CN205709391U - 一种基于双向dc-dc转换器的电梯用节能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于双向DC‑DC转换器的电梯用节能装置，包括两个双向DC‑DC转换器，且两个双向DC‑DC转换器之间并接一个超级电容，其中一个双向DC‑DC转换器连接太阳能电池，另一个分别连接AC‑DC转换器和DC‑AC转换器，所述AC‑DC转换器和DC‑AC转换器之间并接滤波电容和动作开关，所述动作开关串接有制动电阻，所述DC‑AC转换器连接并控制电动机，所述双向DC‑DC转换器用于将电梯内直流母线的能量转换并存储到超级电容中，既可以储存电梯回馈能量，并在需要时向电梯及其辅助系统供电，实现回馈能量的有效利用，达到节能的目的；又可以减少冲击电网，避免直接回馈给电网所带来的负面影响；还能给电梯辅助系统的供电，并在电梯断电情况下，实现电梯的紧急救援。

Description

一种基于双向 DC-DC 转换器的电梯用节能装置

技术领域

本实用新型涉及电梯节能技术领域，具体为一种基于双向DC-DC转换器的电梯用节能装置。

背景技术

电梯是一种与人们的日常生活密切相关的交通工具。随着电梯数量的急剧增加，巨大的电梯能耗已经引起社会和政府职能部门的密切关注。《特种设备安全法》第七条规定“特种设备生产、经营、使用单位应当遵守本法和其他有关法律、法规，建立、健全特种设备安全和节能责任制度，加强特种设备安全和节能管理，确保特种设备生产、经营、使用安全，符合节能要求”，第十条规定“国家支持有关特种设备安全的科学技术研究，鼓励先进技术和先进管理方法的推广应用，对做出突出贡献的单位和个人给予奖励”。

由于电梯的工作特性，电梯的轿厢和对重有质量差时，运行时会产生机械位能。当电梯轻载上行或重载下行时，电梯转子的转速高于电梯变频器输出的同步转速，电动机工作在回馈发电状态，释放出机械位能，电梯回馈的电能经过变频器的续流二极管全波整流后进入变频器的直流回路，直流回路电压升高。由于变频器前端整流电路的反向阻断，该部分能量便被堆积在变频器的直流回路中，形成“泵升电压”，过高的“泵升电压”会使得变频器产生过电压故障，停止工作，导致电梯无法正常运行。因此，在电动机进入发电状态后，必须解决变频器直流母线电压过高的问题。

对于电梯在回馈发电状态导致变频器直流母线过高的“泵升电压”，目前在用电梯处理这部分回馈能量主要通过在变频器直流母线并联制动单元与制动电阻。当电动机处于电动状态时，制动电阻接入电路以热能的形式消耗掉电动机制动能量，这既造成能源的浪费，又造成制动电阻释放大量热量，引起电梯控制机房温度升高，恶化了电梯的使用环境，使电梯的可靠性降低。需要安装空调等散热设备，从而导致能量的二次浪费。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种基于双向DC-DC转换器的电梯用节能装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于双向DC-DC转换器的电梯用节能装置，包括两个双向DC-DC转换器，且两个双向DC-DC转换器之间并接一个超级电容，其中一个双向DC-DC转换器连接太阳能电池，另一个分别连接AC-DC转换器和DC-AC转换器，所述AC-DC转换器和DC-AC转换器之间并接滤波电容和动作开关，所述动作开关串接有制动电阻，所述DC-AC转换器连接并控制电动机，所述双向DC-DC转换器用于将电梯内直流母线的能量转换并存储到超级电容中。

优选的，所述AC-DC转换器和DC-AC转换器之间并联有一个变频器。

优选的，所述双向DC-DC转换器采用升降压型双向DC-DC转换器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：当直流母线电压升高至电梯节能装置工作的阈值电压后，双向DC-DC转换器将直流母线上的能量转移并存储到超级电容中，当超级电容充满电或者正在充电过程中，直流母线电压继续升高并达到一定数值，制动电阻部分开始工作，将能耗电阻并入直流母线，通过电阻发热消耗能量迫使直流母线电压下降，当电网停电或者直流母线电压过低时，为了保证直流母线电压的稳定和电梯的安全运行，此时超级电容通过双向DC-DC转换器向直流母线释放能量，向DC-DC转换器是节能装置系统中的核心部件，用于完成超级电容的充电和放电功能；

电梯节能装置既可以储存电梯回馈能量，并在需要时向电梯及其辅助系统供电，实现回馈能量的有效利用，达到节能的目的；又可以减少冲击电网，避免直接回馈给电网所带来的负面影响；还能给电梯辅助系统的供电，并在电梯断电情况下，实现电梯的紧急救援。此外，在能量沛的情况下，一台电梯节能装置存储的能量能够满足建筑物中多台电梯的同时使用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1-双向DC-DC转换器；2-超级电容；3-太阳能电池；4-AC-DC转换器；5-DC-AC转换器；6-滤波电容；7-动作开关；8-制动电阻；9-电动机；10-变频器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种基于双向DC-DC转换器的电梯用节能装置，包括两个双向DC-DC转换器1，双向DC-DC转换器1采用升降压型双向DC-DC转换器，且两个双向DC-DC转换器1之间并接一个超级电容2，其中一个双向DC-DC转换器1连接太阳能电池3，另一个分别连接AC-DC转换器4和DC-AC转换器5，AC-DC转换器4和DC-AC转换器5之间并接滤波电容6、动作开关7和变频器10，动作开关7串接有制动电阻8，DC-AC转换器5连接并控制电动机9，双向DC-DC转换器1用于将电梯内直流母线的能量转换并存储到超级电容2中；

当直流母线电压升高至电梯节能装置工作的阈值电压后，双向DC-DC转换器1将直流母线上的能量转移并存储到超级电容2中，在实际应用中，为了防止电梯控制系统或节能装置出现异常时缺乏有效的紧急措施，需要在系统中保留制动单元部分，但是该部分必须能够被节能装置控制，当超级电容2充满电或者正在充电过程中，直流母线电压继续升高并达到一定数值，制动电阻8部分开始工作，将能耗电阻并入直流母线，通过电阻发热消耗能量迫使直流母线电压下降，正常情况下，电梯回馈能量通过双向DC－DC转换器1存储在超级电容器2中，当电网停电或者直流母线电压过低时，为了保证直流母线电压的稳定和电梯的安全运行，此时超级电容2通过双向DC-DC转换器1向直流母线释放能量，向DC-DC转换器1是节能装置系统中的核心部件，用于完成超级电容2的充电和放电功能；

电梯节能装置既可以储存电梯回馈能量，并在需要时向电梯及其辅助系统供电，实现回馈能量的有效利用，达到节能的目的；又可以减少冲击电网，避免直接回馈给电网所带来的负面影响；还能给电梯辅助系统的供电，并在电梯断电情况下，实现电梯的紧急救援。此外，在能量沛的情况下，一台电梯节能装置存储的能量能够满足建筑物中多台电梯的同时使用。

紧急救援：在电梯发生困梯、故障时，传统方法是利用加装的UPS不间断电源实现应急供电。对于装有节能装置的电梯来说，节能装置中储存的电能除了能够在电梯运行于耗电状态下，经双向DC－DC转换器1转换给曳引机供电，又能够通过应急电源EPS转换，在紧急情况下充当UPS电源，用于电梯的应急平层，实施紧急救援。在实际运行中，应对电梯节能装置设定阈值，使得电梯节能装置在使用过程中留有一定的电能余量，在电梯突然断电情况下，节能装置能够有充足的电量向电梯及其辅助系统供电，实现电梯的应急平层，为实施紧急救援创造有利条。

辅助系统供电：节能装置中储存的电能还能够给电梯辅助系统供电，包括电梯轿厢应急照明、机房通风设备、监控系统等，是电梯回馈能量回收利用的一个重要方面。对电梯节能装置设定的阈值大小，既要满足紧急救援需要，又要能够用于电梯辅助系统的供电。在发生困梯等故障时，能够充当应急电源EPS提供轿厢应急照明与紧急报警装置使用，替代传统电梯加装独立的应急电源，节约经济成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于双向DC-DC转换器的电梯用节能装置，其特征在于，包括两个双向DC-DC转换器（1），且两个双向DC-DC转换器（1）之间并接一个超级电容（2），其中一个双向DC-DC转换器（1）连接太阳能电池（3），另一个分别连接AC-DC转换器（4）和DC-AC转换器（5），所述AC-DC转换器（4）和DC-AC转换器（5）之间并接滤波电容（6）和动作开关（7），所述动作开关（7）串接有制动电阻（8），所述DC-AC转换器（5）连接并控制电动机（9），所述双向DC-DC转换器（1）用于将电梯内直流母线的能量转换并存储到超级电容（2）中。

2.根据权利要求1所述的一种基于双向DC-DC转换器的电梯用节能装置，其特征在于：所述AC-DC转换器（4）和DC-AC转换器（5）之间并联有一个变频器（10）。

3.根据权利要求1所述的一种基于双向DC-DC转换器的电梯用节能装置，其特征在于：所述双向DC-DC转换器（1）采用升降压型双向DC-DC转换器。