CN219086869U - 停电应急救援装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于应急救援技术领域，公开了一种停电应急救援装置，包括控制器、开关电源和DC/DC升压模块，DC/DC升压模块的输出端连接于变频器的直流母线，DC/DC升压模块与控制器的控制端电性连接，DC/DC升压模块、控制器分别与开关电源电性连接；通过设置DC/DC升压模块的输出端直接接入变频器的直流母线的方式，在工作时输出为直流电，无需经过DC/AC逆变模块的二次电能变换，可以减少DC/AC逆变环节的电能损耗，进而提高电能转换效率，降低电路成本，提高电路可靠性，还可以同时满足单相和三相供电的电梯系统，提高停电应急救援装置的适配性。

Description

停电应急救援装置

技术领域

本实用新型属于应急救援技术领域，具体涉及一种停电应急救援装置。

背景技术

随着生活品质的不断提高，电梯在人们的生活中越来越普及。由于供电电网的突发情况较多，易造成电网供电的不稳定导致停电。停电后电梯无法运行，会导致电梯困人事件。此时需要启动电梯的应急救援电源装置，恢复电梯的供电，将电梯轿厢运行至平层并打开电梯门，将被困人员安全放出。

现有电梯停电应急救援装置的电气回路上大多串联在电梯变频器进线电源的前端。其电气接线主回路图主要包括DC/DC升压模块、DC/AC逆变模块接触器和控制器MCU，接触器连接于变频器输入端R/S/T，且接触器由控制器MCU控制开合。

在市电正常供电时，电梯变频器输入端R/S/T从市电获取电能，经电梯变频器整流桥整流后转换为直流电经变频器直流母线输出至变频器逆变桥，变频器逆变桥将直流母线提供的直流电经三相逆变后从输出端U/V/W输出给曳引机，电梯正常运行。此时接触器断开，停电应急救援装置未投入使用，电能储存在蓄电池中；

当市电停电时，接触器在控制器MCU的控制下吸合，蓄电池中储存的电能经过DC/DC升压模块将蓄电池电压转换为电压更高的直流电输出至DC/AC逆变模块，DC/AC逆变模块将DC/DC升压模块输出的直流电转换为交流电，并经过接触器为变频器输入端R/S/T提供电能，使变频器正常工作。

对于以上常见电梯停电应急救援装置的特点，其工作时，需经过DC/DC升压模块、DC/AC逆变模块两次电能变换，两次电能变换使用的电力电子功率器件较多，成本较高，降低了电应急救援装置的可靠性。两次电能变换过程中均会存在电能损耗，降低了蓄电池电能的转换效率；而且为满足单相或三相供电的电梯，主回路需对应单相和三相逆变回路重新设计和开发，降低了电梯停电应急救援装置的适配性、增加了研发和制造成本。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种停电应急救援装置，可以减少电能损耗，进而提高电能转换效率，降低电路成本，提高电路可靠性，还可以提高停电应急救援装置的适配性。

为实现上述目的，本实用新型提供一种停电应急救援装置，包括DC/DC升压模块、开关电源和控制器，所述DC/DC升压模块的输出端连接于变频器的直流母线，所述DC/DC升压模块与所述控制器的控制端电性连接，所述DC/DC升压模块、所述控制器分别与所述开关电源电性连接。

在一些实施例中，所述DC/DC升压模块设有两个输出端，分别为直流电输出正端和直流电输出负端，所述直流电输出正端连接于所述变频器的直流母线正端，所述直流电输出负端连接于所述变频器的直流母线负端。

在一些实施例中，还包括蓄电池，所述蓄电池分别与所述DC/DC升压模块、所述开关电源电性连接。

在一些实施例中，所述开关电源为SMPS辅助源，所述SMPS辅助源由所述蓄电池供电，所述DC/DC升压模块与所述控制器分别由所述SMPS辅助源提供工作电压。

在一些实施例中，所述控制器的采样端连接于市电输入端。

在一些实施例中，所述控制器的采样端连接于所述变频器的直流母线。

在一些实施例中，还包括开关器件，所述开关器件的一端连接于所述直流电输出正端，所述开关器件的另一端连接于所述变频器的直流母线正端。

在一些实施例中，所述开关器件设置为不可控器件。

在一些实施例中，所述开关器件设置为半控型器件。

在一些实施例中，所述开关器件设置为全控型器件。

本实用新型所提供的停电应急救援装置的有益效果在于，通过设置DC/DC升压模块的输出端直接接入变频器的直流母线的方式，在工作时输出为直流电，无需经过DC/AC逆变模块的二次电能变换，可以减少DC/AC逆变环节的电能损耗，进而提高电能转换效率，降低电路成本，提高电路可靠性，还可以同时满足单相和三相供电的电梯系统，提高停电应急救援装置的适配性。

附图说明

图1是停电应急救援装置的结构示意图。

附图标记说明：

10、开关电源；20、DC/DC升压模块；30、蓄电池；D、二极管；200、变频器。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照说明书附图对本实用新型的具体实施例进行更详细的描述。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，本文中“固定于”、“连接于”，可以是直接固定或连接于一个元件，也可以是间接固定或连接于一个元件。

如图1所示，本实用新型实施例公开一种停电应急救援装置100，可连接于变频器200上，该停电应急救援装置100包括控制器MCU、开关电源10、DC/DC升压模块20和蓄电池30，蓄电池30分别与DC/DC升压模块20、开关电源10电性连接，DC/DC升压模块20的输出端连接于变频器200的直流母线，DC/DC升压模块20与控制器MCU的控制端电性连接，DC/DC升压模块20、控制器MCU分别与开关电源10电性连接。

三相AC380V供电时，变频器200输入端R/S/T从市电获取电能经变频器200整流桥整流后转换为电压为540V的直流电经变频器200直流母线输出，其中直流母线的正端为P、负端为N；单相AC220V供电时，单相交流市电经变频器200整流桥整流后转换为电压为310V的直流电经变频器200直流母线输出，其中直流母线的正端为P、负端为N。变频器200逆变桥将直流母线提供的直流电经三相逆变后从输出端U/V/W输出给电梯曳引机，电梯正常运行。

相比现有停电应急救援装置接入变频器200的进线电源前端R/S/T的方式，本停电应急救援装置中通过设置DC/DC升压模块20的输出端直接接入变频器200的直流母线的方式，在工作时输出为直流电，无需经过DC/AC逆变模块的二次电能变换，可以减少DC/AC逆变环节的电能损耗，进而提高电能转换效率，所需电力器件减少，也可降低电路成本、提高电路可靠性，还可以同时满足单相和三相供电的电梯系统，从而提高停电应急救援装置的适配性。

在本实施例中，DC/DC升压模块20设有两个输出端，分别为直流电输出正端和直流电输出负端，直流电输出正端连接于变频器200的直流母线正端P，直流电输出负端连接于变频器200的直流母线负端N。

其中，开关电源10为SMPS辅助源，SMPS辅助源由蓄电池30供电，SMPS辅助源分别为DC/DC升压模块20、控制器MCU提供工作电压。

在本实施例中，在本实施例中，控制器MCU的采样端连接于变频器200的直流母线，控制器MCU实时采集变频器200直流母线正端P、负端N的电压信号，来判定市电是否正常供电。当然在其它一些可能的实施例中，可改为直接对市电电压进行采样来判定市电是否正常供电，那么控制器MCU的采样端连接于市电输入端R/S/T。

本停电应急救援装置还可以包括开关器件，开关器件的一端连接于直流电输出正端，开关器件的另一端连接于变频器200的直流母线正端。通过设置开关器件，来实现电能的单向流动。其中，开关器件可设置为不可控器件、半控型器件或者全控型器件。

在本实施例中，将开关器件具体设置为二极管D，二极管D包括但不限于整流二极管、肖特基二极管等。二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种不能用控制信号来控制其通断的不可控电子器件。它具有单向导电性能，即给二极管阳极和阴极加上正向电压时，二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时，二极管截止。因此，二极管的导通和截止，则相当于开关的接通与断开。

在其它一些可能的实施例中，可将开关器件具体设置为通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的半控型电力电子器件，例如，晶闸管(Thyristor)及其大部分派生器件。或者，将开关器件具体设置为通过控制信号可以控制其导通及关断的全控型器件，最常用的例如MOS管、IGBT管。当开关器件设置为半控型器件或者全控型器件时，开关器件可与控制器MCU的控制端连接，由控制器MCU的控制信号控制导通或关断。

在本实施例中，DC/DC升压模块20输出的直流电正端经二极管D后与变频器200直流母线的正端P相连接；DC/DC升压模块20输出的直流电负端与变频器200直流母线的负端N相连接。SMPS辅助源由蓄电池30供电，为DC/DC升压模块20、控制器MCU提供工作电压。控制器MCU实时采集变频器200直流母线正端P、负端N的电压。

市电正常供电时，控制器MCU采集到的变频器200直流母线正端P和负端N之间的电压为直流540V(三相AC380V供电时)或直流310V(单相AC220V供电时)。此时控制器MCU判定市电供电正常，DC/DC升压模块20不工作，因二极管D的单向导电特性，变频器200直流母线的直流电压无法通过正端P和负端N输入停电应急救援装置内部，对停电应急救援装置无影响。

市电停电时，控制器MCU采集到的变频器200直流母线正端P和负端N之间的直流电压低于540V(三相AC380V供电时)或310V(单相AC220V供电时)。此时控制器MCU判定市电停电，DC/DC升压模块20工作，蓄电池30中存储的电能经二极管D输出到变频器200直流母线，因变频器200整流桥的单向导电性，直流母线上的电能无法通过整流桥传输至变频器200输入端R/S/T。变频器200逆变桥从直流母线处获取电能后经三相逆变输出频率、相序、电压幅值可调的交流电从输出端U/V/W输出给电梯曳引机，完成电梯的停电救援。

其中，DC/DC升压模块20输出直流电压值低于变频器200由市电正常供电时的540V(三相AC380V供电时)或310V(单相AC220V供电时)，当救援过程中市电恢复正常供电，控制器MCU采集到的变频器200直流母线正端P和负端N之间的直流电压恢复正常电压值时，此时判定市电恢复正常供电，DC/DC升压模块20停止工作。

可见，实施本实施例，工作时输出为直流电，无需将直流电逆变后再给变频器200供电，充分利用变频器200逆变桥逆变输出，减少了DC/AC逆变环节的电能转换损耗，进而可以提高能量转换效率，降低成本；而且采用直接接入变频器200的直流母线的方式，可同时适用于单相供电和三相供电的电梯，提高了产品的适配性，降低了研发成本。

此外，利用二极管D的单向导电性，防止变频器200直流母线电压输入本停电应急救援装置内部，以及利用变频器200整流桥的单向导电性，防止停电应急救援装置输出的直流电回馈到市电R/S/T。本停电应急救援装置不仅可应用于电梯系统，还可应用于其它使用变频器200的电气系统的应急供电。

以上实施例也并非是基于本实用新型的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.停电应急救援装置，其特征在于，包括控制器、开关电源和DC/DC升压模块，所述DC/DC升压模块的输出端连接于变频器的直流母线，所述DC/DC升压模块与所述控制器的控制端电性连接，所述DC/DC升压模块、所述控制器分别与所述开关电源电性连接。

2.如权利要求1所述的停电应急救援装置，其特征在于，所述DC/DC升压模块设有两个输出端，分别为直流电输出正端和直流电输出负端，所述直流电输出正端连接于所述变频器的直流母线正端，所述直流电输出负端连接于所述变频器的直流母线负端。

3.如权利要求1所述的停电应急救援装置，其特征在于，还包括蓄电池，所述蓄电池分别与所述DC/DC升压模块、所述开关电源电性连接。

4.如权利要求3所述的停电应急救援装置，其特征在于，所述开关电源为SMPS辅助源，所述SMPS辅助源由所述蓄电池供电，所述DC/DC升压模块与所述控制器分别由所述SMPS辅助源提供工作电压。

5.如权利要求1至4任一项所述的停电应急救援装置，其特征在于，所述控制器的采样端连接于市电输入端。

6.如权利要求1至4任一项所述的停电应急救援装置，其特征在于，所述控制器的采样端连接于所述变频器的直流母线。

7.如权利要求1至4任一项所述的停电应急救援装置，其特征在于，还包括开关器件，所述开关器件的一端连接于所述直流电输出正端，所述开关器件的另一端连接于所述变频器的直流母线正端。

8.如权利要求7所述的停电应急救援装置，其特征在于，所述开关器件设置为不可控器件。

9.如权利要求7所述的停电应急救援装置，其特征在于，所述开关器件设置为半控型器件。

10.如权利要求7所述的停电应急救援装置，其特征在于，所述开关器件设置为全控型器件。

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