專利名稱：一種防爆電梯變頻驅動專用制動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種變頻驅動制動裝置，特別涉及到ー種防爆電梯變頻驅動專用的節(jié)能、低溫升制動裝置。
背景技術：
目前，電梯的變頻矢量閉環(huán)控制成為電梯控制系統(tǒng)中的主流，其中矢量控制變頻器必然成為整個控制系統(tǒng)的核心驅動部件。而電梯變頻器在應用中當轎廂空載上行或重載下行時，拖動系統(tǒng)存在位能負荷下放。電動機將處于再生發(fā)電運行狀態(tài)，使電動機回饋的能量通過變頻器逆變環(huán)節(jié)中并聯(lián)的ニ極管流向直流環(huán)節(jié)給濾波電容器充電，當回饋能量較大時，會引起直流環(huán)節(jié)電壓升高發(fā)生故障，電動機急速減速也會造成上述現(xiàn)象。目前常用的解 決辦法是在變頻器直流環(huán)節(jié)并聯(lián)制動単元和制動電阻。制動單元是變頻器ー個可選組件，內(nèi)設檢測和控制電路，其工作時對變頻器的直流回路電壓進行在線檢測。當電壓超過設定允許值時，觸發(fā)制動器晶體管導通，通過外接制動電阻釋放能量維持變頻器的直流母線電壓在正常工作范圍內(nèi)，一個制動単元可并聯(lián)幾個制動電阻。采用制動電阻制動的方式為能耗制動，電梯慣性運行發(fā)電產(chǎn)生的能量通過電阻發(fā)熱方式消耗棹，從而達到制動的目的。目前的防爆電梯也是采用此種制動方式。又因防爆電梯控制柜必須滿足防爆國家標準(GB3836-2010)相關要求，控制柜外殼表面最高溫度受到限制，用來防止較高溫度引燃爆炸性氣體或粉塵，不同的溫度組別要求外殼表面最高允許溫度也不一樣?，F(xiàn)在的防爆電梯分為兩類一種為エ廠用防爆電梯，溫度組別多為T4(設備允許最高表面溫度135°C )或T5(設備允許最高表面溫度100°C )類別；另ー種為煤礦井下用防爆電梯，設備外殼允許的最高表面溫度為150°C?？紤]到制動電阻發(fā)熱量較大，所以一般不與驅動變頻器放置在同一個防爆箱中，而是對其單獨進行防爆處理。目前有兩種主要方式，為大多數(shù)防爆電梯廠家所采用ー種是將制動電阻放置在ー個獨立防爆箱內(nèi)，制動電阻其中ー個面緊貼固定在箱體內(nèi)壁板上，用導熱膏填隙，箱體外還需增加熱管等散熱裝置。另ー種是油浸型，把電阻放置在一個絕緣油箱內(nèi)，箱體外也需增加熱管等散熱裝置，箱內(nèi)電阻發(fā)出的熱量先被絕緣油吸收后傳遞到箱體上,再通過箱體外表面進行散熱。兩種方式最終都是通過箱體外殼表面將內(nèi)部電阻產(chǎn)生的熱量傳遞到空氣中。此兩種處理方式均有極大的缺陷和局限，原因如下電動機作慣性運行發(fā)電產(chǎn)生的能量以下簡稱為制動能量。(I)對于異步曳引電動機，其制動能量約為其額定功率的50%，對于同步曳引電動機，其制動能量約為其額定功率的80%，當電動機額定功率為15KW時，其制動能量為7.5KW (異步)或12KW (同步)；當電動機額定功率達到22KW時，其制動能量為IIKW (異步)或17.6KW (同步)；當電動機額定功率達到30KW時，其制動能量為15KW (異步)或24KW (同步)，隨著電動機額定功率的増大，其制動能量越來越大，產(chǎn)生的熱量也越來越大，電阻的外形尺寸也越來越大，為了放置更大體積的電阻、可靠散熱并防止箱體表面溫度超過限制溫度，因此放置制動電阻的防爆箱體積越做越大，箱體外熱管等輔助散熱裝置也越來越多，整體成本也越來越高，同時也越來越難以實現(xiàn)。除此以外，還需額外増加溫度檢測預警裝置來切斷電氣回路防止外表面溫度超標。(2)兩種方式都是通過制動電阻放電發(fā)熱來達到電梯制動的目的，電梯慣性發(fā)電運行產(chǎn)生的能量最終都是通過電阻發(fā)熱消耗掉了，這部分能量一點也沒有得到利用，白白浪費掉了，造成了極大的能源浪費。綜上所述，十分有必要提出ー種防爆電梯新型制動裝置取代目前在用的制動電阻
裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供ー種低溫升、節(jié)能型防爆電梯新型制動裝置，更好的解決防爆國家標準要求的箱體外殼表面最高溫度限制問題，同時也實現(xiàn)了節(jié)能的目的。本實用新型的目的是采用下述的技術方案來實現(xiàn)ー種防爆電梯變頻驅動制動裝置，其包括防爆箱體以及設置在該防爆箱體上的防爆箱門，防爆箱體外壁設置接線腔，其特征在干所述的防爆箱體內(nèi)設置能量回饋單元以及回饋用三相濾波電抗器；外部電纜通過接線腔引入至防爆箱體內(nèi)并連接至能量回饋單元，所述能量回饋單元與回饋用三相濾波電抗器連接；所述的回饋用三相濾波電抗器中的硅鋼片與所述的防爆箱體內(nèi)壁緊密接觸。所述的防爆箱體外壁上對應防爆箱體內(nèi)固定回饋用三相濾波電抗器的位置設置散熱裝置。所述的回饋用三相濾波電抗器中硅鋼片與防爆箱體I內(nèi)壁接觸處的間隙采用導熱骨填充。所述的散熱裝置采用鋁或銅材質的平板式散熱片，將該平板式散熱片緊密貼合在防爆箱體后外壁對應防爆箱體內(nèi)固定回饋用三相濾波電抗器的位置，并且用導熱膏填充防爆箱體后壁與平板式散熱片的間隙。本實用新型制動裝置主要特征在于使用能量回饋單元來替代常規(guī)使用的發(fā)熱電阻，其主要作用為電梯慣性運行發(fā)電產(chǎn)生的能量通過變頻器直流母線傳遞給能量回饋單元，能量回饋單元把輸入的直流能量轉化為三相交流エ頻電源再回饋給變頻器三相交流エ頻電源輸入端，也就是回饋給エ頻電網(wǎng)，這種制動方式為能量回饋制動，在制動過程中，制動能量的97%能夠回饋給電網(wǎng)，其余的0.6%為能量回饋單元中大功率晶閘管I GBT工作時產(chǎn)生的熱量以及2. 4%為回饋用三相濾波電抗器工作時產(chǎn)生的熱量。因此可以得知能量回饋制動裝置在整個制動過程中只產(chǎn)生較小的熱量，溫升較小，散熱也比較容易處理。另外能量回饋單元自帶溫度監(jiān)測保護切斷裝置，能夠有效的防止防爆箱外殼最高溫度超過100。。。能量回饋單元主要工作原理如下采用變頻調速的電梯啟動運行達到最高運行速度后具有最大的機械功能，電梯達到目標層前要逐步減速直到電梯停止運動為止，這ー過程是電梯曳引機釋放機械功能量的過程。此外，升降電梯還是ー個位能性負載，為了均勻拖動負載，電梯由曳引機拖動的負載是由載客轎廂和對重平衡塊組成，只有當轎廂載重量約為50% (I噸載客電梯乘客為7人左右)時，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量差，使電梯運行時產(chǎn)生機械位能。電梯運行中多余的機械能(含位能、動能)通過電動機和變頻器轉換成直流電能儲存在變頻器直流回路中的電容中，此時電容就好比是ー個小水庫，回送到電容中的電能越多，電容電壓就越高，(好比水庫水位超高)，如不及時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，電梯無法正常運行。目前國內(nèi)絕大多數(shù)變頻調速電梯均采用電阻消耗電容中儲存的電能的方法來防止電容過電壓，但是電阻耗能不僅降低了系統(tǒng)的效率，電阻產(chǎn)生的大量熱量還惡化了電梯控制柜周邊的環(huán)境。電梯專用能量回饋器的作用就是能有效的將電容中儲存的電能回送給交流電網(wǎng)供周邊其它用電設備使用，節(jié)電效果十分明顯，一般節(jié)電率可達15% 45%。此外，由于無電阻發(fā)熱元件，機房溫度下降，可以節(jié)省機房空調的耗電量，在許多場合，節(jié)約空調耗電量往往帶來更大的節(jié)電效果。本實用新型制動裝置還在于對發(fā)熱量相對較多的回饋用三相濾波電抗器單獨進行導熱處理回饋用三相濾波電抗器中的硅鋼片底部與箱體內(nèi)底板緊密接觸，并用導熱膏進行填隙。從而使回饋用三相濾波電抗器產(chǎn)生的熱量首先通過金屬傳遞到外殼上進行散熱，其次電抗器與箱壁未接觸面，通過箱內(nèi)空氣對流再傳播到外殼上進行散熱，有效的解決了發(fā)熱問題。本實用新型制動裝置防爆箱體、防爆箱門、接線腔及散熱裝置均采用導熱良好的金屬制成，能夠把箱內(nèi)發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量快速地傳遞到箱外空氣中。本實用新型制動裝置防爆箱體外殼對應防爆箱體內(nèi)固定回饋用三相濾波電抗器的部位増加散熱裝置，對回饋用三相濾波電抗器進行輔助散熱，使回饋用三相濾波電抗器在運行時產(chǎn)生的熱量能及時從防爆箱體內(nèi)散發(fā)到箱外空氣中。本實用新型制動裝置采用上述技術措施后，把防爆電梯慣性發(fā)電運行產(chǎn)生的能量絕大部分回饋給三相エ頻電網(wǎng)再利用，只有極小部分轉化為熱能，(例如異步電動機額定功率為30KW吋，制動能量為15KW，其發(fā)熱功率只有450W(15000X3% )，對比原來采用制動電阻發(fā)熱功率為15KW有天壌之別，)通過對回饋用三相濾波電抗器的特殊散熱處理及增加輔助散熱裝置，實現(xiàn)了較小的溫升，很容易的把防爆箱表面最高溫度控制在100°C以內(nèi)，同時 又實現(xiàn)了節(jié)能的目的。

附圖是本實用新型結構示意圖。附圖標記說明I-防瀑箱體2-防瀑箱門3-接線腔5-能量回饋單元6-回饋用三相濾波電抗器
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型的具體實施方式
進ー步加以描述請參見附圖，本實用新型實施例提供的防爆電梯新型制動裝置，能量回饋單元5、回饋用三相濾波電抗器6固定在防爆箱體I內(nèi)，防爆箱體I上設有防爆箱門2，接線腔3設置在防爆箱體I的外部側壁上?；仞佊眠B接線從接線腔3引入接至防爆箱體I內(nèi)的能量回饋單元5，能量回饋單元5通過導線連接回饋用三相濾波電抗器6，用于三相回饋輸出濾波，回饋用三相濾波電抗器6中硅鋼片與金屬制材料制成的防爆箱體I內(nèi)壁緊密接觸固定，并用導熱膏填充回饋用三相濾波電抗器6中硅鋼片與防爆箱體I內(nèi)壁的間隙?；仞佊萌酁V波電抗器6產(chǎn)生的熱量傳遞到防爆箱體I的箱壁上，通過箱壁向防爆箱體I外散熱，同時金屬防爆箱體I外壁上對應防爆箱體I內(nèi)固定回饋用三相濾波電抗器6的位置配置散熱裝置，對回饋用三相濾波電抗器6進行輔助散熱。散熱裝置可采用鋁或銅材質的平板式散熱片，將該平板式散熱器緊密貼合在防爆箱體I后外壁對應防爆箱體I內(nèi)固定回饋用三相濾波電抗器6的位置，同樣用導熱膏填充防爆箱體I后壁與平板式散熱器的間隙，從而對防爆箱體I內(nèi)部回饋用三相濾波電抗器6運行產(chǎn)生的熱量進行輔助散熱?；仞佊萌酁V波電抗器6采用三相干式鐵心電抗器，串聯(lián)在能量回饋三相輸出端回路中，能量回饋單元5把電梯做不平衡運行時變頻器產(chǎn)生的直流電能通過大功率晶閘管IGBT裝置逆變成三相工頻電源，并送給工頻電網(wǎng)，逆變裝置在工作時將產(chǎn)生較大的諧波，以5、7、11、13次為主，諧波含量很高，如果輸出不串入電抗器，將大大污染工頻電網(wǎng)，導致其它設備不能正常運行或損壞，加裝電抗器后將大大降低各諧波的含量，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，保證能量回饋單元5及其它負載的安全運行，確保其它設備不受諧波干擾影響。以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式。應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術構思的前提下，還可以做出若干變型和改進，這些也應視為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種防爆電梯變頻驅動專用制動裝置，其包括防爆箱體(I)以及設置在該防爆箱體(I)上的防爆箱門(2)，防爆箱體(I)外壁設置接線腔(3)，其特征在于所述的防爆箱體(I)內(nèi)設置能量回饋單元(5)以及回饋用三相濾波電抗器￠);外部電纜通過接線腔(3)引入至防爆箱體(I)內(nèi)并連接至能量回饋單元(5)，所述能量回饋單元(5)與回饋用三相濾波電抗器(6)連接；所述的回饋用三相濾波電抗器(6)中的硅鋼片與所述的防爆箱體⑴內(nèi)壁緊密接觸。
2.根據(jù)權利要求I所述的防爆電梯變頻驅動專用制動裝置，其特征在于所述的防爆箱體(I)外壁上對應防爆箱體(I)內(nèi)固定回饋用三相濾波電抗器￠)的位置設置散熱裝置。
3.根據(jù)權利要求I所述的防爆電梯變頻驅動專用制動裝置，其特征在于所述的回饋用三相濾波電抗器(6)中硅鋼片與防爆箱體(I)內(nèi)壁接觸處的間隙采用導熱膏填充。
4.根據(jù)權利要求2所述的防爆電梯變頻驅動專用制動裝置，其特征在于所述的散熱裝置采用鋁或銅材質的平板式散熱片，將該平板式散熱片緊密貼合在防爆箱體(I)后外壁對應防爆箱體(I)內(nèi)固定回饋用三相濾波電抗器￠)的位置，并且用導熱膏填充防爆箱體(I)后壁與平板式散熱片的間隙。
專利摘要本實用新型涉及一種防爆電梯變頻驅動制動裝置，其包括防爆箱體以及設置在該防爆箱體上的防爆箱門，防爆箱體外壁設置接線腔，其特征在于所述的防爆箱體內(nèi)設置能量回饋單元以及回饋用三相濾波電抗器；外部電纜通過接線腔引入至防爆箱體內(nèi)并連接至能量回饋單元，所述能量回饋單元與回饋用三相濾波電抗器連接；所述的回饋用三相濾波電抗器中的硅鋼片與所述的防爆箱體內(nèi)壁緊密接觸。本實用新型制動裝置更好的解決了防爆電梯國家標準要求的箱體外殼表面最高溫度限制問題，在低溫升基礎上同時也實現(xiàn)了節(jié)能的目的。
文檔編號H02P3/18GK202395707SQ201120462730
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2011年11月18日
發(fā)明者秦健聰, 蔡狀 申請人:東南電梯股份有限公司