本实用新型专利技术装置涉及一种带超级电容的群控电梯能量馈网装置，带超级电容的群控电梯能量馈网装置采用IGBT取代交·直·交电梯变换器中的不可控元件，构成的背靠背双PWM变换器可将曳引电机回馈制动运行时再生的能量向电网回馈，并实现了变换器网侧输出电流呈正弦和单位功率因数运行。对电梯曳引电机四象限运行特征和背靠背双PWM变换器原理进行了具体分析，在此基础上阐述了背靠背双PWM变换器能量双向传输的机理。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术装置涉及一种带超级电容的群控电梯能量馈网装置，带超级电容的群控电梯能量馈网装置采用IGBT取代交·直·交电梯变换器中的不可控元件，构成的背靠背双PWM变换器可将曳引电机回馈制动运行时再生的能量向电网回馈，并实现了变换器网侧输出电流呈正弦和单位功率因数运行。对电梯曳引电机四象限运行特征和背靠背双PWM变换器原理进行了具体分析，在此基础上阐述了背靠背双PWM变换器能量双向传输的机理。【专利说明】一种带超级电容的群控电梯能量馈网装置
本技术装置涉及一种带超级电容的群控电梯能量馈网装置。
技术介绍
作为现代高层建筑中不可缺少的电器——电梯，对现代建筑文明做出了巨大贡献。但是，在建筑电器中，它却占据着总能耗的20%?30%。与此同时，相对其它耗能电器进行不同程度节能技术的改造，电梯的节能技术却没有取得显著的进展。 目前使用的电梯广泛采用变频技术驱动电机。此类电梯，在部分情况下运行时，电机能够产生一定的制动能量。由于该能量无法馈入电网，而在驱动部分积聚，对驱动器件造成一定威胁。采用变频调速的电梯启动运行达到最大额定运行速度后具有最大的机械能，电梯达到每一个目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止，这一过程是电梯曳引机释放机械功能量的过程。 此外，升降电梯还是一个势能性负载，为了均匀拖动负载，电梯由曳引机拖动的负载是由载客轿厢和对重平衡块组成，只有当轿厢载重量约为50%时，轿厢和对重平衡块才相互平衡，否则，轿厢和对重平衡块就会有质量差，使电梯运行时产生机械位能(电梯重载下行和轻载上行)。 电梯在运行过程中将会产生机械能(含势能、动能)，传统的方法是投入能耗电阻，通过电阻的发热而将这部分能量散失掉，进而保护器件。但是电梯没能实现节能减排功能，浪费了大量电能。在这种情况下，由于发热导致电梯运行环境温度变高，容易对其他设备造成一定的影响，甚至减少了电梯的使用寿命。本技术带超级电容的群控电梯能量馈网装置，通过电动机和背靠背双？丽变换器将回馈的能量转换成直流电能储存超级电容中。随着电梯的连续运行，回送到超级电容中的电能就越多，其电容电压就越高，如不及时释放电容器储存的电能，就会产生过电压故障，影响电梯正常工作运行。针对这种情况，采用本技术能量馈网装置可以将超级电容中的电能进行馈网或者给电梯供电，实现了能量再利用，带来了一定的经济效益。因此对这部分再生能量的收集与利用，成为电梯节能领域的一个热点研究方向。 一般能量回馈都是根据变换器直流侧回路电压的大小来决定是否回馈电能，回馈电压采用固定值研讯。由于电网电压的波动，取值偏小时，在电网电压偏高时会产生误回馈-1?取值偏大时，则回馈效果明显下降，(制动回馈的能量被电阻提前消耗了)。 新型能量回馈装置采用电压自适应控制，即无论电网电压如何波动，只有当电梯机械能转换成电能送入直流回路电容中时，新型能量回馈装置才及时将电容中的电能回送电网，有效解决了传统回馈能量直接被大电阻就地消耗的缺陷。 此外，新型能量回馈装置具有十分完善的保护功能和扩展功能，既可以用于现有电梯的改造，也适用于新电梯控制柜的配套。新电梯控制柜采用新型能量回馈装置供电，不仅可以大大节约电能，还可以有效改善输入电流的质量，达到更高的电位兼容标准，新型能量回馈装置仍适用现有的电压 电梯使用回馈节能装置后，能有效地将超级电容中储存的直流电能转换成交流电能回送到电网。并且避免了由能耗电阻造成的系统效率低、环境温度过高等缺点。 由于国内已经使用的电梯数量巨大，当前很多企业及研究机构，提出将逆变馈网设计外置化。如此一来，针对现有电梯的节能改造技术迎刃而解。国外电梯企业已经生产出部分外置装置，由于我国电网同国外电网存在一定的差异，该装置不能应用在国内电梯上。而针对中国市场开发的装置，如日本富士的系列的再生能量馈网单元；西子奥的斯、上海三菱等公司生产的含馈网单元的电梯；由于不能完全达到馈网电能质量标准，特别是谐波含量过高，还有造价过高等原因，目前电梯再生能量馈网技术的研究还不能实现民用，处于试验研究阶段。 目前，国外许多知名电梯企业都在我国设有工厂，针对我国的电梯产品也多在国内设计与生产。我国已经成为国际电梯市场的一个重要地区，因而电梯业内的相关先进技术研究及成果，在国内均能得见。 在电梯节能技术方面的研究，目前国内外主要存在两种解决方案:逆变后馈入电网及逆变后就近供给其他电器。 对电梯再生能量转化后就近供给的典型研发应用案例，如日本三菱公司生产的混合动力电梯。在设计中，该公司采用蓄电池储存电梯的再生能量。在电梯正常工作状态下，蓄电池同动力线一同供电给电梯。而且在停电后，该电梯还能靠蓄电池正常运行约十分钟。该技术能够节约电梯能耗约20%。该方式还可以扩展，将蓄电池中电能供给电梯照明、风扇等小功率电器使用。更广泛的情况下，该电能还可以供给安装电梯的小区其他电器使用。采用电池蓄电的方式，结构设计简单，易于实现；由于不考虑转化后的电能馈网等问题，系统控制简单。但是电池的购置，系统整体的效率不高等问题却制约该技术的广泛使用。 将再生电能转化后，馈入电网的研究，是目前电梯再生能量节能利用技术研究的另一主要方向。由于要将电能馈入电网，而入网的电能需要满足一定的质量强制要求。因而，该技术需要解决电能转换后的质量问题，具体涉及逆变器的设计及其控制技术，中小功率的逆变技术目前国外基本趋于成熟。逆变的电能馈入电网还需考虑并网系统的设计，这方面的研究国内外成果比较多，国内清华大学电机系在这方面已处于国际领先地位。 采用逆变器将该群控电梯产生的能量进行存储、供电梯使用、逆变后馈入电网的思想是本系统设计的出发点。该型能量回馈系统与目前国内外其它能量回馈装置相比的一个最主要的特点是具有电压自适应控制回馈功能。 采用馈网节能的设计思想，电梯整体节能效率通常在20%?46%之间，远远高于其他述节能技术，且应用范围更广泛，故而该技术的研究趋热。逆变器的设计及其控制技术作为该电梯节能关键技术之一。随着电力电子的不断发展，逆变器采用的功率器件，已经是以全控型器件可控绝缘栅双极性晶体管)和集成器件智能功率模块)为主体。这些器件的出现，为搭建电梯再生能量馈网系统硬件平台提供了条件。 此外，逆变器的控制技术，也随着全控器件的推出，而不断发展。目前在电梯再生能量馈网逆变技术这样的应用场合，适合采用？11(脉冲宽度调制)控制方式。全控型器件以及脉冲宽度调制技术的产生，为电梯再生能量馈网，实现节能的目的成为可能。
技术实现思路
本技术装置是一种涉及带超级电容的群控电梯能量馈网装置，交流母线(1)连接桥式整流电路(2),经整流后连接直流母线(5)；超级电容组(12)和蓄电池组(13)分别通过0(:/0(:斩波升压电路(9)连接直流母线；直流母线电压检测模块⑶和电机电压电流检测模块⑶分别连接直流母线并分别通过调理电路⑷连接03？控制核心(18),电网电压检测模块(10)和电网电流检测模块(11)分别连接交流母线并分别通过调理电路(4)连接03？控制核心(18)；两路桥式逆变电路(6)分别连接直流母线和驱动曳引电机(7)；逻辑控制电路(17)双向连接03？控制核心(18)和外围控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带超级电容的群控电梯能量馈网装置，其特征在于：交流母线(1)连接桥式整流电路(2)，经整流后连接直流母线(5)；超级电容组(12)和蓄电池组(13)分别通过DC/DC斩波升压电路(9)连接直流母线；直流母线电压检测模块(3)和电机电压电流检测模块(8)分别连接直流母线并分别通过调理电路(4)连接DSP控制核心(18)，电网电压检测模块(10)和电网电流检测模块(11)分别连接交流母线并分别通过调理电路(4)连接DSP控制核心(18)；两路桥式逆变电路(6)分别连接直流母线和驱动曳引电机(7)；逻辑控制电路(17)双向连接DSP控制核心(18)和外围控制/显示电路(16)，输出PWM信号给光耦隔离电路(15)，并进一步通过IGBT驱动电路(14)分别控制两路桥式逆变电路(6)和桥式整流电路(2)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢丽蓉，程继文，程志江，阿里木江·依明，杜英，闫学勤，安海涛，周立峰，祁明业，
申请(专利权)人：新疆大学，新疆华瑞众恒电梯有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。