曳引系统提供足够的制动力矩。因此，电梯在工作时，不仅是一个耗电设备，同时也是一个发电设备。

上述结构设计构思也可以应用到其他升降设备，比如自动扶梯、施工升降机等设备，其适用范围较为广阔，节能效果明显。

本实用新型还提供了一种电梯系统，包括有配重5以及轿厢6，配重5与轿厢6通过绞绳连接，还包括有如上述的电梯电能回馈节能系统，电梯电能回馈节能系统包括电动机1、变频器2以及电能转换回馈装置4，变频器2包括直流母线电容3，电动机1上安装有绞盘，绞绳设置于绞盘上，电动机1包括输入回路以及输出回路，输入回路通过变频器2与外界电网连接，输出回路与变频器2连接，直流母线电容3与电能转换回馈装置4连接。

本实用新型的有益效果为：

当电梯处于轻载上行和重载下行时，处于发电状态，电梯产生的多余的机械能转化为电能，储存在电梯变频器2的直流母线的电容中。

此时通过加装电能回馈装置，替代制动电阻运行。其工作原理是把变频器2直流环节的电能，采用正弦波电流跟踪技术，变换成一个和电网电源同频同相位的交流正弦波，把电能反馈回电网，再生利用。以此达到电能回馈的目的，并且实现单位功率因数回馈，有效节省电能。

在本实用新型提供的电梯系统中，绞绳为钢丝铰绳。

优选地，电能转换回馈装置4具有用于与外界电网连接的接口，位于靠近接口的电路上设置有过载保护熔丝。

本实用新型将上述的节能系统集成设置为一个整体的节能机柜，该机柜采用先进的微处理器，健壮的控制算法，及时跟踪网压，对电网冲击小，入网波形极为平滑，电流畸变率3％以下，对周边设备无干扰；并配置了纯进口超快速熔丝，保障设备的安全；具备完善的短路、过流、过压、防反流、过热预警保护；故障时自动隔离及电网缺相保护功能；能将发电机发出的电能全部回收，回收效率在97％以上；电网自识别；无环流，任意并联，自动均流。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (4)

1.一种电梯电能回馈节能系统，其特征在于，包括：

即可做动力装置又可对外发电机的电动机(1)；

与所述电动机电气连接的变频器(2)，所述变频器内置有用于储存电能的直流母线电容(3)；

电能转换回馈装置(4)，所述电能转换回馈装置具有能够将直流环节电流转换成为正弦波电流的电流转换器，所述电流转换器与所述直流母线电容电气连接，所述电流转换器可与外界电网和/或蓄电池连接。

2.一种电梯系统，包括有配重(5)以及轿厢(6)，所述配重与所述轿厢通过绞绳连接，其特征在于，还包括有如权利要求1所述的电梯电能回馈节能系统，所述电梯电能回馈节能系统包括电动机、变频器以及电能转换回馈装置，所述变频器包括直流母线电容，所述电动机上安装有绞盘，所述绞绳设置于所述绞盘上，所述电动机包括输入回路以及输出回路，所述输入回路通过所述变频器与外界电网连接，所述输出回路与所述变频器连接，所述直流母线电容与所述电能转换回馈装置连接。

3.根据权利要求2所述的电梯系统，其特征在于，

所述绞绳为钢丝铰绳。

4.根据权利要求2所述的电梯系统，其特征在于，

所述电能转换回馈装置具有用于与外界电网连接的接口，位于靠近所述接口的电路上设置有过载保护熔丝。