專利名稱：電梯智能節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電梯節(jié)電裝置，尤其是使用變頻調(diào)速的電梯智能節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著城市里的高樓大廈越建越多，電梯的使用也越來越多，通過對賓館、商用寫字樓、政府機關(guān)大樓等建筑的用電情況調(diào)查表明，電梯的用電量僅次于空調(diào)用電量，遠高于照明，供水等的用電量。采用變頻調(diào)速的電梯啟動達到最高運行速度后具有最大的機械動能，電梯到達目標層前要逐步減速直到電梯停止運動為止，這一過程是電梯負載釋放機械動能的時段。此時，變頻調(diào)速器通過電動機可以將這一時段的機械能轉(zhuǎn)變成電能存儲在變頻器直流環(huán)節(jié)的大電容中，隨著電能進一步進入直流系統(tǒng)積蓄，如不及時泄放大電容中的電量，會發(fā)生過壓保護事故。同時，電梯下行時，機械位能減少，這減少的機械位能也同樣釋放出來通過電動機轉(zhuǎn)變進入變頻器直流環(huán)節(jié)大電容儲存的電能，如不及時泄放大電容中的電量，會發(fā)生過壓保護事故。目前變頻器泄放大電容中電量的方法是，采用制動單元和外加大功率電阻，將大電容中電量消耗到外加大功率電阻上白白浪費掉。隨著電梯不斷上下往復運動，大量減速、下行產(chǎn)生的電能，都被外接制動電阻轉(zhuǎn)換為熱能釋放，嚴重浪費電能的同時，還釋放的大量熱能，為了保證電梯電器控制室內(nèi)溫度不至過高危害電器系統(tǒng)，往往需要裝入空調(diào)調(diào)溫度系統(tǒng)，制動電阻不斷釋放熱量，又使得空調(diào)負載加重，消耗電能十分巨大。在有些地方降溫設備的耗電量往往比電梯的用電量還要高。公開文獻報道了一些采用變頻調(diào)速的電梯節(jié)電裝置，例如1、中國專利名稱變頻電梯的能量回饋-制動單元一體機控制系統(tǒng)，申請(專利)號CN200810164206. 2申請日:2008. 12. 31，公開(公告)號:CN101456500,公開(公告)日:2009. 06. 17，申請(專利權(quán))人杭州浙大太陽電氣有限公司，地址浙江省杭州市文三路90號東部軟件園科技大廈4樓B406，發(fā)明(設計)人呂曉東；梅燁；揚波；張會永，摘要變頻電梯的能量回饋-制動單元一體機控制系統(tǒng)，包括主電路、控制電路和制動單元電路，制動單元電路包括晶體開關(guān)管，晶體開關(guān)管驅(qū)動電路，二極管，比較器和或門。正常工作狀態(tài)，該系統(tǒng)將連接在變頻器的直流母線上的直流電壓逆變成與電網(wǎng)同頻同相的交流電壓反饋回電網(wǎng)中，具有節(jié)電作用；當發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動切換到制動單元工作，此時直流母線上的電壓通過制動單元上的電阻將電能轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)出去，電梯能夠照常運行，保證電梯使用者的日常生活不受影響。2、中國專利名稱電梯大功率電子節(jié)能裝置，申請(專利)號:CN200720074659. 7， 申請日2007.09. 13，公開(公告)號CN201113403公開(公告)日2008.09. 10申請(專利權(quán))人上海師范大學，地址上海市徐匯區(qū)桂林路100號，發(fā)明(設計)人張自強；李傳江；寧永海；張友梅，摘要一種涉及電子、信息、能源多學科的技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種利用現(xiàn)代科技手段，主要用于實現(xiàn)電梯節(jié)能的高科技技術(shù)的電梯大功率電子節(jié)能裝置。該裝置由濾波器、變頻器、電機及邏輯電路等部件組成，至少包括邏輯保護模塊、單片機控制器、 電梯再生直流電源、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變橋、交流電網(wǎng)和同步檢測模塊組合為一逆變同步電路的電子節(jié)能裝置；主要解決如何將變頻調(diào)速電梯運行中電機發(fā)電狀態(tài)下電機輸出能量回饋電網(wǎng)等有關(guān)技術(shù)問題。本實用新型的積極效果是利用了現(xiàn)代電力電子技術(shù)、 控制技術(shù)、計算機技術(shù)，實現(xiàn)電梯系統(tǒng)再生能量向交流電網(wǎng)的回饋，并進行系統(tǒng)過壓、過流、 過熱安全的保護，具有控制簡捷有效等優(yōu)點。3、中國專利名稱超級電容儲能式電梯驅(qū)動器申請(專利)號CN201010156180. 4 申請日2010·04· 27 公開(公告)號CN101S17471A 公開(公告)日2010. 09. 01申請(專利權(quán))人天津大學地址天津市南開區(qū)衛(wèi)津路92 號發(fā)明(設計)人萬健如；姚澤華；周海亮；阮慶軍摘要一種超級電容儲能式電梯驅(qū)動器，主要由與三相電網(wǎng)連接的二極管三相不可控整流器、由IGBT反并聯(lián)二極管模塊構(gòu)成的三相逆變器、三相交流變頻電機、穩(wěn)壓濾波電容、超級電容器組、第一和第二限流電路、直流側(cè)電壓檢測電路、超級電容器組端電壓檢測電路、超級電容器組電流檢測電路、信號調(diào)理電路、一套以DSP為控制核心的驅(qū)動控制電路組成。上述公開文獻雖然在電梯采用變頻調(diào)速的方式，有的能夠?qū)⒛芰炕仞?，可以實現(xiàn)節(jié)能，降低電梯驅(qū)動器成本，但是有的電路結(jié)構(gòu)復雜，增加了設備投資。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了有效解決電梯電能浪費的問題，能夠?qū)㈦娞菰跍p速過程以及下行過程中產(chǎn)生的電能加以回收利用，提供一種針對電梯在減速過程以及下行過程中產(chǎn)生的電能回收并輸送回電網(wǎng)的節(jié)電裝置。本實用新型是針對變頻器調(diào)速電梯中電動機制動電能進行回收并回饋輸送到電網(wǎng)的一種智能節(jié)電裝置，該裝置，包括電機、變頻器、直流變換電源和能量回饋單元，其特征在于所述的變頻器包括整流單元、濾波電容、輸出逆變單元和正負直流母線；所述的能量回饋單元是在CPU運算中心控制下的回饋逆變單元，A、B、C三相正弦交流電經(jīng)過整流單元和濾波電容得到穩(wěn)定直流電后加到輸出逆變單元和電壓檢測單元兩端，輸出逆變單元再接到電動機；電壓檢測單元采集電壓信號輸出至CPU運算中心，CPU運算中心控制回饋逆變單元將直流電逆變?yōu)槿嗾医涣麟娸斔椭镣秸{(diào)制單元，同步調(diào)制單元通過并聯(lián)的濾波單元進行濾波后直接與電網(wǎng)相連。以上所述濾波單元采用電容組件。以上所述電壓檢測單元可以采用電壓采樣元件，能夠檢測直流電的高低。以上所述CPU運算中心采用32位微處理器。以上所述輸出逆變單元及回饋逆變單元采用IGBT絕緣柵雙極型晶體管。以上所述同步調(diào)制單元是將逆變后的三相交流電調(diào)制成與電網(wǎng)同頻、同相位的三相交流電的部件。本實用新型的工作原理是主要由CPU運算中心及電子電力元件構(gòu)建數(shù)字智能節(jié)電控制系統(tǒng)。利用并聯(lián)在直流母線上的電壓檢測單元，采樣電壓輸送至CPU計算中心進行電壓值比較，若采樣電壓高于預設電壓值，則CPU輸出指令，通過回饋逆變單元將直流逆變?yōu)槿嘟涣麟?，再通過同步調(diào)制單元，將逆變后的三相交流電調(diào)制成與電網(wǎng)同頻、同相位的三相交流正弦波電流輸出回送至電網(wǎng)。若電壓檢測單元采集的電壓未高于預設電壓值，則 CPU計算中心不輸出執(zhí)行指令，此時，回饋逆變單元處于截止狀態(tài)，不將直流母線上的直流電逆變成三相交流電，保證電梯正常工作使用的電源穩(wěn)定充足，且達到節(jié)能目的。
4[0014]本實用新型的有益效果目前國內(nèi)絕大多數(shù)變頻調(diào)速電梯均采用電阻消耗電梯在減速、下行過程中產(chǎn)生的電能的方法，來防止變頻器內(nèi)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。與此相比1、省去電梯變頻器制動電阻，減少了原電梯系統(tǒng)的投資。2、可將電梯在減速、下行過程中產(chǎn)生的電能再生成為符合國家電網(wǎng)要求的三相正弦交流電再利用。3、可降低電梯機房溫度，避免因空調(diào)帶來的二次耗能，節(jié)約了電能，降低了成本。4、減少了電梯系統(tǒng)的維護工作量。

圖1 本實用新型電梯智能節(jié)電裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步進行說明如圖1所示，本實用新型是針對變頻器調(diào)速電梯中電動機制動電能進行回收并回饋輸送到電網(wǎng)的一種節(jié)電裝置，主要由CPU運算中心及電子電力元件構(gòu)建數(shù)字智能節(jié)電控制系統(tǒng)。包括整流單元1，電容單元2，直流母線(_) 3，輸出逆變單元4，直流母線(+)5，所述的變頻器包括整流單元1、濾波電容2、輸出逆變單元4和正負直流母線3和5 ；A、B、C三相正弦交流電經(jīng)過整流單元1和濾波電容2得到穩(wěn)定直流電后加到輸出逆變單元4和電壓檢測單元7兩端，輸出逆變單元4再接到電動機6 ；三相整流單元1通過直流母線(+)5、直流母線(_)3連接回饋逆變單元9。電容單元2、輸出逆變單元4、電壓檢測單元7分別依次并聯(lián)在直流母線(+)5、直流母線(_)3之間，輸出逆變單元4接到電動機6。電壓檢測單元 7采集電壓信號輸出至CPU運算中心8，并由在CPU運算中心8控制下的回饋逆變單元9將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟娸斔椭镣秸{(diào)制單元10。同步調(diào)制單元10通過并聯(lián)的濾波單元 11進行濾波后直接與電網(wǎng)相連。CPU運算中心5采用32位微處理器。輸出逆變單元4及回饋逆變單元9采用IGBT絕緣柵雙極型晶體管。上述電梯智能節(jié)電裝置，三相交流電經(jīng)整流單元1整流成為直流電，正極為直流母線(+)5，負極為直流母線㈠3，直流電經(jīng)電容單元2濾波后由輸出逆變單元4調(diào)制成為電壓、頻率可控的三相交流電，以驅(qū)動電梯電動機6工作；在電梯處于減速、下行狀態(tài)時，電梯電動機6產(chǎn)生的電能經(jīng)輸出逆變單元4進入直流母線，并聯(lián)在直流母線上的電壓檢測單元7通過連續(xù)采樣，將采樣電壓輸送至CPU計算中心8進行電壓值比較，若采樣電壓高于預設電壓值，則CPU計算中心8輸出指令，通過回饋逆變單元9將直流逆變?yōu)槿嘟涣麟?，再通過同步調(diào)制單元10，將逆變后的三相交流電調(diào)制成與電網(wǎng)同頻、同相位的三相交流電，再經(jīng)過并聯(lián)的濾波單元11進行濾波減小諧波系數(shù)，輸出回送至電網(wǎng)。若電壓檢測單元7采集的電壓未高于預設電壓值，則CPU計算中心8不向回饋逆變單元9輸出執(zhí)行指令，此時，回饋逆變單元9處于截止狀態(tài)，不將直流母線上的直流電逆變成三相交流電，保證電梯正常工作使用的電源穩(wěn)定充足，且達到節(jié)能目的。本實用新型采用微處理器運算技術(shù)，具有運算分析時間短，系統(tǒng)響應時間短的特點，為電網(wǎng)與網(wǎng)內(nèi)負荷之間實現(xiàn)智能化節(jié)能控制提供一個自動化平臺。
權(quán)利要求1.一種電梯智能節(jié)電裝置，包括電機、變頻器、直流變換電源和能量回饋單元，其特征在于所述的變頻器包括整流單元(1)、濾波電容O)、輸出逆變單元(4)和正負直流母線 (3,5)；所述的能量回饋單元是在CPU運算中心(8)控制下的回饋逆變單元(9)，A、B、C三相正弦交流電經(jīng)過整流單元⑴和濾波電容⑵得到穩(wěn)定直流電后加到輸出逆變單元⑷ 和電壓檢測單元(7)兩端，輸出逆變單元(4)再接到電動機(6)；電壓檢測單元(7)采集電壓信號輸出至CPU運算中心(8)，CPU運算中心⑶控制回饋逆變單元(9)將直流電逆變?yōu)槿嗾医涣麟娸斔椭镣秸{(diào)制單元(10)，同步調(diào)制單元(10)通過并聯(lián)的濾波單元(11) 進行濾波后直接與電網(wǎng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯智能節(jié)電裝置，其特征在于所述CPU運算中心(8)采用32位微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯智能節(jié)電裝置，其特征在于所述輸出逆變單元(4)及回饋逆變單元(9)采用IGBT絕緣柵雙極型晶體管。
專利摘要一種電梯智能節(jié)電裝置，包括電機、變頻器、直流變換電源和能量回饋單元，所述的變頻器包括整流單元、濾波電容、輸出逆變單元和正負直流母線；所述的能量回饋單元是在CPU運算中心控制下的回饋逆變單元，三相正弦交流電經(jīng)過整流單元和濾波電容得到穩(wěn)定直流電后加到輸出逆變單元和電壓檢測單元兩端，輸出逆變單元再接到電動機；電壓檢測單元采集電壓信號輸出至CPU運算中心，控制回饋逆變單元將直流電逆變?yōu)槿嗾医涣麟娸斔椭镣秸{(diào)制單元，同步調(diào)制單元通過濾波后與電網(wǎng)相連。本裝置將電梯電動機在減速、下降狀態(tài)發(fā)出的電能逆變成為三相交流電，調(diào)制成為與電網(wǎng)同頻、同相的三相正弦交流電，回饋輸送至電網(wǎng)，從而達到節(jié)約電能的作用。
文檔編號B66B1/00GK201961911SQ20112002404
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者陸國杰 申請人:陸國杰