一種新型的超級電容式電梯節能控制裝置的製作方法

2023-05-15 11:40:51

專利名稱：一種新型的超級電容式電梯節能控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電梯控制裝置技術領域，具體涉及一種新型的超級電容式電梯節 能控制裝置。
技術背景我國每年新增電梯超過10萬臺，如果80%的電梯採用節能技術，按每天8小時計 算，新安裝的電梯就可以節電16億千瓦時。如果到2015年，全國電梯仍採用非節能電梯， 將多耗電800億千瓦時，也就是相當於三峽電站1年的發電量(847億千瓦時)。面對這個 驚人的數字，業界人士不能不關注電梯的節能問題。然而現實是，新型節能電梯在推廣中不盡如人意。由於節能電梯目前價格比普通 電梯高出5%至10%，不少地方政府和一些大客戶對電梯節能指標的要求並不明顯，他們 大多只關心價格高低。據介紹，目前國內電梯保有量已經達到65多萬臺，但是節能電梯僅 佔 1. 92%。專業人士提供的一份資料顯示，目前，我國在用電梯總保有量已位居世界第3位， 預計幾年後國內電梯裝機容量將由現在的每年10多萬臺上升到20至30萬臺，保有量將躍 居世界前列。由此看來，電梯能耗問題的解決，已經刻不容緩
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種新型的超級電容式電梯節能控制裝置，它能取代或 部分取代原電梯控制驅動系統中的制動電阻，轉而將曳引機制動能量存儲於超級電容器 組，並在曳引機電動運行，尤其在大電流、大功率工作的時候釋放能量，提供峰值功率，從而 達到「削峰填谷」的節能目的。為了解決背景技術所存在的問題，本實用新型是採用以下技術方案它是由交流 電機、電梯控制器、制動單元/電阻、超級電容器組、變頻器、雙向DC/DC變換器、能量控制單 元、曳引機和應急電源功能模塊組成，交流電機電梯控制器、制動單元/電阻、雙向DC/DC變 換器和曳引機均連接至變頻器，超級電容器組與雙向DC/DC變換器連接，雙向DC/DC變換器 與應急電源功能模塊，且應急電源功能模塊通過直流母線連接至雙向DC/DC變換器與變頻 器的連接處，雙向DC/DC變換器與能量控制單元連接。所述的能量控制單元通過電量信號採集裝置分別連接至超級電容器組與雙向DC/ DC變換器的連接處、雙向DC/DC變換器與變頻器的連接處。超級電容模塊作為能量緩衝器，吸收曳引機制動能量，在起動等需要大功率輸出 的時候釋放能量，從而減少系統從電網的電能需求量，達到節能的目的。超級電容組模塊由 超級電容單體串、並聯組成，模組採用均衡措施平衡電容單體充放電。為了充分利用超級電 容組模塊儲能，靈活控制系統功率流動，在超級電容組模塊和變頻器的直流母線之間加入 雙向DC/DC變換器，將超級電容模塊的埠電壓變換做變頻器允許的工作電壓。雙向DC/DC 變換器的功率流是雙向的，因為工作中電容既要充電(制動能量回收)，又要放電(曳引機電動做功)。通過雙向DC/DC變換器控制超級電容模塊的充放電電流、電壓，維持變頻器直 流母線的電壓。整個系統存在電網供電，超級電容模塊和雙向DC/DC變換器構成的電能變換器， 曳引機和變頻器組成的機電能量變換器，還有作為備用的制動單元/電阻。通過系統控制 器，根據電梯的運行狀態，超級電容模塊的荷電狀態、健康情況以及電網當前供電情況，控 制雙向DC/DC變換器，控制功率取自電網或超級電容，控制制動能量流向超級電容或制動 單元/電阻，在保證系統安全運行，不降低部件壽命的前提下實現再生制動能量利用率最 大化，系統效率最優化，從而實現節能最大化。在電梯遇到電網或其它原因造成電梯停電時，自動救援設備可在短時間之內迅速 作出反應，切換電源接管電梯控制權，將電梯運行到平層位置並打開轎門和廳門，讓乘客安 全走出電梯。應急電源功能模塊則提供電梯停電時，自動緊急救援設備運行所需的電源，包 括控制系統電源部分、驅動器所需電源。本實用新型能取代或部分取代原電梯控制驅動系統中的制動電阻，轉而將曳引機 制動能量存儲於超級電容器組，並在曳引機電動運行，尤其在大電流、大功率工作的時候釋 放能量，提供峰值功率，從而達到「削峰填谷」的節能目的。

圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
參照圖1，本具體實施方式
採用以下技術方案它是由交流電機1、電梯控制器2、 制動單元/電阻3、超級電容器組4、變頻器5、雙向DC/DC變換器6、能量控制單元7、曳引機 8和應急電源功能模塊9組成，交流電機1電梯控制器2、制動單元/電阻3、雙向DC/DC變 換器6和曳引機8均連接至變頻器5，超級電容器組4與雙向DC/DC變換器6連接，雙向DC/ DC變換器6與應急電源功能模塊9，且應急電源功能模塊9通過直流母線連接至雙向DC/DC 變換器6與變頻器5的連接處，雙向DC/DC變換器6與能量控制單元7連接。所述的能量控制單元7通過電量信號採集裝置分別連接至超級電容器組4與雙向 DC/DC變換器6的連接處、雙向DC/DC變換器6與變頻器5的連接處。超級電容模塊4作為能量緩衝器，吸收曳引機8制動能量，在起動等需要大功率輸 出的時候釋放能量，從而減少系統從電網的電能需求量，達到節能的目的。超級電容組模塊 4由超級電容單體串、並聯組成，模組採用均衡措施平衡電容單體充放電。為了充分利用超 級電容組模塊4儲能，靈活控制系統功率流動，在超級電容組模塊4和變頻器5的直流母線 之間加入雙向DC/DC變換器6，將超級電容模塊4的埠電壓變換做變頻器5允許的工作電 壓。雙向DC/DC變換器6的功率流是雙向的，因為工作中電容既要充電(制動能量回收)， 又要放電(曳引機8電動做功)。通過雙向DC/DC變換器6控制超級電容模塊4的充放電 電流、電壓，維持變頻器5直流母線的電壓。整個系統存在電網供電，超級電容模塊4和雙向DC/DC變換器6構成的電能變換 器，曳引機8和變頻器5組成的機電能量變換器，還有作為備用的制動單元/電阻3。通過 系統控制器，根據電梯的運行狀態，超級電容模塊4的荷電狀態、健康情況以及電網當前供電情況，控制雙向DC/DC變換器6，控制功率取自電網或超級電容，控制制動能量流向超級 電容或制動單元/電阻3，在保證系統安全運行，不降低部件壽命的前提下實現再生制動能 量利用率最大化，系統效率最優化，從而實現節能最大化。在電梯遇到電網或其它原因造成電梯停電時，自動救援設備可在短時間之內迅速 作出反應，切換電源接管電梯控制權，將電梯運行到平層位置並打開轎門和廳門，讓乘客安 全走出電梯。應急電源功能模塊9則提供電梯停電時，自動緊急救援設備運行所需的電源， 包括控制系統電源部分、驅動器所需電源。本具體實施方式
它能取代或部分取代原電梯控制驅動系統中的制動電阻，轉而將 曳引機制動能量存儲於超級電容器組，並在曳引機電動運行，尤其在大電流、大功率工作的 時候釋放能量，提供峰值功率，從而達到「削峰填谷」的節能目的。主要應用於民用、工業用 電梯，在高速、大負荷運行的電梯系統中，效果尤其明顯。
權利要求1.一種新型的超級電容式電梯節能控制裝置，其特徵在於它是由交流電機(1)、電梯 控制器(2)、制動單元/電阻(3)、超級電容器組(4)、變頻器(5)、雙向DC/DC變換器(6)、能 量控制單元(7)、拽引機(8)和應急電源功能模塊(9)組成，交流電機(1)電梯控制器(2)、 制動單元/電阻(3)、雙向DC/DC變換器(6)和拽引機⑶均連接至變頻器(5)，超級電容 器組⑷與雙向DC/DC變換器(6)連接，雙向DC/DC變換器(6)與應急電源功能模塊(9)， 且應急電源功能模塊(9)通過直流母線連接至雙向DC/DC變換器(6)與變頻器(5)的連接 處，雙向DC/DC變換器(6)與能量控制單元(7)連接。
2.根據權利要求1所述的一種新型的超級電容式電梯節能控制裝置，其特徵在於所述 的能量控制單元(7)通過電量信號採集裝置分別連接至超級電容器組(4)與雙向DC/DC變 換器(6)的連接處、雙向DC/DC變換器(6)與變頻器(5)的連接處。
專利摘要一種新型的超級電容式電梯節能控制裝置，它涉及電梯控制裝置技術領域。它的交流電機電梯控制器、制動單元/電阻、雙向DC/DC變換器和拽引機均連接至變頻器，超級電容器組與雙向DC/DC變換器連接，雙向DC/DC變換器與應急電源功能模塊，且應急電源功能模塊通過直流母線連接至雙向DC/DC變換器與變頻器的連接處，雙向DC/DC變換器與能量控制單元連接。它能將拽引機制動能量存儲於超級電容器組，並在拽引機電動運行，尤其在大電流、大功率工作的時候釋放能量，提供峰值功率，從而達到節能目的。
文檔編號B66B5/02GK201850017SQ20102060724
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月16日 優先權日2010年11月16日
發明者周經成 申請人:南通維科機電製造有限公司