電梯節能系統及其控制方法

2023-12-03 01:11:31

專利名稱：電梯節能系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種電梯節能系統，特別是涉及一種利用儲能裝置實現電梯節能的電 梯節能系統。本發明還涉及該電梯節能系統的控制方法。
背景技術：
近年來，利用儲能裝置來解決電梯電機運行中產生的再生能量的處理問題，同時 實現電梯節能已經成為電梯行業的研究熱點。由於在某些特殊場合中電梯會出現連續再生 運行的情況。這種情況下，如果電梯配置的儲能裝置容量較小，則會發生因儲能裝置的容量 限制而導致無法對儲能裝置充足電後產生的再生能量進行存儲和再利用的問題。通過增大 儲能裝置的存儲容量可以解決上述問題，但會導致成本增加。
日本專利特開2005-343574公開了一種利用增設的變換器將超過儲能裝置存儲 的再生能量回饋至電網的方法，但該方法增加了成本，且回饋的電能在很多時候不能為客 戶帶來收益，還可能對電網帶來一些潛在的不利影響。中國發明專利說明書CNl 197753C提 出在不同時間段為儲能裝置設定不同充電目標值，但其充電目標值為預先設定，無法靈活 應對電梯使用環境的變化，且其儲能裝置被設置成只能在充電量超過充電目標值的電動運 行時放電，因而會出現電梯停止運行時儲能裝置無法放電的問題。
中國發明專利申請公布說明書CN102101615A(申請號201010258222. 5，
公開日
2011年6月22日)根據經推定得到的將來能量儲蓄量與其規定值間的大小關係，在將來 能量儲蓄量超過其規定值時使儲能裝置進行放電來為將要到來的電梯連續再生提前準備 存儲空間。但該方案中，I)將來能量儲蓄量的推定很是複雜；2)在電梯電機由再生轉換為 電動的瞬時，由於無法確保直流電壓指令值一定大於直流電壓的實際值，因此可能會出現 儲能裝置不能及時放電的現象；3)儘管將來時間點對將來能量儲蓄量的確定具有重要影 響，但該專利僅提及「可以是所述耗電量的測量間隔，也可以是一個小時等預先設定的間 隔」，缺乏明確、完善的將來時間點確定方法；4)儲能裝置僅在將來能量儲蓄量超過其規定 值時放電，若此時電梯轎廂照明裝置以及/或者控制裝置因電梯處於節電模式而功率非常 低時，會出現儲能裝置無法迅速放電的現象；5)未闡明如何僅通過「第二逆變器」將儲能裝 置釋放的再生能量的全部或部分提供給電梯轎廂照明裝置以及/或者控制裝置。
中國發明專利申請公布說明書CN1696036A(申請號CN200410068510· 9，
公開日
2005年11月16日)利用切換裝置在電源停電時，通過電力變換裝置將蓄電裝置連接到電 源裝置，同時通過電力變換裝置將蓄電裝置僅連接到電梯電氣設備的轎廂內照明。切換裝 置的設置會增加系統成本和複雜性，且由於切換裝置是根據停復電檢測器的檢查結果來完 成切換，這樣由電源停電一檢測到結果一傳輸檢測結果一進行切換，不可避免會出現或長 或短的間隔，顯然對電梯系統性能會產生不利影響。
因此，開發一種無需增大儲能裝置的存儲容量就能對再生能量進行有效利用、同 時克服現有公開技術的缺點的電梯節能系統，就成為利用儲能裝置處理電梯再生能量、實 現電梯節能的一個有待解決的重要課題。發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種無需增大儲能裝置的存儲容量就能對再生能量進行有效利用的電梯節能系統，同時克服現有公開技術因增設變換器而導致成本增加，無法靈活應對電梯使用環境變化和電梯停止運行時儲能裝置無法放電以及儲能裝置無法及時、迅速、可靠放電、時間間隔設定複雜等問題。
為解決上述技術問題，本發明電梯節能系統的技術解決方案為
包括儲能裝置、充放電控制器、充放電電路、儲能裝置狀態檢測器、能耗電路、能耗控制器、母線電壓檢測器；外部電源與整流器的三相交流側相連，整流器的直流側經第一直流母線與逆變器的直流側輸入端相連；平滑直流電容和能耗電路分別跨接於第一直流母線兩端，母線電壓檢測器設置在平滑直流電容的兩端；能耗控制器對能耗電路進行控制；逆變器的三相交流側經電流檢測器與電梯電機相連；電梯驅動控制器對逆變器進行控制，使得電梯電機拖動轎廂在井道中運行；儲能裝置經 充放電電路跨接於第一直流母線兩端；儲能裝置通過信號線經儲能裝置狀態檢測器與充放電控制器連接；充放電控制器通過信號線分別與母線電壓檢測器和充放電電路連接；還包括整流電路，整流電路的交流側與外部電源電連接或者與獨立於外部電源的另一交流電源電連接，整流電路的直流側經第二直流母線與電力變換裝置的直流側電連接，電力變換裝置的交流側與電梯非電機負荷電連接；直流電容跨接於第二直流母線兩端；第一直流母線的正端經功率開關、電抗器、電流檢測器與第二直流母線的正端電連接；開關控制器通過信號線分別與母線電壓檢測器、電流檢測器、 功率開關連接；所述充放電控制器對所述充放電電路進行控制；所述開關控制器對設置於第一直流母線與第二直流母線之間的功率開關的開通與關斷進行控制，藉此實現再生能量向第二直流母線的傳遞，進而向電梯非電機負荷供電。
本發明還提供一種電梯節能系統的控制方法，其技術解決方案為
所述能耗控制器根據母線電壓檢測器檢測到的第一直流母線兩端的母線電壓vd。 對能耗電路中的開關元件進行開通與關斷控制；所述充放電控制器根據母線電壓檢測器檢測到的第一直流母線的母線電壓vd。及其指令值Vyrarf對母線電壓vd。進行閉環控制；所述開關控制器根據母線電壓檢測器檢測到的第一直流母線的母線電壓vd。及其指令值Vdrarf對母線電壓Vd。進行閉環控制；所述充放電控制器中的第一直流母線電壓指令值vsc;d_f和開關控制器中的第一直流母線電壓指令值Vdrarf滿足如下關係
Vdcrecmax〈 Vdcpre〈 Vdcref〈 Vscdcref〈 Vdcnhmin
Vdcrecmax < Vdcref Vscdcref Vdcnhmin
其中，Vdcpre是第一直流母線兩端的預充電電壓，Vdcrecmax是整流器輸出的最大直流電壓，Vdcnhmin是能耗電路的停止工作電壓。
本發明還提供另一種電梯節能系統，其技術解決方案為
還包括電梯電機狀態辨識器，所述電梯驅動控制器通過信號線與電梯電機狀態辨識器連接，電梯電機狀態辨識器通過信號線與充放電控制器、開關控制器連接；所述電梯電機狀態辨識器根據來自電梯驅動控制器的稱量結果、速度、加速度、運行方向、電梯電機的電流或其指令值中的一項或多項來確定所述電梯電機處於停止、電動、再生中的其中一種狀態；所述充放電控制器對所述充放電電路進行控制；所述開關控制器對所述功率開關的開通與關斷進行控制。
本發明還提供另一種電梯節能系統的控制方法，其技術解決方案為
所述能耗控制器根據母線電壓檢測器檢測到的第一直流母線兩端的母線電壓Vd。 對能耗電路中的開關元件進行開通與關斷控制；所述充放電控制器根據母線電壓檢測器檢測到的第一直流母線兩端的母線電壓vd。及其指令值Vswtorf、儲能裝置狀態檢測器檢測到的儲能裝置的充電狀態SOC和充放電電流is。、電梯電機狀態辨識器檢測到的電梯電機的工作狀態，對所述充放電電路進行控制；所述開關控制器根據母線電壓檢測器檢測到的第一直流母線兩端的母線電壓Vd。及其指令值Vd_f、電流檢測器檢測到的第一直流母線與第二直流母線間的電流ilMd、電梯電機狀態辨識器檢測到的電梯電機的工作狀態，對所述功率開關的開通與關斷進行控制。
所述充放電控制器對所述充放電電路進行控制的方法是
當電梯電機處於停止狀態時，所述充放電控制器採用充電狀態和充放電電流雙閉環結構對充放電電路進行控制，且充電狀態指令值SOCref = SOCmin ;所述開關控制器採用電壓電流雙閉環結構對功率開關進行控制，且電壓控制中的母線電壓指令值Vtkref > Vdcpre > Vdcrecmax,當電壓環輸出的電流指令值ilMdMf為正時，將其置零，當其為負時，則不作處理，其中電流由第二直流母線流向第一直流母線為正方向；
當電梯電機處於電動狀態時，所述充放電控制器採用充電狀態和充放電電流雙閉環結構對充放電電路進行控制，且充電狀態指令值SOCref = SOCmin ;所述開關控制器採用電壓電流雙閉環結構對功率開關進行控制，且電壓控制中的母線電壓指令值Vdrarf > Vdcrecmax, 當電壓環輸出的電流指令值ilMdMf為正時，將其置零，當其為負時，則不作處理，其中電流由第二直流母線流向第一直流母線為正方向 ；
當電梯電機處於再生狀態時，所述充放電控制器採用電壓電流雙閉環結構對母線電壓Vde進行閉環控制，且如果SOCref = SOCmax,將電流指令值israef置零，Vscdcref Vdcrecmax 所述開關控制器採用電壓電流雙閉環結構對功率開關(23)進行控制，且電壓控制中的母線電壓指令值Vd_f > Vd-當電壓環輸出的電流指令值ilMdMf為正時，將其置零，當其為負時，則不作處理，其中電流由第二直流母線流向第一直流母線為正方向。
本發明還提供第三種電梯節能系統，其技術解決方案為
還包括用於檢測外部電源的供電狀態的停復電檢測器，停復電檢測器通過信號線與所述外部電源和所述開關控制器連接；所述開關控制器具有兩種控制模式正常控制模式和停電控制模式；所述開關控制器根據停復電檢測器檢測到的外部電源的供電狀態，對功率開關進行控制。
本發明還提供第三種電梯節能系統的控制方法，其技術解決方案為
所述能耗控制器根據母線電壓檢測器檢測到的第一直流母線兩端的母線電壓Vd。 對能耗電路中的開關元件進行開通與關斷控制；所述充放電控制器根據母線電壓檢測器檢測到的第一直流母線的母線電壓Vd。及其指令值vsc;d_f對母線電壓vd。進行閉環控制；
所述充放電控制器中的第一直流母線電壓指令值Vsc;drarf和開關控制器中的第一直流母線電壓指令值Vtoef滿足如下關係
Vdcrecmax〈 Vdcpre〈 Vdcref〈 Vscdcref〈 Vdcnhmin
或Vdcrecmax < Vdcref Vscdcref Vdcnhmin
其中，Vdcpre是第一直流母線兩端的預充電電壓，Vdcrecmax是整流器輸出的最大直流電壓，Vdcnhmin是能耗電路的停止工作電壓；
所述開關控制器對功率開關的控制方法是
當停復電檢測器檢測到外部電源正常供電時，所述開關控制器根據母線電壓檢測器檢測到的第一直流母線兩端的母線電壓Vd。及其指令值vdrarf、電流檢測器檢測到的第一直流母線與第二直流母線間的電流ilMd，採用電壓電流雙閉環結構對功率開關的開通與關斷進行控制；
當停復電檢測器檢測到外部電源停電時，所述開關控制器根據第二母線電壓檢測器檢測到的第二直流母線兩端的母線電壓vlMdd。及其指令值vlMddrarf、電流檢測器檢測到的第一直流母線與第二直流母線間的電流ilMd，採用電壓電流雙閉環結構對功率開關的開通與關斷進行控制。
本發明可以達到的有益效果是
I)在電梯電機再生運行時存儲再生能量、在電梯電機電動運行時將所儲存的能量釋放至直流母線從而提供給電梯電機供其電動運行，因此可以實現電梯節能；
2)通過儘可能地將儲能裝置維持在其最低充電狀態和最大限度地利用再生能量來為電梯非電機負荷供電來提高儲能裝置應對電梯連續再生的能力，從而在不增大儲能裝置的存儲容量的情況下實現對再生能量的有效利用；
3)可隨時進行放電，使儲能裝置的充電狀態儘快達到其下限SOCmin ；
4)提供了非電梯電機負荷的供電電路及其控制方法；
5)當電源停電時實現了由電源供電向儲能裝置供電的無縫切換；
6)克服現有公開技術無法靈活應對電梯使用環境變化和電梯停止運行時儲能裝置無法放電以及儲能裝置無法可靠 放電、時間間隔設定複雜等問題。
本發明不但能夠在電梯電機為再生狀態時存儲再生能量，在電梯電機為電動狀態時將所儲能量釋放至第一直流母線為電梯電機提供電能從而實現電梯節能，而且通過優先將再生能量提供給電梯非電機負荷來提高儲能裝置對應電梯連續再生的能力。


圖1是本發明的電梯節能系統的實施例一的總體結構示意圖；圖2是本發明的電梯節能系統控制方法的實施例一的充放電控制器示意圖； 圖3是本發明的電梯節能系統控制方法的實施例一的開關控制器示意圖；圖4是本發明的電梯節能系統的實施例二的總體結構示意圖；圖5是本發明的電梯節能系統控制方法的實施例二的充放電控制器示意圖； 圖6是本發明的電梯節能系統的實施例三的總體結構示意圖。圖中符號說明2、整流器 5、能耗電路 8、電流檢測器 U、導向輪 14、速度檢測裝置1、外部電源 4、母線電壓檢測器 7、逆變器 10、曳引輪 13、轎廂3、平滑直流電容 6、第一直流母線 9、電梯電機 12、對重15、電梯驅動控制器
16、能耗控制器17、儲能裝置狀態檢測器18、充放電控制器19、充放電電路20、儲能裝置21、開關控制器23、功率開關 24、電抗器25、整流電路26、直流電容 27、電力變換裝置28、電梯非電機負荷 29、第二直流母線30、電流檢測器31電梯電機狀態辨識器32、母線電壓檢測器33、停復電檢測器Vdc為第一直流母線兩端的母線電壓Vscdcref為充放電控制器中的第一直流母線電壓指令值Vdcref為開關控制器中的第一直流母線電壓指令值Vdcpre為第一直流母線兩端的預充電電壓VdmhmaxS能耗電路的啟動電壓Vdmhmin為能耗電路的停止工作電壓Vloaddc為第二直流母線兩端的母線電壓VlMddcMf為第二直流母線電壓指令值Vdraec;max為整流器輸出的最大直流電壓iscref0為充放電控制器中的初級電流指令值iscref為充放電控制器中的最終電流指令值iloadref0為開關控制器中的初級電流指令值iloadref為開關控制器中的最終電流指令值ilMd為電流檢測器檢測到的第一直流母線與第二直流母線間的直流電流is。為儲能裝置的充放電電流S0C為儲能裝置狀態檢測器檢測到的儲能裝置的充電狀態S0Cmin為儲能裝置的充電狀態的最小值S0Cmax為儲能裝置的充電狀態的最大值S0CMf為儲能裝置的充電狀態指令值Psemax為儲能裝置的最大充放電功率
Pmotor為電梯電機的功率PlMd為電梯非電機負荷的功率PlMdmaxS電梯非電機負荷的最大功率下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明
具體實施例方式實施例一參見圖1，所述電梯節能系統的實施例一中，外部電源1與整流器2的三相交流側 相連，整流器2的直流側經第一直流母線6與逆變器7的直流側輸入端相連，平滑直流電容 3和能耗電路5分別跨接於第一直流母線6兩端，母線電壓檢測器4設置在平滑直流電容 3的兩端，逆變器7的三相交流側經電流檢測器8與電梯電機9相連，電梯電機9經特定結 構與曳引輪10相連，轎廂13與對重12通過繩索懸吊於曳引輪10和導向輪11的兩側。電梯驅動控制器15根據層站召喚、轎內指令或群控系統的調配命令以及速度檢測裝置14所檢測到的電梯電機9的實際轉速和電流檢測器8的電流檢測結果生成對逆變器7的控制信號，使得電梯電機9拖動轎廂13在井道中運行。能耗控制器16在第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。高於能耗電路的啟動電壓Vdmhmax時通過控制能耗電路5中開關元件的開通與關斷使能耗電路5將累積在第一直流母線6中的再生能量轉化為熱能而消耗掉。
用於儲存電梯電機再生運行時產生的再生能量、並在適當情況下將所儲能量釋放至第一直流母線6的電梯儲能裝置20經充放電電路19跨接於第一直流母線6的兩端，通過檢測所述儲能裝置20的端電壓、充放電電流和溫度的一種或多種特性的組合來實現對所述儲能裝置20的充電狀態和充放電電流的檢測的儲能裝置狀態檢測器17通過信號線與儲能裝置20和充放電控制器18連接，用於控制第一直流母線6與所述儲能裝置20間的能量流動的充放電控制器18通過信號線與儲能裝置狀態檢測器17、母線電壓檢測器4和充放電電路19連接。整流電路25的交流側與外部電源I電連接、直流側經第二直流母線29 與電力變換裝置27的直流側電連接，電力變換裝置27的交流側與電梯非電機負荷28電連接；直流電容26跨接於第二直流母線29兩端；第一直流母線6的正端經功率開關23、電抗器24、電流檢測器30與第二直流母線29的正端電連接，電流檢測器30用於檢測由第一直流母線6的正端流向第二直流母線29的電流；用於控制功率開關23的開通與關斷的開關控制器21通過信號線與母線電壓檢測器4和功率開關23連接。
能耗控制器16根據母線電壓檢測器4檢測到的第一直流母線6兩端的母線電壓對能耗電路5中的開關元件進行開通與關斷控制。
能耗控制器16採用如下方式對能耗電路5進行控制當第一直流母線6兩端的母線電壓vd。高於能耗電路的啟動電壓Vdmhmax時,通過開通能耗電路5中的開關元件來啟動能耗電路5 ;當第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。低於能耗電路的停止工作電壓Vtknhmin時， 通過斷開能耗電路5中的開關元件來停止能耗電路5。
所述充放電控制器18根據母線電壓檢測器4檢測到的第一直流母線(6)兩端的母線電壓vd。及其指令值Vsc;d_f對母線電壓Vd。進行閉環控制，具體如圖2所示，第一直流母線電壓指令值Vswtorf與母線電壓檢測器4檢測到的第一直流母線電壓Vd。一起作為輸入信號被送入一減法器，經減法運算後得到的差值被送入一電壓控制器，電壓控制器的輸出直接或經限幅和/或濾波等處理後即為電流控制單元的初級電流指令值iSCMfQ ;
初級電流指令值israrf(1作為輸入信號被送入一電流指令值修正單元，電流指令值修正單元根據儲能裝置狀態檢測器17檢測到的儲能裝置20的充電狀態(State Of Charge, S0C)對輸入的初級電流指令值israef(l作如下修正
當SOC ≤ SOCniin 時，
如果isaref。> 0，令 iSCTef = O ;如果 isaref。< 0，令 iscref 土screfO
當SOCmin ( SOC ( SOCmax 時，iscref = Iscref0
當SOC ≤ SOCmax 時，
如果israef(l ≤ 0，令 israef = O ;如果 israef(l > 0，令 israef = iscref0 規定電流由儲能裝置20流向第一直流母線6為正方向。
當然，電流指令值修正單元還可以採取其它方式對初級電流指令值進行修正，如在臨近SOCmin和SOCmax各選定一定範圍，當儲能裝置20的SOC不在上述範圍內時依照上述規律對初級電流指令值進行修正，當儲能裝置20的SOC位於上述選定範圍內時，進一步對初級電流指令值israef(l進行限幅，限幅值大小與儲能裝置20的SOC和SOCmin或 SOCmax間的差值的絕對值成正比。
電流指令值修正單元輸出的電流指令值^一與儲能裝置狀態檢測器17檢測到的儲能裝置20的充放電電流is。一起作為輸入信號被送入另一減法器，經減法運算後得到的差值被送入一電流控制器，電流控制器的輸出作為充放電控制器18的控制信號被送入充放電電路19，通過對充放電電路19中的功率開關器件進行開通和關斷控制以實現對儲能裝置20的充放電電流的控制，藉此實現電能在儲能裝置20與第一直流母線6之間的傳遞。
由上述說明可知，充放電控制器18對第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。的控制方法包括以下步驟
步驟1、由電壓控制單元根據母線電壓檢測器4檢測到的第一直流母線6兩端的母線電壓vd。及其指令值Vsedrarf生成電流控制單元的初級電流指令值israe;f(l ；
步驟2、由電流指令值預處理單元對步驟I得到的初級電流指令值進行限幅和濾波處理；(注此步驟亦可省略)
步驟3、由電流指令值修正單元對步驟2得到的初級電流指令值進行修正得到最終電流指令值iSCMf ；
步驟4、由電流控制單元根據電流指令值修正單元輸出的最終電流指令值israef對儲能裝置20的充放電電流進行控制，使其跟蹤電流指令值。
所述開關控制器21根據母線電壓檢測器4檢測到的第一直流母線6兩端的母線電壓vd。及其指令值Vdrarf對母線電壓Vd。進行閉環控制，具體如圖3所示，開關控制器21中的第一直流母線電壓指令值Vdrarf與母線電壓檢測器4檢測到的第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。一起作為輸入信號被送入一減法器，經減法運算後得到的差值被送入一電壓控制器，電壓控制器的輸出直接或經限幅和/或濾波等處理後即為電流控制單元的初級電流指令值 -^loadrefO
初級電流指令值ilMdMf(l作為輸入信號被送入一電流指令值修正單元，電流指令值修正單元對輸入的初級電流指令值ilMtoef(i進行修正，使得當ilMtoef(l > O時,令ilMtoef = O, 當彡0，令ilMdMf = iloadref0,規定電流由第二直流母線29流向第一直流母線6為正方向；
電流指令值修正單元輸出的電流指令值ilMdMf與電流檢測器30檢測到的電流 ilMd—起作為輸入信號被送入另一減法器，經減法運算後得到的差值被送入一電流控制器，電流控制器的輸出作為開關控制器21的控制信號被送入功率開關23，通過對功率開關 23進行開通和關斷控制以實現對第二直流母線29與第一直流母線6間的電流的控制，藉此實現電能在第一直流母線6向第二直流母線29的傳遞。
所述開關控制器21對第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。的控制方法包括以下步驟
步驟1、由電壓控制單元根據母線電壓檢測器4檢測到的第一直流母線6兩端的母線電壓vd。及其指令值Vtkraf生成電流控制單元的初級電流指令值ilMdMfo ;
步驟2、由電流指令值預處理單元對步驟I得到的初級電流指令值進行限幅和濾波處理；(注此步驟亦可省略)
步驟3、由電流指令值修正單元對步驟2得到的初級電流指令值ilMdMf(l進行修正得到最終電流指令值ilMdMf ;
步驟4、由電流控制單元根據電流指令值修正單元輸出的最終電流指令值ilMdMf 對流經功率開關23的電流進行控制，使其跟蹤電流指令值。
上述充放電控制器18中的第一直流母線電壓指令值Vsedraef和上述開關控制器 21 中的第一直流母線電壓指令值 Vdraef 滿足=Vtkramax < Vdcpre < Vdcref < Vscdcref < Vdcnhmin 或Vdcrecmax ^dcref ^scdcref ^dcnhm in 其中，是第一直流母線6兩端的預充電電壓，通常滿Vdcrecmax Vdcpre，^dcrecmax是整流器2輸出的最大直流電壓，Vdcnhmin是能耗電路5的停止工作電壓。
所述能耗控制器16對能耗電路5的控制方法為當第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。聞於能耗電路的啟動電壓Vdenhmax時，通過開通能耗電路5中的開關兀件來啟動能耗電路5 ;當第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。低於能耗電路的停止工作電壓Vtknhmin時，通過斷開能耗電路5中的開關元件來停止能耗電路5。·
其工作原理如下
當電梯電機9停止時，由於電梯一般都設置一預充電迴路(圖1中未不出)，用於對第一直流母線6進行預充電，且預充電電壓Vdc;pM大於整流器2或整流電路25輸出的最大直流電壓Vtoranax,因此其主迴路電壓Vd。= Vdcpre > Vdc;ramax。由於充放電控制器18的電壓控制單元中的第一直流母線的電壓指令值Vsc;drarf > Vdc = Vdc;pM，這樣電壓控制單元輸出一初級電流指令值israrf > O,該初級電流指令值iSCMf(l作為輸入被送入電流指令值修正單元後得到最終電流指令值，且當SOC ( SOCmin時，Iscref = O,則儲能裝置20不進行充放電，當 SOCmin ( SOC ( SOCmax時，iscref = Iscref0 > O,則充放電控制器18通過對充放電電路19進行控制使得儲能裝置20放電，因此使第一直流母線電壓Vd。升高，若不考慮開關控制器21和功率開關23的影響，第一直流母線電壓Vd。將升高至其指令值VSMtorf。另一方面，由於開關控制器21的電壓控制單元中的第一直流母線電壓指令值Vttoef滿足Vdc;Max < Vdcpre < Vdcref<Vdc = Vscdcref < Vdmhmin，這樣電壓控制單元輸出的初級電流指令值ilMdMf(l < 0，該初級電流指令值作為輸入被送入電流指令值修正單元後得到最終電流指令值，由於 Vdc, 此時在開關控制器21對功率開關23的控制作用下，電能不由第一直流母線6向第二直流母線29傳遞，因而不向電梯非電機負荷28供電；如果SOC > SOCmin，在充放電控制器18對充放電電路19的控制下，儲能裝置20向第一直流母線6放電，第一直流母線6的端電壓升高，當Vttef < Vdc時，在開關控制器21對功率開關23的控制作用下，電能由第一直流母線 6向第二直流母線29傳遞，因而不向電梯非電機負荷28供電。
當電梯電機9電動時，如果SOC彡SOCniin，充放電控制器18中的電流指令值修正單元對電壓控制單元輸出的初級電流指令值進行修正，使得is_f = 0，則儲能裝置20不進行充放電，而電梯電機9電動，需由第一直流母線6向其提供電能，因此第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。下降至Vdc_max。此時，儲能裝置20不放電，外部電源向第一直流母線6進而向電梯電機9供電，第一直流母線6與第二直流母線29間電流為零，故不向電梯非電機負荷28供電，此時電梯電機所需電能由外部電源I提供。如果SOC > SOCmin，在充放電控制器18對充放電電路19的控制作用下，儲能裝置20經充放電電路19向第一直流母線6放電，如果進一步滿足Psaiiax ( Pmotor,則第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。下降至Vtkraaiiax,由於此時Vd。 Pnroto，表明儲能裝置20經充放電電路19向第一直流母線6釋放的電能在向電梯電機9提供其所需電能之外，還有部分電能累積在第一直流母線6上，導致第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。上升。當Vd。超過Vttorf時，開關控制器21通過對功率開關23進行控制使得電能由第一直流母線6向第二直流母線29傳遞，進而向電梯非電機負荷28供電。如果進一步滿足Psemax > Pmotor+Pload,則第一直流母線電壓Vd。繼續上升，當Vd。 超過Vdmhmin時，能耗控制器16啟動能耗電路5，將第一直流母線6上的部分電能轉化為熱能釋放掉。
當電梯電機9再生時，第一直流母線電壓Vd。上升。如果Pm(rtOT<PlMd，則當第一直流母線電壓Vd。上升至Vdrarf時，開關控制器21通過對功率開關23進行控制使得電能由第一直流母線6向第二直流母線29傳遞，進而向電梯非電機負荷28供電，此時Vde穩定在Vdraef。 由於此時Vd。低於VSMtorf，因此儲能裝置20不充電。如果Pload '''''' Pmotor Pload+Pscmax，則^^ 直流母線電壓vd。在升至至Vdrarf、電能由第一直流母線6向第二直流母線29傳遞進而向電梯非電機負荷28供電後繼續上升，當其升至第一直流母線的電壓指令值Vsettoef時，如果SOC PlMd+Psemax，第一直流母線電壓Vd。繼續上升，在Vd。超過Vtknhmin時，能耗控制器16啟動能耗電路5，將第一直流母線6上的部分電能轉化為熱能釋放掉。此時，在充放電控制器18對充放電電路19的控制作用下儲能裝置20以Psemax進行充電，開關控制器21通過對功率開關23進行控制使得電能以Plradniax由第一直流母線6向第二直流母線29傳遞，進而向電梯非電機負荷28供電。
本實施例中，第一直流母線6兩端的母線電壓Vde和第二直流母線29兩端的母線電壓 Vloadd。 兩足VlMdd。^ Vdc。
實施例二
參見圖4，所述電梯節能系統的實施例二與實施例一相似，故下面僅就不同處加以說明。
電梯電機狀態辨識器31通過信號線與電梯驅動控制器15、充放電控制器18和開關控制器21連接。用於控制第一直流母線6與所述儲能裝置20間的能量流動的充放電控制器18通過信號線與儲能裝置狀態檢測器17、母線電壓檢測器4、電梯電機狀態辨識器31 和充放電電路19連接。用於控制功率開關23的開通與關斷的開關控制器21通過信號線與母線電壓檢測器4、電流檢測器30、電梯電機狀態辨識器31和功率開關23連接。
所述電梯電機狀態辨識器31根據來自電梯驅動控制器15的稱量結果、速度、加速度、運行方向、電梯電機9的電流或其指令值中的一項或多項來確定所述電梯電機9處於停止、電動、再生中哪一狀態。
所述充放電控制器18根據第一直流母線6兩端的母線電壓、儲能裝置20的充電狀態和充放電電流、電梯電機狀態辨識器31檢測到的電梯電機9的工作狀態對所述充放電電路19進行控制，所述開關控制器21根據第一直流母線6兩端的母線電壓、電流檢測器30 檢測到的電流ilMd、電梯電機狀態辨識器31檢測到的電梯電機9的工作狀態對功率開關23 的開通與關斷進行控制，具體如下
當電梯電機9處於停止狀態或電動狀態時，
所述充放電控制器18根據第一直流母線6兩端的母線電壓、儲能裝置20的充電狀態和充放電電流、電梯電機狀態辨識器31檢測到的電梯電機9的工作狀態採用充電狀態和充放電電流雙閉環結構對充放電電路19進行控制，且充電狀態指令值SOCref = SOCmin,具體實現如圖5所示充電狀態指令值SOCief與儲能裝置狀態檢測器17檢測到的儲能裝置20 的SOC —起作為輸入信號被送入一減法器，經減法運算後得到的差值被送入一充電狀態控制器，充電狀態控制器的輸出直接或經限幅和/或濾波等處理後即為電流控制單元的電流指令值israef。規定向儲能裝置20充電時電流方向為正方向。電流指令值israef與儲能裝置狀態檢測器17檢測到的儲能裝置20的充放電電流is。一起作為輸入信號被送入另一減法器，經減法運算後得到的差值被送入一電流控制器，電流控制器的輸出作為充電控制器 18的控制信號被送入充放電電路19，通過對充放電電路19中的功率開關器件進行開通和關斷控制以實現對儲能裝置20的充放電電流的控制，藉此實現儲能裝置20的充放電。實際上，由於充電狀態指令值SOCref = SOCmin,因此儲能裝置20或者進行放電或者既不充電也不放電，而不進行充電。
開關控制器21的情形與圖3所示的實施例一中的開關控制器21相同，此處不做贅述。
當電梯電機9處於再生狀態時，充放電控制器18和開關控制器21的情形分別與圖2所不的實施例一中的充放 電控制器18和圖3所不的實施例一中的開關控制器21相同， 能耗控制器16的控制方法同樣與實施例一相同，此處不做贅述。
工作原理如下
當電梯電機9停止時，如果SOC ( SOCmin，儲能裝置20不放電，外部電源向第一直流母線6供電，不向電梯非電機負荷28供電，如果SOC > SOCmin,儲能裝置20以不超過Pltjad 的功率進行放電，同時向電梯非電機負荷28供電；
當電梯電機9電動時，如果SOC彡SOCmin，儲能裝置20不放電，外部電源向第一直流母線6供電，不向電梯非電機負荷28供電，如果SOC > SOCmin,儲能裝置20經充放電電路 19向第一直流母線6放電，且如果進一步滿足Psanax ( PMtOT，不向電梯非電機負荷28供電， 如果進一步滿足Pscmax > Pmotor,向電梯非電機負荷28供電；
當電梯電機9再生時，如果PMtOT( Pload,以PMtOT向電梯非電機負荷28供電，如果 Pload '''''- Pmotor '''''- ^loa d+PScmax 以Ρ—χ向電梯非電機負荷28供電,若進一步滿足SOC Pload+PSCfflax,以Pscmax向儲能裝置20充電，以 Plradmax向電梯非電機負荷28供電，其餘部分累積在第一直流母線6上，當第一直流母線電壓Vdc Vdcnhmin時，能耗電路5啟動；
其中，SOC是儲能裝置狀態檢測器17檢測到的儲能裝置20的充電狀態，SOCmax和 SOCmin分別是充電狀態SOC的上下限，Pscmax是儲能裝置20的最大充放電功率，Pmotor是電梯電機9的功率，Vdc是第一直流母線6的直流母線電壓，Vdcnhmin是能耗電路5的啟動電壓。
在上述實施例一和二中，對於電梯非電機負荷28而言，當第一直流母線6兩端的電壓高於第二直流母線29兩端的電壓，且開關控制器21通過對功率開關23進行控制使得電能由第一直流母線6向第二直流母線29傳遞時，如果所傳遞的電能功率大於等於電梯非電機負荷功率PlMdmax，則沒有電能經整流電路25、第二直流母線29和電力變換裝置27向電梯非電機負荷28供電；當第一直流母線6兩端的電壓高於第二直流母線29兩端的電壓，且開關控制器21通過對功率開關23進行控制使得電能由第一直流母線6向第二直流母線29 傳遞，但所傳遞的電能功率小於電梯非電機負荷功率Plradmax時，則電能經整流電路25、第二直流母線29和電力變換裝置27向電梯非電機負荷28提供部分所需功率；當第一直流母線 6兩端的電壓、低於或等於第二直流母線29兩端的電壓，或者開關控制器21完全關斷功率開關23(指相對較長時間的關斷，非是PWM控制中的短暫關斷)使得電能不能由第一直流母線6向第二直流母線29傳遞時，電能經整流電路25、第二直流母線29和電力變換裝置 27向電梯非電機負荷28供電。
本實施例中，第一直流母線6兩端的母線電壓Vde和第二直流母線29兩端的母線電壓 Vloadd。 兩足VlMdd。^ Vdc。
在上述實施例一和二中， 整流電路25的交流側是連接到外部電源1，事實上，整流電路25的交流側也可以是連接到獨立於外部電源I的第二交流電源，而且為了保證第一直流母線6到第二直流母線29間的電流的單向性，還可在第一直流母線6的正端到第二直流母線29的正端間增設一二極體。
實施例三
本實施例的整體結構如圖6所示，與如圖1所示的實施例一的整體結構的唯一區別在於增設了一用於檢測外部電源I的供電狀態(即是正常供電還是停止供電)的停復電檢測器33。
所述充放電控制器18以實施例一中所述的充放電控制器控制方法對充放電電路 19進行控制；
所述開關控制器21根據停復電檢測器33的檢測結果具有兩種控制模式
正常控制模式當停復電檢測器33檢測到外部電源I正常供電時，所述開關控制器21根據母線電壓檢測器4檢測到的第一直流母線6兩端的母線電SVd。及其指令值Vdrarf、 電流檢測器30檢測到的直流電流採用電壓電流雙閉環結構對功率開關23的開通與關斷進行控制，使得第一直流母線6兩端的母線電壓Vd。能夠跟蹤其指令值Vd_f ；
停電控制模式當停復電檢測器33檢測到外部電源I停電時，所述開關控制器21 根據第二母線電壓檢測器32檢測到的第二直流母線29兩端的母線電壓VlMdd。及其指令值 Vloaddcref^電流檢測器30檢測到的直流電流採用電壓電流雙閉環結構對功率開關23的開通與關斷進行控制，使得第二直流母線29兩端的母線電壓VlMdd。能夠跟蹤其指令值Vltjaddrarf ；
充放電控制器18的控制方法和所述開關控制器21在正常控制模式中的控制方法分別與實施例一中充放電控制器18和所述開關控制器21的控制方法相同，此處不做贅述。
所述開關控制器21在停電控制模式中的控制方法與實施例一中所述開關控制器21的控制方法相似，僅需將圖3所示的控制結構中的Vd。和Vd_f替換為第二直流母線29兩的母線電壓V—和其指令值Vltjadtoef、並將電壓控制單兀的輸出直接作為電流控制單兀的電流指令值(即刪除原有的電流指令值修正單元)即可。
同樣，本實施例中，第一直流母線6兩端的母線電壓Vde和第二直流母線29兩端的母線電壓 Vloaddc 倆足Vloaddc ^ ^dc °
為了降低外部電源I停電時的電梯非電機負荷28功率，可根據需要選擇性地對部分電梯非電機負荷28進行供電。
本發明的充電狀態控制器、電壓控制器、開關控制器和電流控制器均為包含有積分控制律的控制器，如常見的PI控制器。
本發明中，儲能裝置為蓄電池、 超級電容、納米電容中的一種或多種組合，或蓄電池、超級電容或納米電容的一種或多種組合與燃料電池的組合；所述儲能裝置的充電狀態是指可由所述充電狀態檢測裝置直接檢測得到或可經推算間接得到的、能夠體現所述儲能裝置的實際儲能情況或容量使用情況的參數的一種或多種參數的組合，且所述充電狀態檢測裝置通過檢測所述儲能裝置的電壓、電流和溫度的一種或多種特性的組合來實現對所述儲能裝置充電狀態的檢測。
本發明的核心在於利用開關控制器21對設置於第二直流母線29和第一直流母線6之間的功率開關23進行控制，藉此來實現再生能量向第二直流母線29的傳遞，進而向電梯非電機負荷28供電。基於本發明的上述核心，可在本發明的基礎上作適當變化，如將整流電路25的交流側連接至不同於外部電源I的第二電源、變化其平滑作用的電抗器24、 在第二直流母線29和第一直流母線6的正端之間增設二極體以確保二者間電能的單向傳遞和直流電容26等，這些變化均應視為本發明的自然延伸，均應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種電梯節能系統，包括儲能裝置(20)、充放電控制器(18)、充放電電路(19)、儲能裝置狀態檢測器(17)、能耗電路(5)、能耗控制器(16)、母線電壓檢測器(4)； 外部電源⑴與整流器⑵的三相交流側相連，整流器⑵的直流側經第一直流母線(6)與逆變器(7)的直流側輸入端相連；平滑直流電容⑶和能耗電路(5)分別跨接於第一直流母線(6)兩端，母線電壓檢測器(4)設置在平滑直流電容(3)的兩端；能耗控制器(16)對能耗電路(5)進行控制；逆變器(7)的三相交流側經電流檢測器⑶與電梯電機(9)相連；電梯驅動控制器(15)對逆變器(7)進行控制，使得電梯電機(9)拖動轎廂(13)在井道中運行； 儲能裝置(20)經充放電電路(19)跨接於第一直流母線(6)兩端；儲能裝置(20)通過信號線經儲能裝置狀態檢測器(17)與充放電控制器(18)連接；充放電控制器(18)通過信號線分別與母線電壓檢測器(4)和充放電電路(19)連接；其特徵在於 還包括整流電路(25)，整流電路(25)的交流側與外部電源(I)電連接或者與獨立於外部電源(I)的另一交流電源電連接，整流電路(25)的直流側經第二直流母線(29)與電力變換裝置(27)的直流側電連接，電力變換裝置(27)的交流側與電梯非電機負荷(28)電連接；直流電容(26)跨接於第二直流母線(29)兩端；第一直流母線(6)的正端經功率開關(23)、電抗器(24)、電流檢測器(30)與第二直流母線(29)的正端電連接； 開關控制器(21)通過信號線分別與母線電壓檢測器(4)、電流檢測器(30)、功率開關(23)連接； 所述充放電控制器(18)對所述充放電電路(19)進行控制； 所述開關控制器(21)對設置於第一直流母線(6)與第二直流母線(29)之間的功率開關(23)的開通與關斷進行控制，藉此實現再生能量向第二直流母線(29)的傳遞，進而向電梯非電機負荷(28)供電。
2.—種權利要求1所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於， 所述能耗控制器(16)根據母線電壓檢測器⑷檢測到的第一直流母線(6)兩端的母線電壓Vd。對能耗電路(5)中的開關元件進行開通與關斷控制； 所述充放電控制器(18)根據母線電壓檢測器⑷檢測到的第一直流母線(6)的母線電壓Vd。及其指令值Vsc;drarf對母線電壓Vd。進行閉環控制； 所述開關控制器(21)根據母線電壓檢測器(4)檢測到的第一直流母線(6)的母線電壓Vd。及其指令值Vdrarf對母線電壓Vd。進行閉環控制； 所述充放電控制器(18)中的第一直流母線電壓指令值Vswtorf和開關控制器(21)中的第一直流母線電壓指令值Vtoef滿足如下關係Vdcrecmax ^dcpre ^dcref ^scdcref ^dcnhminVdcrecmax〈 ^dcref〈 ^scdcref〈 ^dcnhmin ; 其中，vd_是第一直流母線(6)兩端的預充電電壓，Vdc^max是整流器(2)輸出的最大直流電壓，Vdmhmin是能耗電路(5)的停止工作電壓。
3.根據權利要求2所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，所述能耗控制器(16)對能耗電路(5)的控制方法是當第一直流母線(6)兩端的母線電壓Vd。高於能耗電路(5)的啟動電壓VtknhmaxW，通過開通能耗電路(5)中的開關元件來啟動能耗電路(5);當第一直流母線(6)兩端的母線電壓Vd。低於能耗電路(5)的停止工作電壓VdmhminW，通過斷開能耗電路(5)中的開關元件來停止能耗電路(5)。
4.根據權利要求2所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，所述充放電控制器(18)的控制方法包括以下步驟 步驟1、電壓控制單元根據充放電控制器中的第一直流母線電壓指令值Vswtorf與母線電壓檢測器(4)檢測到的第一直流母線￠)的母線電壓Vd。直接或進一步經電流指令值預處理單元限幅和/或濾波後生成電流控制單元的初級電流指令值israef(l ; 步驟2、由電流指令值修正單元對初級電流指令值israrf(1進行修正得到最終電流指令值I scref > 步驟3、電流控制單元根據最終電流指令值is_f與儲能裝置狀態檢測器(17)檢測到的儲能裝置(20)的充放電電流is。輸出控制信號對充放電電路(19)進行控制。
5.根據權利要求4所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，步驟2修正方法為 當 SOC ( SOCmin 時，如果 iS(^fQ〉0，令 ise;ref = O ;如果 ist;;refc) 0，令 iscref 土screfO 其中電流由儲能裝置(20)流向第一直流母線(6)為正方向。
6.根據權利要求2所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，所述開關控制器(21)的控制方法包括以下步驟 步驟1、電壓控制單元根據開關控制器中的第一直流母線電壓指令值Vdrarf與母線電壓檢測器(4)檢測到的第一直流母線￠)的母線電壓Vd。直接或經電流指令值預處理單元限幅和/或濾波後生成電流控制單元的初級電流指令值ilMdMf。; 步驟2、電流指令值修正單元對初級電流指令值ilMdMf(l進行修正得到最終電流指令值Iloadref > 步驟3、電流控制單元根據最終電流指令值ilMdMf與電流檢測器(30)檢測到的電流ilMd輸出控制信號對功率開關(23)進行控制。
7.根據權利要求6所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，步驟2的修正方法為當 iIoadrefOO時，令 土Ioadref 0，當 iIoadrefO (0，令 i loadrefIoadrefO 其中電流由第二直流母線(29)流向第一直流母線(6)為正方向。
8.根據權利要求1所述的電梯節能系統，其特徵在於，還包括電梯電機狀態辨識器(31)，所述電梯驅動控制器(15)通過信號線與電梯電機狀態辨識器(31)連接，電梯電機狀態辨識器(31)通過信號線與充放電控制器(18)、開關控制器(21)連接； 所述電梯電機狀態辨識器(31)根據來自電梯驅動控制器(15)的稱量結果、速度、加速度、運行方向、電梯電機(9)的電流或其指令值中的一項或多項來確定所述電梯電機(9)處於停止、電動、再生中的其中一種狀態； 所述充放電控制器(18)對所述充放電電路(19)進行控制； 所述開關控制器(21)對所述功率開關(23)的開通與關斷進行控制，從而實現再生能量向第二直流母線(29)的傳遞，進而向電梯非電機負荷(28)供電。
9.一種權利要求8所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，所述能耗控制器(16)根據母線電壓檢測器⑷檢測到的第一直流母線(6)兩端的母線電壓Vd。對能耗電路(5)中的開關元件進行開通與關斷控制； 所述充放電控制器(18)根據母線電壓檢測器(4)檢測到的第一直流母線(6)兩端的母線電壓1。及其指令值Vsc;dMf、儲能裝置狀態檢測器(17)檢測到的儲能裝置(20)的充電狀態SOC和充放電電流is。、電梯電機狀態辨識器(31)檢測到的電梯電機(9)的工作狀態，對所述充放電電路(19)進行控制； 所述開關控制器(21)根據母線電壓檢測器(4)檢測到的第一直流母線(6)兩端的母線電壓Vd。及其指令值Vdrarf、電流檢測器(30)檢測到的第一直流母線(6)與第二直流母線(29)間的電流ilMd、電梯電機狀態辨識器(31)檢測到的電梯電機(9)的工作狀態，對所述功率開關(23)的開通與關斷進行控制。
10.根據權利要求9所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，所述充放電控制器(18)對所述充放電電路(19)進行控制的方法是 當電梯電機(9)處於停止狀態時，所述充放電控制器(18)採用充電狀態和充放電電流雙閉環結構對充放電電路(19)進行控制，且充電狀態指令值S0(；ef = SOCmin ;所述開關控制器(21)採用電壓電流雙閉環結構對功率開關(23)進行控制，且電壓控制中的母線電壓指令值Vtof > Vdcpre > Vdcrecmax,當電壓環輸出的電流指令值I1。—f為正時，將其置零，當其為負時，則不作處理，其中電流由第二直流母線(29)流向第一直流母線(6)為正方向； 當電梯電機(9)處於電動狀態時，所述充放電控制器(18)採用充電狀態和充放電電流雙閉環結構對充放電電路(19)進行控制，且充電狀態指令值S0(；ef = SOCmin ;所述開關控制器採用電壓電流雙閉環結構對功率開關(23)進行控制，且電壓控制中的母線電壓指令值Vdcref > Vtkramax，當電壓環輸出的電流指令值ilMdMf為正時，將其置零，當其為負時，則不作處理，其中電流由第二直流母線(29)流向第一直流母線(6)為正方向； 當電梯電機(9)處於再生狀態時，所述充放電控制器(18)採用電壓電流雙閉環結構對母線電壓Vde進行閉環控制，且如果SOCref = SOCmax,將電流指令值israef置零，Vscdcref >Vdcrecmax ;所述開關控制器(21)採用電壓電流雙閉環結構對功率開關(23)進行控制，且電壓控制中的母線電壓指令值Vdrarf > Vdcrecmax,當電壓環輸出的電流指令值ilMdMf為正時，將其置零，當其為負時，則不作處理，其中電流由第二直流母線(29)流向第一直流母線(6)為正方向。
11.根據權利要求9所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，所述充放電控制器(18)對充放電電路(19)的控制方法包括以下步驟 步驟1、充電狀態控制單元根據充電狀態指令值S0CMf與儲能裝置狀態檢測器(I )檢測到的儲能裝置(20)的充電狀態SOC直接或經電流指令值預處理單元限幅和/或濾波處理後生成電流控制單元的初級電流指令值iSCMf(l ;其中向儲能裝置(20)充電時電流方向為正方向； 步驟2、電流控制單元根據初級電流指令值is_f與儲能裝置狀態檢測器(17)檢測到的儲能裝置(20)的充放電電流is。輸出控制信號對充放電電路(19)進行控制；所述開關控制器(21)對第一直流母線(6)的母線電壓Vd。的控制方法包括以下步驟步驟1、電壓控制單元根據開關控制器中的第一直流母線電壓指令值Vdrarf與母線電壓檢測器(4)檢測到的第一直流母線￠)的母線電壓Vd。直接或經電流指令值預處理單元限幅和/或濾波處理後生成電流控制單元的初級電流指令值ilMdMf。； 步驟2、電流指令值修正單元對輸入的初級電流指令值ilMdMf(l進行修正得到最終電流指令值土Ioadref步驟3、電流控制單元根據最終電流指令值ilMdMf與電流檢測器(30)檢測到的電流ilMd輸出控制信號對功率開關(23)進行控制。
12.根據權利要求1所述的電梯節能系統，其特徵在於，還包括用於檢測外部電源(I)的供電狀態的停復電檢測器(33)，停復電檢測器(33)通過信號線與所述外部電源I和所述開關控制器(21)連接；所述開關控制器(21)具有兩種控制模式正常控制模式和停電控制模式；所述開關控制器(21)根據停復電檢測器(33)檢測到的外部電源(I)的供電狀態，對功率開關(23)進行控制。
13.—種權利要求12所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於， 所述能耗控制器(16)根據母線電壓檢測器⑷檢測到的第一直流母線(6)兩端的母線電壓Vd。對能耗電路(5)中的開關元件進行開通與關斷控制； 所述充放電控制器(18)根據母線電壓檢測器⑷檢測到的第一直流母線(6)的母線電壓Vd。及其指令值Vsc;drarf對母線電壓Vd。進行閉環控制； 當停復電檢測器(33)檢測到電源(I)正常供電時，所述開關控制器(21)根據母線電壓檢測器(4)檢測到的第一直流母線(6)的母線電壓Vd。及其指令值Vd_f對母線電壓Vd。進行閉環控制；所述充放電控制器(18)中的第一直流母線電壓指令值Vswtoef和開關控制器(21)中的第一直流母線電壓指令值1。％滿足如下關係Vdcrecmax ^dcpre ^dcref ^scdcref ^dcnhminVdcrecmax〈 ^dcref〈 ^scdcref〈 ^dcnhmin ; 其中，vd_是第一直流母線(6)兩端的預充電電壓，Vdc^max是整流器(2)輸出的最大直流電壓，Vdmhmin是能耗電路(5)的停止工作電壓； 當停復電檢測器(33)檢測到電源(I)停電時，所述開關控制器(21)根據第二母線電壓檢測器(32)檢測到的第二直流母線(29)兩端的母線電壓Vltjadd。及其指令值VlMddrarf對第二直流母線(29)兩端的母線電壓Vltjadd。進行閉環控制。
14.根據權利要求13所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，所述開關控制器(21)對功率開關(23)的控制方法是 當停復電檢測器(33)檢測到外部電源(I)正常供電時，所述開關控制器(21)根據母線電壓檢測器⑷檢測到的第一直流母線(6)兩端的母線電SVd。及其指令值Vdrarf、電流檢測器(30)檢測到的第一直流母線(6)與第二直流母線(29)間的電流11(^，採用電壓電流雙閉環結構對功率開關(23)的開通與關斷進行控制，使得第一直流母線(6)兩端的母線電壓Vd。能夠跟蹤其指令值Vdrarf ;該控制過程包括以下步驟 步驟1、電壓控制單元根據開關控制器中的第一直流母線電壓指令值Vdrarf與母線電壓檢測器(4)檢測到的第一直流母線￠)的母線電壓Vd。直接或經電流指令值預處理單元限幅和/或濾波處理後生成電流控制單元的初級電流指令值ilMdMf。; 步驟2、電流指令值修正單元對輸入的初級電流指令值ilMdMf(l進行修正得到最終電流指令值土Ioadref步驟3、電流控制單元根據最終電流指令值ilMdMf與電流檢測器(30)檢測到的電流ilMd輸出控制信號對功率開關(23)進行控制； 當停復電檢測器(33)檢測到外部電源(I)停電時，所述開關控制器(21)根據第二母線電壓檢測器(32)檢測到的第二直流母線(29)兩端的母線電壓Vltjadd。及其指令值VlMddcMf、電流檢測器(30)檢測到的第一直流母線(6)與第二直流母線(29)間的電流ilMd，採用電壓電流雙閉環結構對功率開關(23)的開通與關斷進行控制，使得第二直流母線(29)兩端的母線電壓VlMdd。能夠跟蹤其指令值VlMdd_f ;控制過程包括以下步驟 步驟1、電壓控制單元根據開關控制器(21)中的第二直流母線電壓指令值Vltjaddrarf與母線電壓檢測器(4)檢測到的第二直流母線(29)兩端的母線電壓Vltjadd。直接或經電流指令值預處理單元限幅和/或濾波處理後生成電流控制單元的初級電流指令值ilMdMf(l ； 步驟2、電流控制單元根據初級電流指令值ilMdMf(l與電流檢測器(30)檢測到的電流ilMd輸出控制信號對功率開關(23)進行控制。
15.一種權利要求13所述的電梯節能系統的控制方法，其特徵在於，所述充放電控制器(18)的控制方法包括以下步驟 步驟1、電壓控制單元根據充放電控制器中的第一直流母線電壓指令值Vswtorf與母線電壓檢測器(4)檢測到的第一直流母線￠)的母線電壓Vd。直接或經電流指令值預處理單元限幅和/或濾波處理後生成電流控制單元的初級電流指令值; 步驟2、電流指令值修正單元根據儲能裝置狀態檢測器(17)檢測到的儲能裝置(20)的充電狀態SOC對輸入的初級電流指令值israef(l進行修正得到最終電流指令值israef ； 步驟3、電流控制單元根據最終電流指令值is_f與儲能裝置狀態檢測器(17)檢測到的儲能裝置(20)的充放電電流is。輸出控制信號對充放電電路(19)進行控制。
全文摘要
本發明公開了一種電梯節能系統，包括儲能裝置、充放電控制器、整流電路，整流電路的交流側與外部電源電連接或者與獨立於外部電源的另一交流電源電連接，開關控制器通過信號線分別與母線電壓檢測器、電流檢測器、功率開關連接；所述開關控制器對功率開關的開通與關斷進行控制，藉此實現再生能量向第二直流母線的傳遞，進而向電梯非電機負荷供電。本發明不但能夠在電梯電機為再生狀態時存儲再生能量，在電梯電機為電動狀態時將所儲能量釋放至第一直流母線為電梯電機提供電能從而實現電梯節能，而且通過優先將再生能量提供給電梯非電機負荷來提高儲能裝置對應電梯連續再生的能力。本發明還公開了一種電梯節能系統的控制方法。
文檔編號B66B1/06GK103010868SQ20111028874
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月26日 優先權日2011年9月26日
發明者陳玉東 申請人:上海三菱電梯有限公司