欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

節(jié)能型電梯配電系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:7443056閱讀:141來源:國知局
專利名稱:節(jié)能型電梯配電系統(tǒng)的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種節(jié)能型電梯配電系統(tǒng),特別是公開一種使用飛輪儲能裝置作為 電梯的輔助電源、能量回收單元和備用電源的技術方案,屬于能源和電器領域。
背景技術
隨著社會城市化進程的推進,高層建筑不斷涌現(xiàn)。作為高樓的垂直交通工具 , 電梯的需求量也在日益增長。人們對電梯安全性、高效性、舒適性的不斷追求推動了電 梯技術的進步。在電梯廣泛普及和發(fā)展的同時,電梯的耗能也以驚人的速度增長。隨著 能源問題的逐漸凸顯,電梯的節(jié)能技術已經(jīng)成為人們關心的話題之一。眾所周知,電梯在工作過程中不僅位能發(fā)生變化,而且機械動能也發(fā)生變化。 其工作過程并不是一個單方向消耗能量的過程,而是一個既有能量吸收、也有能量回饋 的往復過程。電梯啟動運行達到最高運行速度后具有最大的機械動能,電梯到達目標樓層前 要逐步減速直到電梯停止運動為止,這一過程是電梯釋放機械動能的過程。電梯還是一個位能性負載。為了減小拖動負荷,降低電梯電機的功率,電梯的 轎廂都配有對重平衡塊。對重平衡塊的重量一般等于轎廂載重50%額定負載時的重量。 當二者之間存在質量差時,電梯升降就會引起機械位能的改變。其中質量重的部件上 行時,電梯電機從電網(wǎng)吸收能量,拖動電梯使電梯的機械位能增加;質量重的部件下行 時,電梯的機械位能減少。電梯運行過程中釋放的機械能(包括機械動能和機械位能)通過電梯電機和變頻 器轉變成電能在變頻器直流環(huán)節(jié)的電容中儲存起來,使電容電壓逐漸上升。由于該電容 的容量有限,如不及時釋放電容中的電能,就會產生過壓故障,使變頻器停止工作。目 前釋放電容中多余電量的方法是通過外加功率電阻將能量消耗掉或采用回饋單元將能量 回饋到電網(wǎng)。外加功率電阻的方法簡單實用,易于施行,但這種方式不僅使能量白白浪 費掉,而且會導致電梯的工作環(huán)境溫度升高,必須額外增加冷卻裝置,提高了成本。采 用回饋單元的方案可以將能量回收再利用,原理上是一種節(jié)能的方法,但需要額外配備 電梯能量回饋裝置,系統(tǒng)復雜,且只具有電梯能量回收的作用,功能單一。另一方面,為了保證電梯的可靠電力供應,防止因電網(wǎng)故障導致載有乘客的電 梯停在樓層之間,電梯內一般都需要安裝備用電源。目前,電梯中通常使用的備用電源 是可充電蓄電池,如鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、鎳氫蓄電池等。該方案存在著多方面的 不足,主要包括(1)使用壽命較短,需定期更換由于可充電蓄電池在工作過程中電 極活性物質會發(fā)生化學變化,引起電極結構的膨脹和收縮,會導致蓄電池性能衰減,其 壽命一般不超過5年。(2)能量回收性能差蓄電池一般功率特性較差,不能夠大功率 充電;而電梯能量回饋時需要能夠短時(幾十秒到幾分鐘)大功率充電的儲能單元,蓄電 池不能滿足這種要求。(3)對蓄電池的一致性要求高由于單體蓄電池的容量和電壓等 級不能夠滿足電梯的要求,需要將多個蓄電池以串并聯(lián)的形式組成蓄電池組使用。而蓄電池性能的不一致性會加速蓄電池組的容量衰減,嚴重影響蓄電池組的使用壽命。(4)存 在著環(huán)境污染問題蓄電池使用后的金屬材料不易處理,會對環(huán)境造成重金屬污染???以看出,由于自身性能的限制,可充電蓄電池只能用作電梯的備用電源,而不能同時充 當電梯能量回饋時的儲能單元。如要實現(xiàn)電梯的能量回收,只能另外設計方案。飛輪儲能是一種新型的儲能裝置,由一體化的電動/發(fā)電機、飛輪和雙向能量 變換器等組成。該裝置利用高速旋轉的飛輪將能量以機械動能的形式存儲,通過電動/ 發(fā)電機進行電能和機械能的轉化,由雙向能量變換器實現(xiàn)充放電的功能?,F(xiàn)代飛輪儲能 裝置一般采用高強度、低密度的纖維復合材料制作飛輪,軸承應用磁懸浮技術,因此飛 輪可以達到很高的轉速并避免了摩擦損耗,整機可以做到高能量密度和高效率。由于飛 輪儲能裝置以機械能的形式存儲電能,通過電機充放電,不僅具有很好的功率特性和很 高的能量轉換效率,而且沒有充放電次數(shù)的限制,使用壽命長。另外,飛輪儲能裝置可 以短時大功率充放電,完全能夠滿足電梯能量回饋時對儲能單元的功率要求。將飛輪儲 能裝置應用于電梯系統(tǒng),可同時作為輔助電源、備用電源和能量回收單元,避免了能量 的浪費,達到節(jié)能及提高電梯可靠性的目的。另外飛輪儲能裝置在工作過程中的儲能性 能不會隨充放電次數(shù)變化、不含有害化學物質、對環(huán)境的影響小等優(yōu)點也使其具有很高 的推廣應用價值
發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能型電梯配電系統(tǒng),它使用飛輪儲能裝置作為電 梯的輔助電源、能量回收單元和備用電源,在電梯吸收能量時釋放能量,電梯能量回饋 時吸收能量,將電梯回饋的能量回收再利用,達到節(jié)能和減輕電網(wǎng)負荷的目的;在電網(wǎng) 突發(fā)故障時充當備用電源,確保電梯的安全可靠。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采取的技術方案是其節(jié)能型電梯配電系統(tǒng)包括三 相整流器、電解電容和飛輪儲能裝置,所述飛輪儲能裝置包括飛輪、飛輪電機、雙向能 量變換器和能量控制器,所述能量控制器包括信號采樣單元、A/D轉換器、計算控制 單元、隔離驅動單元和通信單元,所述信號采樣單元用于采集電解電容、雙向能量變換 器、飛輪、飛輪電機、電網(wǎng)、電梯系統(tǒng)中的逆變器的狀態(tài)參數(shù);信號采樣單元的輸出端 與A/D轉換器的輸入端連接,A/D轉換器的輸出端與計算控制單元的輸入端連接,計算 控制單元的通信端口與通信單元連接,計算控制單元的控制信號輸出端與隔離驅動單元 的輸入端連接,隔離驅動單元的輸出端與雙向能量變換器的控制端連接;所述電解電容 的正端分別與三相整流器輸出端口的正端、雙向能量變換器直流端口的正端連接,電解 電容的負端分別與三相整流器輸出端口的負端、雙向能量變換器直流端口的負端連接; 飛輪電機的轉子與飛輪同軸連接,飛輪電機的三相定子繞組與雙向能量變換器的交流端 電連接。本發(fā)明所用飛輪電機可采用三相交流電機,可以是異步電機,也可以是永磁電 機(包括無刷交流電機和無刷直流電機)。為了最大限度地減小電機和飛輪旋轉時的機 械損耗,提高飛輪儲能裝置的效率,飛輪電機的軸承采用磁懸浮軸承,并將電機和飛輪 一體化設計,共同置于一個真空殼體中。飛輪儲能裝置充電時飛輪電機工作在電動機狀 態(tài),放電時飛輪電機工作在發(fā)電機狀態(tài),工作過程由雙向能量變換器控制。雙向能量變換器根據(jù)電機類型 選擇相對應的雙向DC/AC變換器。飛輪電機和雙向能量變換器的功率 和電壓等級視實際情況而定。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比,其優(yōu)勢在于(1)由于飛輪儲能裝置以機械動能的形式存儲能量,通過電機充放電,不僅具有 很好的功率特性和高能量轉換效率,而且無充放電次數(shù)的限制,所以能夠達到高效、長 壽命的目的。(2)飛輪儲能裝置可以同時充當電梯機械能釋放時的能量回收單元、輔助電源和 備用電源,用一套裝置實現(xiàn)了三種功能,使系統(tǒng)結構變得簡單,達到了集約的效果;(3)電梯電機驅動運行時,尤其在啟動階段需要吸收較大的功率,飛輪儲能裝置 作為輔助電源協(xié)助電網(wǎng)驅動電梯電機,減輕了電梯啟動時對電網(wǎng)的影響;(4)電梯電機制動運行時能量回饋,飛輪儲能裝置作為能量回收單元完全吸收回 饋的能量進行儲存。達到了節(jié)能的目的,電梯系統(tǒng)中不再需要傳統(tǒng)的能量泄放回路。(5)飛輪儲能裝置以機械動能形式存儲能量,儲能容量不會隨充放電次數(shù)的增多 而減少,且存儲的能量容易測量,便于控制系統(tǒng)的設計;(6)飛輪儲能裝置不含有害物質,對環(huán)境無污染。


圖1是本發(fā)明應用于電梯系統(tǒng)的結構示意圖;圖2是本發(fā)明能量控制器的結構框圖。圖3是本發(fā)明的能量控制器的控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步描述。如圖1所示,本發(fā)明節(jié)能型電梯配電系統(tǒng)包括三相整流器1、電解電容2和飛輪 儲能裝置9。應用了本發(fā)明節(jié)能型電梯配電系統(tǒng)的電梯系統(tǒng)還包括逆變器3、電梯電機4 和電梯控制器10。在節(jié)能型電梯配電系統(tǒng)中,飛輪儲能裝置9包括飛輪7、飛輪電機6、雙向能量 變換器5和能量控制器8。飛輪電機6的轉子與飛輪7同軸連接,飛輪電機6的三相定子 繞組與雙向能量變換器5的交流端電連接,雙向能量變換器5的直流端充當飛輪儲能裝置 9的外部能量接口。三相整流器1的輸入端和電網(wǎng)連接,電解電容2的正端分別與三相 整流器1輸出端口的正端、雙向能量變換器5直流端口的正端、逆變器3直流端口的正端 連接,電解電容2的負端分別與三相整流器1輸出端口的負端、雙向能量變換器5直流端 口的負端、逆變器3直流端口的負端連接;逆變器3的交流端和電梯電機4連接,由電梯 控制器10控制逆變器3,從而驅動電梯電機4運行。電網(wǎng)的三相交流電經(jīng)過三相整流器 1整流,輸出供給電解電容2,由電解電容2進行濾波后輸出,為電梯系統(tǒng)提供直流電輸 入。電解電容2和雙向能量變換器5、逆變器3形成并聯(lián)結構,后二者分別和電解電容2 進行能量交換,使電能雙向流動。能量控制器8控制雙向能量變換器5運行,并發(fā)送飛 輪7儲能值和電網(wǎng)狀態(tài)給電梯控制器10 ;電梯控制器10接收飛輪7儲能值、電網(wǎng)狀態(tài)信 息和用戶指令,控制電梯電機4運行。
如圖2所示,本發(fā)明能量控制器8包括信號采樣單元21、A/D轉換器22、計算 控制單元23、計算控制單元24和通信單元25;其中信號采樣單元21對系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù) 進行采樣,具體包括采用交流電壓傳感器對電網(wǎng)電壓進行采樣,采用直流電壓傳感器 對電解電容2電壓進行采樣,采用電流傳感器分別對雙向能量變換器5直流端的輸入輸出 電流、逆變器3直流端的輸入輸出電流、飛輪電機6的三相定子電流進行采樣,采用速度 傳感器對飛輪7轉速進行采樣;信號采樣單元21的輸出端與A/D轉換器22的輸入端連 接,將輸出電壓信號送給A/D轉換器22; A/D轉換器22的輸出端與計算控制單元23的 輸入端連接,將轉換的數(shù)字信號送給計算控制單元23;計算控制單元23可采用數(shù)字信號 處理器DSP、單片機、嵌入式系統(tǒng)等,將所得數(shù)字信號計算處理后輸出。計算控制單元 23的通信端口與通信單元25連接,輸出飛輪7的儲存能量值和電網(wǎng)狀態(tài)信息,并接收電 梯電機4的轉速信息;通信單元25在計算控制單元23和電梯控制器10之間建立數(shù)據(jù)通 信通道,具體的通信形式根據(jù)電梯系統(tǒng)的構成進行選擇,包括但不限于CAN、I2C, SCI 等,將飛輪7的儲能值和電網(wǎng)狀態(tài)信息送給電梯控制器10 ;計算控制單元23的控制信號 輸出端與隔離驅動單元24的輸入端連接,將雙向能量變換器5的控制信號送給隔離驅動 單元24;隔離驅動單元24采用光耦芯片和驅動芯片,對計算控制單元23輸出的控制信 號進行電氣隔離并功率放大;隔離驅動單元24的輸出端與雙向能量變換器5的控制端連 接,輸出驅動信號控制雙向能量變換器5工作。 本發(fā)明能量控制器8的控制流程圖如圖3所示,能量控制器8通過逆變器3直流 端的輸入輸出電流判斷電梯電機4的運行狀態(tài)。根據(jù)流向逆變器3的電流值是正、負或 零,將電梯電機4的運行狀態(tài)區(qū)分為三種驅動狀態(tài)、制動狀態(tài)和停機狀態(tài)。通常電梯 電機4的功率因數(shù)不等于1,因此在驅動狀態(tài)運行時,不是100%時間里都在吸收功率, 即不是100%時間里電流都從電解電容2流向逆變器3;同樣在制動狀態(tài)運行時,也不是 100%時間里電流都從逆變器3流向電解電容2 ;所以不能用逆變器3直流端輸入輸出電 流的瞬時值來判斷電梯電機4的運行狀態(tài)。這里采用電梯電機4運行時一個電周期內逆 變器3直流端輸入輸出電流的平均值來判斷電梯電機4的運行狀態(tài)。能量控制器8通過 從電梯控制器10接收的電梯電機4轉速信號確定電梯電機4的電周期。電梯電機4驅動狀態(tài)運行時,尤其是在啟動階段,電梯電機4通過逆變器3吸取 較大的功率,此時飛輪儲能裝置9通過雙向能量變換器5向電解電容2供電,協(xié)助電網(wǎng)共 同驅動電梯電機4工作。飛輪儲能裝置9和電網(wǎng)形成并聯(lián)供電結構,電網(wǎng)正常供電時, 三相整流器1輸出穩(wěn)定,通過調節(jié)雙向能量變換器5的直流端輸出電壓就可以控制其輸出 電流的大小,即可以控制飛輪儲能裝置9的放電功率。能量控制器8通過雙向能量變換 器5直流端輸出電流計算飛輪儲能裝置9的放電功率,并通過飛輪7轉速計算飛輪7的儲 能值,經(jīng)運算后輸出控制信號,控制雙向能量變換器5的輸出電壓,最終控制飛輪儲能 裝置9的放電功率,使飛輪7的儲能值保持在一個合適的范圍。為保證飛輪7中存有足夠的能量在電網(wǎng)故障時充當應急電源,根據(jù)實際系統(tǒng)設 定一個備用能量值。電網(wǎng)供電正常時,飛輪7的儲能值始終高于該設定值。放電過程 中,當儲能接近該設定值時,降低飛輪儲能裝置9的放電功率;當儲能接近飛輪7儲能上 限時,提高飛輪儲能裝置9的放電功率。根據(jù)實際電梯系統(tǒng)合理選擇飛輪7儲能上限和 備用能量值,優(yōu)化儲能——放電功率關系曲線,可以使系統(tǒng)在電梯能量回饋時完全吸收回饋能量,不再需要傳統(tǒng)的能量泄放回路。電梯電機4制動狀態(tài)運行時,逆變器3工作在回饋制動狀態(tài),電梯的機械能回饋到電解電容2,使電解電容2的電壓升高。當電解電容2的電壓高于設定值時,能量控 制器8控制雙向能量變換器5驅動飛輪電機6加速旋轉,飛輪儲能裝置9從電解電容2吸 收能量進行存儲。該過程中控制雙向能量變換器5的驅動功率,保持電解電容2的電壓 穩(wěn)定在設定值,則充電功率自動跟隨電梯電機4回饋功率。因為設定值高于三相整流器 1輸出的額定工作電壓,所以不會從電網(wǎng)側吸收能量。電梯電機4處于停機狀態(tài)時,為降低系統(tǒng)損耗,提高系統(tǒng)效率,能量控制器8控 制雙向能量變換器5停止工作,飛輪7處于自由旋轉狀態(tài);同時監(jiān)測飛輪7的儲能量,在 低于備用能量設定值時控制飛輪儲能裝置9通過雙向能量變換器5以額定功率充電,從電 網(wǎng)補充能量。當電網(wǎng)突然斷電時,能量控制器8檢測到電網(wǎng)電壓突降為零,將斷電信號即時 傳送給電梯控制器10。電梯控制器10控制電梯電機4將電梯安全地送到附近的樓層并 打開電梯,確保電梯內乘客的安全。在這段時間內如果電梯電機4在驅動狀態(tài)運行,則 飛輪儲能裝置9通過雙向能量變換器5向電解電容2輸出電梯的額定工作電壓。電梯電 機4所需能量完全由飛輪儲能裝置9提供。電網(wǎng)和飛輪儲能裝置9的并聯(lián)供電結構保證 了系統(tǒng)的不間斷供電,為電梯的安全性提供了保障。
權利要求
1. 一種節(jié)能型電梯配電系統(tǒng),其特征在于包括三相整流器(1)、電解電容(2)和飛 輪儲能裝置(9),所述飛輪儲能裝置(9)包括飛輪(7)、飛輪電機(6)、雙向能量變換器 (5)和能量控制器(8),所述能量控制器(8)包括信號采樣單元(21)、A/D轉換器(22)、 計算控制單元(23)、隔離驅動單元(24)和通信單元(25),所述信號采樣單元(21)用于 采集電解電容(2)、雙向能量變換器(5)、飛輪(7)、飛輪電機(6)、電網(wǎng)、電梯系統(tǒng)中的 逆變器的狀態(tài)參數(shù);信號采樣單元(21)的輸出端與A/D轉換器(22)的輸入端連接,A/ D轉換器(22)的輸出端與計算控制單元(23)的輸入端連接,計算控制單元(23)的通信 端口與通信單元(25)連接,計算控制單元(23)的控制信號輸出端與隔離驅動單元(24) 的輸入端連接,隔離驅動單元(24)的輸出端與雙向能量變換器(5)的控制端連接;所述 電解電容(2)的正端分別與三相整流器(1)輸出端口的正端、雙向能量變換器(5)直流端 口的正端連接,電解電容⑵的負端分別與三相整流器⑴輸出端口的負端、雙向能量變 換器(5)直流端口的負端連接;飛輪電機(6)的轉子與飛輪(7)同軸連接,飛輪電機(6) 的三相定子繞組與雙向能量變換器(5)的交流端電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種節(jié)能型電梯配電系統(tǒng),其飛輪儲能裝置中的信號采樣單元用于采集電解電容、雙向能量變換器、飛輪、飛輪電機、電網(wǎng)、電梯系統(tǒng)中的逆變器的狀態(tài)參數(shù),信號采樣單元輸出端與A/D轉換器輸入端連接,A/D轉換器輸出端與計算控制單元輸入端連接,計算控制單元通信端口與通信單元連接,計算控制單元的控制信號輸出端與隔離驅動單元輸入端連接;隔離驅動單元輸出端與雙向能量變換器控制端連接;電解電容正端分別與三相整流器輸出端口正端、雙向能量變換器直流端口正端連接,電解電容負端分別與三相整流器輸出端口負端、雙向能量變換器直流端口的負端連接;飛輪電機的轉子與飛輪同軸連接,飛輪電機的三相定子繞組與雙向能量變換器的交流端電連接。
文檔編號H02K7/02GK102013754SQ20101057304
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權日2010年11月30日
發(fā)明者王萌, 祝長生 申請人:浙江大學
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
阳山县| 大连市| 神池县| 游戏| 江门市| 临武县| 焦作市| 临朐县| 昌平区| 大渡口区| 土默特右旗| 四子王旗| 仙游县| 平塘县| 沂水县| 广饶县| 利辛县| 兴国县| 澄迈县| 兴文县| 阳西县| 突泉县| 花莲市| 扶沟县| 巴青县| 黎川县| 确山县| 蓬溪县| 黑龙江省| 芦山县| 富川| 霞浦县| 大渡口区| 浠水县| 宁国市| 天水市| 太保市| 铜鼓县| 柞水县| 黎城县| 广水市|