專利名稱：節(jié)能應(yīng)急型電梯回饋電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣控制技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大和人們生活水平不斷提高，電能供需矛盾日益突 出，節(jié)電呼聲日益高漲。有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載消耗的電能占總耗電量的70% 以上。因此，電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)約電能具有特別重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)效益。目前，高層建筑已成為城鄉(xiāng)房建主流，電梯的使用越來越普遍。在對賓館、寫字樓 等的用電情況調(diào)查統(tǒng)計(jì)中，電梯用電量占總用電量的17%-25%以上。電梯節(jié)能越來越受 到國家相關(guān)部門及業(yè)主們的重視。采用變頻調(diào)速的電梯啟動(dòng)運(yùn)行達(dá)到最高運(yùn)行速度后具有最大的機(jī)械動(dòng)能，電梯達(dá) 到目標(biāo)層前要逐步減速直到電梯停止運(yùn)動(dòng)為止，這一過程是電梯曳引機(jī)釋放機(jī)械功能量的 過程。此外，升降電梯還是一個(gè)位能性負(fù)載，為了均勻拖動(dòng)負(fù)載，電梯由曳引機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載 是由載客轎廂和對重平衡塊組成，只有當(dāng)轎廂載重量約為50% (1噸載客電梯乘客為7人左 右)時(shí)，轎廂和對重平衡塊才相互平衡，否則，轎廂和對重平衡塊就會有質(zhì)量差，使電梯運(yùn) 行時(shí)產(chǎn)生機(jī)械位能。電梯運(yùn)行中多余的機(jī)械能通過電動(dòng)機(jī)和變頻器轉(zhuǎn)換成直流電能儲存在變頻器直 流回路中的電容中，此時(shí)電容就好比是一個(gè)小水庫，回送到電容中的電能越多，電容電壓就 越高，如不及時(shí)釋放電容器儲存的電能，就會產(chǎn)生過壓故障，使變頻器停止工作，電梯無法 正常運(yùn)行?，F(xiàn)有的電梯在電梯控制柜的頂部裝配一個(gè)能耗制動(dòng)電阻箱，用來將電梯在運(yùn)行過 程中所產(chǎn)生的電能消耗掉，同時(shí)為電梯在運(yùn)行過程中提供足夠的制動(dòng)力矩。正因?yàn)檫@樣，大 量的由電梯所發(fā)出的電能白白的被發(fā)熱消耗在了這個(gè)能耗電阻箱上，不僅造成了能量的浪 費(fèi)，而且電阻的發(fā)熱也會導(dǎo)致電梯機(jī)房內(nèi)的溫度上升，當(dāng)機(jī)房內(nèi)裝有幾部電梯控制機(jī)構(gòu)時(shí)， 因?yàn)闇囟冗^高，通常不得不加裝空調(diào)才能保證電機(jī)控制設(shè)備的正常動(dòng)作，這又是一筆不小 的電費(fèi)開支。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種節(jié)能應(yīng)急型電梯回饋 電源系統(tǒng)，以期能夠?qū)㈦娙葜袃Υ娴碾娔芑厮徒o交流電網(wǎng)供周邊其它用電設(shè)備使用，節(jié)約 電能。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明節(jié)能應(yīng)急型電梯回饋電源系統(tǒng)的特點(diǎn)是由電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和回饋控制系統(tǒng) 組成；所述電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電梯變頻器及電梯驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述電梯變頻器通過 交-直-交電壓的轉(zhuǎn)換控制電梯驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述電梯變頻器的直流母線與系統(tǒng)母線相連接；所述回饋控制系統(tǒng)中設(shè)置有處理器、同步信號單元、邏輯保護(hù)電路、功率逆變電路 放電單元、充電器以及應(yīng)急電池組組成；其中所述同步信號單元與市電相連接，通過鎖相檢測市電正弦波方向；所述處理器根據(jù)鎖相產(chǎn)生SVPWM波信號、經(jīng)邏輯保護(hù)電路控制功率逆變電路中功 率器件的關(guān)斷，產(chǎn)生與市電相位相同的交流電；所述充電器連接在直流母線與應(yīng)急電池組之間，在市電正常時(shí)給電池組充電；所述應(yīng)急電池組在市電停電時(shí)通過處理器控制功率逆變電路給系統(tǒng)供電；所述放電單元用于在市電停電的應(yīng)急狀態(tài)下消耗電梯運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的電能。本發(fā)明節(jié)能應(yīng)急型電梯回饋電源系統(tǒng)的特點(diǎn)也在于在所述回饋控制系統(tǒng)中設(shè)置 電流電壓檢測單元，所述電流電壓檢測單元采集直流母線的電流及電壓信號，通過邏輯保 護(hù)電路對系統(tǒng)進(jìn)行過流過壓保護(hù)。本發(fā)明中的回饋控制系統(tǒng)為一應(yīng)急回饋控制系統(tǒng)，其作用不僅是將電梯在正常工 作狀態(tài)下產(chǎn)生的電能利用起來，并且可以在停電狀態(tài)下保證電梯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少事故的 發(fā)生。在電梯正常運(yùn)行時(shí)，如果電梯上升負(fù)載較輕或快速制動(dòng)，電梯由于系統(tǒng)配重使電梯的 驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)能量的傳輸反向，由電機(jī)將機(jī)械能反傳給變頻器。這部分能 量將累積在濾波電容上，產(chǎn)生泵升電壓，濾波電容兩端電壓即直流母線電壓升高到超過電 網(wǎng)線電壓峰值后，整流橋反向阻斷。當(dāng)直流母線電壓繼續(xù)升高，超過啟動(dòng)有源逆變電路的工 作電壓時(shí)，處理器通過檢測市電三相交流電的相位產(chǎn)生SVPWM波控制逆變電路工作，將直 流母線上的能量逆變回饋電網(wǎng)。當(dāng)檢測到市電停止時(shí)，通過控制開關(guān)的切換將應(yīng)急電池組 接入直流母線使得系統(tǒng)工作在應(yīng)急狀態(tài)。通過處理器控制功率逆變電路將直流電逆變?yōu)榻?流電供給電梯使用。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明將電梯在運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的電能回饋到電網(wǎng)中供給其它用電設(shè)備，可以給 應(yīng)急電池組充電，當(dāng)市電停止時(shí)電池為電梯供電，維持電梯急需運(yùn)行，避免事故的發(fā)生。2、本發(fā)明節(jié)電效果十分明顯，一般節(jié)電率可達(dá)21% 46%。由于無電阻發(fā)熱元 件，機(jī)房溫度下降，可以節(jié)省機(jī)房空調(diào)的耗電量，在許多場合，節(jié)約空調(diào)耗電量往往帶來更 大的節(jié)電效果。3、本發(fā)明可以通過在處理器中采用DSP微控制芯片，實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)、高可靠性的 控制。4、本發(fā)明可以通過采用雙向電壓跟蹤的SVPWM脈寬調(diào)制控制輸出正弦波，減少高 次諧波電流的損耗。5、本發(fā)明在停電時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速應(yīng)急切換，保證電梯正常運(yùn)行。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)方框圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本實(shí)施例是由電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和回饋控制系統(tǒng)組成；
電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電梯變頻器及電梯驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述電梯變頻器通過交_直-交 電壓的轉(zhuǎn)換控制電梯驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述電梯變頻器的直流母線與系統(tǒng)母線相連接；回饋控制系統(tǒng)中設(shè)置有處理器、同步信號單元、邏輯保護(hù)電路、功率逆變電路放電 單元、充電器以及應(yīng)急電池組組成；其中同步信號單元與市電相連接，通過鎖相檢測市電正弦波方向；處理器根據(jù)鎖相產(chǎn)生SVPWM波信號、經(jīng)邏輯保護(hù)電路控制功率逆變電路中功率器 件的關(guān)斷，產(chǎn)生與市電相位相同的交流電；充電器連接在直流母線與應(yīng)急電池組之間，在市電正常時(shí)給電池組充電；應(yīng)急電池組在市電停電時(shí)通過處理器控制功率逆變電路給系統(tǒng)供電；放電單元用于在市電停電的應(yīng)急狀態(tài)下消耗電梯運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的電能。本實(shí)施例中，在回饋控制系統(tǒng)中還設(shè)置電流電壓檢測單元，電流電壓檢測單元采 集直流母線的電流及電壓信號，通過邏輯保護(hù)電路對系統(tǒng)進(jìn)行過流過壓保護(hù)。當(dāng)市電電壓正常時(shí)，回饋控制系統(tǒng)將電梯產(chǎn)生的電能回饋到電網(wǎng)中并給應(yīng)急電池 組充電。當(dāng)市電停止時(shí)，由應(yīng)急電池組對電梯供電，此時(shí)放電單元工作，將產(chǎn)生的電能消耗 掉，保護(hù)逆變單元。本實(shí)施例中，回饋控制系統(tǒng)采用DSP中央處理器，實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)、高可靠性的控 制；采用SVPWM脈寬調(diào)制，以及雙向電壓跟蹤，以減少高次諧波電流的損耗。系統(tǒng)中的功率 逆變電路采用功率器件IPM。IPM內(nèi)部集成了高速、低耗的IGBT和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)及過流、 短路、欠壓和過熱保護(hù)電路，有效提高了逆變電路的性能和工作可靠性，降低了系統(tǒng)成本， 縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。
權(quán)利要求
一種節(jié)能應(yīng)急型電梯回饋電源系統(tǒng)，其特征是由電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和回饋控制系統(tǒng)組成；所述電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電梯變頻器及電梯驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述電梯變頻器通過交 直 交電壓的轉(zhuǎn)換控制電梯驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述電梯變頻器的直流母線與系統(tǒng)母線相連接；所述回饋控制系統(tǒng)中設(shè)置有處理器、同步信號單元、邏輯保護(hù)電路、功率逆變電路放電單元、充電器以及應(yīng)急電池組組成；其中所述同步信號單元與市電相連接，通過鎖相檢測市電正弦波方向；所述處理器根據(jù)鎖相產(chǎn)生SVPWM波信號、經(jīng)邏輯保護(hù)電路控制功率逆變電路中功率器件的關(guān)斷，產(chǎn)生與市電相位相同的交流電；所述充電器連接在直流母線與應(yīng)急電池組之間，在市電正常時(shí)給電池組充電；所述應(yīng)急電池組在市電停電時(shí)通過處理器控制功率逆變電路給系統(tǒng)供電；所述放電單元用于在市電停電的應(yīng)急狀態(tài)下消耗電梯運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能應(yīng)急型電梯回饋電源系統(tǒng)，其特征是在所述回饋控制系 統(tǒng)中設(shè)置電流電壓檢測單元，所述電流電壓檢測單元采集直流母線的電流及電壓信號，通 過邏輯保護(hù)電路對系統(tǒng)進(jìn)行過流過壓保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能應(yīng)急型電梯回饋電源系統(tǒng)，其特征是由電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和回饋控制系統(tǒng)組成；回饋控制系統(tǒng)中設(shè)置有處理器、同步信號單元、邏輯保護(hù)電路、功率逆變電路放電單元、充電器以及應(yīng)急電池組組成；同步信號單元與市電相連接，通過鎖相檢測市電正弦波方向；處理器根據(jù)鎖相產(chǎn)生SVPWM波信號、控制功率逆變電路中功率器件的關(guān)斷，產(chǎn)生與市電相位相同的交流電；充電器連接在直流母線與應(yīng)急電池組之間，在市電正常時(shí)給電池組充電；應(yīng)急電池組在市電停電時(shí)通過處理器控制功率逆變電路給系統(tǒng)供電；放電單元用于在市電停電的應(yīng)急狀態(tài)下消耗電梯運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的電能。
文檔編號H02J3/38GK101950978SQ201010274588
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者李多山, 翁志遠(yuǎn) 申請人:合肥聯(lián)信電源有限公司