CN102372198B - 用于电梯的控制装置 - Google Patents
用于电梯的控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102372198B CN102372198B CN201010251556XA CN201010251556A CN102372198B CN 102372198 B CN102372198 B CN 102372198B CN 201010251556X A CN201010251556X A CN 201010251556XA CN 201010251556 A CN201010251556 A CN 201010251556A CN 102372198 B CN102372198 B CN 102372198B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- elevator
- power
- command value
- bus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Elevator Control (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于电梯的控制装置,包括储能装置(20)、储能装置状态检测器(21)、充放电电路(19)和储能装置控制器(22)、能耗电路(5)和能耗电路控制装置(18);充放电电路(19)包含有n个并联支路,当电梯再生能量超过储能装置(20)储存容量,或电梯再生电流或再生功率超过储能装置(20)或充放电电路(19)允许的上限时,能耗电路控制装置(18)控制能耗电路(5)将再生电流或再生功率超出部分的全部或部分消耗掉,实现母线电压恒定或按预定规律变化和/或在避免过充电的范围内对储能装置进行充电。本发明能有效降低电梯电源***的设备容量,有效降低功率模块的电气参数及其功耗、延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种电梯控制装置,特别是涉及一种利用含有n个支路的充放电电路和储能装置实现电梯节能、降低电梯电源设备电气容量的用于电梯的控制装置。
背景技术
对于电梯电机在再生运行过程中产生的再生能量,可以利用储能装置将其暂时储存起来,并在电梯电机处于电动运行时,将储存的再生能量回送至直流母线并提供给电梯电机,从而为电梯电机的电动运行提供电能,这样不但可以解决再生能量的处理问题,同时还可以显著降低电梯能耗,实现电梯节能。
在现有利用储能装置处理电梯运行过程中产生的再生能量的技术中,其中作为直流母线电压和储能装置桥梁的充放电回路采用了由2个功率开关元件和1个电抗器所构成的双向Buck-Boost变换器结构,如:中国发明专利申请公布说明书CN 101381046A、CN 1845417A和CN 1946625A以及中国发明专利说明书CN 100593504C、CN 100450907C、CN1229275C等。利用双向Buck-Boost变换器实现再生能量在直流母线与储能装置间的双向流动,具有电路结构简单、构成元件数量少、容易控制,但却存在如下不足:
(1)由于储能装置的电压水平通常会远远低于电梯直流母线电压, 因此当电梯电机以一定功率产生再生能量并需要储存至储能装置时,往往会在该充放电回路储能装置侧产生很大的电流,这会大大增加组成充放电回路的功率开关元件的额定电流值,进而导致成本大幅上升。
(2)该结构的充放电回路的控制难度大。以采用电压-电流双闭环对充放电回路进行控制为例,***电压环的不可避免的微小变化会导致内环电流指令的较大波动,这会使得储能装置的充放电电流在较大范围持续波动,这显然会对储能装置的性能、寿命等产生不利影响。
(3)在该结构的充放电回路中,能量不论是从直流母线流向储能装置还是从储能装置流向直流母线,在任意时刻,能量流动只有一条通路。这样,当构成能量流动通路的任一组成出现异常时,能量流动的通路都会受到严重影响甚至是完全中断,这必会导致能量的流动无法顺利完成,从而导致***出现严重故障。因此,该结构的充放电回路的可靠程度非常低,很难适应电梯的高可靠性要求。
另外,中国发明专利说明书CN1229275C(授权公告日:2005年11月30日)提出根据来自所述充放电状态检测手段的检测值、依照设定的占空比、以流入再生电阻的电流或功率的多个不同控制模式来控制再生电流控制门的闭合脉冲宽度这一控制手段来对再生电阻实施控制。但该控制手段中占空比为预先设定或通过在现有闭合时间上增减一变量DT来实现对以流入再生电阻的电流或功率的控制,而非连续变化,其控制性能有待提高。
因此,开发一种能够有效降低功率开关元件额定电流、易于控制且可靠性高的储能装置和充放电电路以及高性能的再生电路控制手段就成为 利用能量存储法处理电梯再生能量的一个有待解决的课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于电梯的控制装置,不但能够在电梯电机再生运行时储存再生能量、在电梯电机电动运行时释放能量,为电梯电机电动运行提供电能并藉此实现电梯节能,而且能有效降低电梯电源***的设备容量。
为解决上述技术问题,本发明的用于电梯的控制装置包括:
一储能装置,经一充放电电路跨接于直流母线两端,用于储存电梯电机再生运行时产生的再生能量,并在电梯电机电动运行时将所储能量释放至直流母线;
一储能装置状态检测器,用于检测所述储能装置工作状态;
一储能装置控制器,用于控制直流母线与所述储能装置间的能量流动;
一充放电电路,设置于直流母线与所述储能装置之间,用于实现二者之间的能量双向流动;
一能耗电路,设置于直流母线两端,用于将再生能量转化为热量而实现再生能量的消耗;其中,还包括:
一能耗电路控制装置,通过对能耗电路中的开关元件开通与关断动作的控制实现对能耗电路的能耗调节;
所述充放电电路包含有n(n≥2)个并联支路;
当电梯再生运行产生的再生能量超过所述储能装置的储存容量,或电梯再生运行产生的再生电流或再生功率超过储能装置或充放电电路所允许的上限时,所述能耗电路控制装置根据能耗电路需要消耗的再生电流或再生功率控制所述能耗电路将再生电流或再生功率超出部分的全部或部分消耗掉,实现母线电压恒定或按预定规律变化和/或在避免过充电的范围内对储能装置进行充电。
本发明可以达到的有益技术效果是:
1)利用能耗电路控制装置控制下的能耗电路将再生电流或再生功率超出部分的全部或部分消耗掉,实现母线电压恒定或按预定规律变化以及在避免过充电的范围内对储能装置进行充电。
2)利用储能装置控制器对含有n个支路的储能装置充放电电路实施控制,实现对再生能量的储存和释放,藉此实现电梯节能。
3)充放电电路采用n个并联支路的结构,可大幅降低所述充放电电路中的功率开关元件的电气容量(主要是其额定电流)。
4)可将储能装置中的能量释放至直流母线为电梯电机的大功率电动运行提供电能,有效消减电梯电机大功率运行时由电源设备提供的功率,可有效降低电梯电源设备的电气容量。
5)可将待传递的电流或功率平均分配至所述充放电电路的各个支路中,因此可以实现流经各支路电流或功率的最小化和均衡化。
6)可将发生故障的工作支路切换至非故障冗余支路,因此可实现所述充放电变换电路基于硬件冗余的容错功能。
7)可通过适当选择冗余支路的方式来实现各支路功率开关元件的总开关次数的等量化,从而有利于各支路功率开关元件的寿命均衡化。
8)可对工作支路功耗进行优化,有效降低各支路功率开关元件的功 耗,从而进一步实现电梯节能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明提供的电梯控制装置一实施例总体结构示意图;
图2是图1中充放电电路一实施例结构示意图;
图3是图1中储能装置控制器一实施例结构示意图;
图4-7是图3中分配单元的实施例结构示意图;
图8、9是图3中支路控制单元实施例结构示意图;
图10是母线电压误差电流获取单元的一实施例结构示意图。
图中符号说明:
1、外部电源 2、整流器 3、平滑直流电容
4、母线电压检测装置 5、能耗电路 6、直流母线
7、逆变器 8、电流检测装置 9、电梯电机
10、曳引轮 11、导向轮 12、对重
13、轿厢 14、电流控制器 15、速度检测装置
16、速度控制器 17、电梯控制器 18、能耗电路控制装置
19、充放电电路 20、储能装置 21、储能装置状态检测器
22、储能装置控制器 23、电梯控制装置
具体实施方式
参见图1,在本实施例中,外部电源1与整流器2的三相交流侧相连,整流器2的2相直流侧经直流母线6与逆变器7的2相直流侧相连,平滑直流电容3和能耗电路5分别跨接于直流母线6两端,母线电压检测装置 4设置在平滑直流电容3的两端,逆变器7的3相交流侧经电流检测装置8与电梯电机9相连,电梯电机9经特定结构与曳引轮10相连,轿厢13与对重12通过绳索悬吊于曳引轮10和导向轮11的两侧。电梯控制器17根据层站召唤、轿内指令或群控***的调配命令生成电梯运行的速度指令值,速度控制器16根据电梯控制器17确定的速度指令值和速度检测装置15所检测到的电梯电机9的实际转速生成电流控制器14的电流指令值。电流控制器14根据速度控制器16生成的电流指令值和电流检测装置8的电流检测结果生成对逆变器7的控制信号。电梯控制器17、速度控制器16和电流控制器14总称为电梯控制装置23。储能装置20经充放电电路19跨接于直流母线6的两端。储能装置控制器22根据来自于储能装置状态检测器21所检测到的储能装置20的状态信息、母线电压检测装置4检测到的直流母线电压和来自电梯控制装置23的电梯信息对充放电电路19进行控制,以此实现能量在储能装置20和直流母线6间的传递。能耗电路控制装置18根据母线电压检测装置4检测到的直流母线电压、来自于储能装置控制器22的信息和来自电梯控制装置23的电梯信息对能耗电路5的开关元件进行开通与关断控制,即根据能耗电路5待消耗的电流或功率对能耗电路5中的开关元件进行控制。
电梯控制器17、速度控制器16和电流控制器14的控制原理与常规的电梯调速原理相同,不是本发明的关注点,此处不作赘述。下面将说明重点放在充放电电路19、储能装置20、储能装置状态检测器21和储能装置控制器22的工作过程上。
当电梯电机9处于再生状态时,所产生的再生能量被回送至直流母线 6上,并在平滑电容3上累积,从而导致直流母线6上的电压有升高趋势。储能装置状态检测器21实时检测储能装置20的状态信息(如:电压、电流、温度等相关参数信息),并将检测结果送至储能装置控制器22。储能装置控制器22根据储能装置状态检测器21送来的储能装置20的状态信息、母线电压检测装置4检测到的直流母线电压、充放电电路19的状态信息和以及来自电梯控制装置23的电梯***与运行相关信息对充放电电路19进行控制,使得直流母线6上的再生能量能够经充放电电路19被传送并储存至储能装置20中。同时将再生能量从直流母线6向储能装置20的传递信息(如功率、电流、总能量等)送至能耗电路控制装置18。能耗电路控制装置18则根据来自储能装置控制器22的再生能量传递信息、母线电压检测装置4的检测结果以及来自电梯控制装置23的电梯***与运行相关信息,判断电梯再生运行所产生的再生能量是否超过储能装置的储存容量,或电梯再生运行所产生的再生电流或再生功率是否超过储能装置或充放电电路所允许的上限;如果超出,能耗电路控制装置18根据能耗电路5需要消耗的再生电流或再生功率,生成能耗电路5中开关元件的脉宽调制信号并送至能耗电路5从而对其施加控制作用,藉此实现母线电压的恒定或按预定规律变化和/或在避免过充电的情况下实现对储能装置20的充电。
当电梯电机9处于电动状态时,电梯电机9经逆变器7从直流母线6上吸收电能,从而导致直流母线6两端的电压有下降趋势。储能装置控制器22根据储能装置状态检测器21检测到的储能装置20的状态信息、母线电压检测装置4检测到的直流母线电压和充放电电路19的状态信息, 对充放电电路19进行控制,使得储能装置20经充放电电路19向直流母线6释放所储存的再生能量。当电梯电机9的吸收功率超过储能装置20的释放功率上限或储能装置20因其所剩余能量达到其限制值而无法继续释放能量时,直流母线6两端的电压将会下降,当下降到一定程度时,外部电源1将会通过整流器2向直流母线6提供电能。
图2为充放电电路19的结构示意图。由图2可知,充放电电路19中包含有n个支路(n≥2),且每个支路即为一个由2个开关元件、1个电抗器构成的双向Buck-Boost变换器,此外每个支路还包含有1个用于检测支路电流的DC-DC电流检测器。n个支路相互并联后即组成所述充放电电路19,且一侧端与支流母线6的两端相连,另一侧端与储能装置20相连。
所述储能装置控制器22确定并依据一定分配策略将直流母线6与储能装置20间待传递电流或功率在所述充放电电路19的各支路间进行适当分配和控制。通过对充放电电路19中的2×n个开关元件进行适当的开通与关断控制,即可实现能量在充放电电路19中的双向传递。
所述再生电流的获取可以采取如下几种方式:
方式1:再生电流取为电梯再生运行产生的负载电流,而负载电流可以直接通过检测直流母线电流来获取,或是由逆变器3相侧电流,或交轴电流或其指令电流,或力矩电流或其指令电流经演算得到,或是由电梯运行速度、加速度和轿厢负载称量装置(或称“秤”)输出的轿厢负载情况辅以电梯***参数等电梯相关信息经演算得到。
方式2:再生电流取为由直流母线电压及其参考值确定的母线电压误 差电流。
方式3:再生电流取为母线电压误差电流加上通过方式1获取的负载电流后所得到的和。
方式4:再生电流取为电梯的再生功率除以母线电压后所得到的商。
方式5:再生电流取为电梯的再生功率与母线电压的商加上通过方式2获取的母线电压误差电流后所得到的和。
所述再生功率的获取可以采取如下几种方式:
方式A:再生功率可以通过计算电梯电机的力矩,或力矩电流与角速度之积而得到,或是通过计算交轴电流与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流与直轴电压指令值的乘积所得到的和,或交轴电流指令值与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流与直轴电压指令值的乘积所得到的和,或交轴电流与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流指令值与直轴电压指令值的乘积所得到的和,或交轴电流指令值与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流指令值与直轴电压指令值的乘积所得到的和来获取。
方式B:首先根据秤输出的轿厢负载情况、电梯运行加速度以及电梯***参数来计算电梯的实时力矩,然后结合电梯的运行速度计算出电梯的实时功率,最后再综合考虑***损耗、效率等因素对计算出的电梯实时功率进行适当调整后得到最终的电梯运行所需功率。
方式C:再生功率取为由直流母线电压及其参考值确定的母线电压误差功率加上通过方式A或B获得的计算结果后所得到的和。
图3为储能装置控制器22的结构示意图。由图3可知,储能装置控制器22包含如下2个组成单元:
分配单元,确定适当分配策略,并依据该分配策略将直流母线6与储能装置20间待传递电流或功率分配至各支路,生成各支路电流或功率指令值。
支路控制单元,根据各支路电流或功率指令值对充放电电路19各支路进行控制,实现支路电流或功率对其指令值的跟踪。
所述分配单元结构如图4所示,其工作过程为:将前述所得再生电流作为输入送入分配单元,然后在分配单元内部,再生电流作为输入被进一步送入由所要实现的支路电流最小化和均衡化、容错、功率开关元件的寿命均衡化和功耗损耗最小化等功能提前确定的预设分配策略模块,预设分配策略模块根据再生电流确定作为分配单元输出的各支路电流指令值。该结构中预设分配策略模块由所要实现的功能(即图4中欲实现功能模块的输出信号)决定,一旦要实现的功能确定,则预设分配策略亦确定,在工作过程中分配策略和所要实现的功能均保持不变。所述分配策略,可依据对容错功能、功率开关元件的寿命均衡和功耗最小化进行整体规划、统筹兼顾。
此外,所述分配单元结构亦可采用如图5所示结构,其工作过程为:同样将上述所得再生电流作为输入送入分配单元,然后在分配单元内部,再生电流作为输入被分别送入欲实现功能模块和预设分配策略模块中,欲实现功能模块根据再生电流确定所要实现的功能以及各功能的相对重要性并输出,接下来再生电流和欲实现功能模块的输出一起作为输入被送至预设分配策略模块,最后预设分配策略模块根据再生电流和欲实现功能模块的输出确定作为分配单元输出的各支路电流指令值。该结构中,所要实 现的功能会随再生电流的变化而有所不同,分配策略亦可随再生电流和所要实现的功能及各功能的相对重要性而变化。
所述分配单元亦可采用如图6所示结构,其工作过程为:将前述所得再生功率作为输入送入分配单元,然后在分配单元内部,再生功率作为输入被进一步送入由所要实现的支路功率最小化和均衡化、容错、功率开关元件的寿命均衡化和功耗损耗最小化等功能提前确定的预设分配策略模块,最后预设分配策略模块根据再生功率确定作为分配单元输出的各支路功率指令值。该结构中预设分配策略由所要实现的功能(即图6中欲实现功能模块的输出)决定,一旦要实现的功能确定,则预设分配策略亦确定,在工作过程中分配策略和所要实现的功能均保持不变。所述分配策略,可依据对容错功能、功率开关元件的寿命均衡和功耗最小化进行整体规划、统筹兼顾。
所述分配单元结构还可采用如图7所示结构,其工作过程为:同样将上述所得再生功率作为输入送入分配单元,然后在分配单元内部,再生功率作为输入被分别送入欲实现功能模块和预设分配策略模块中,欲实现功能模块根据再生功率确定所要实现的功能以及各功能的相对重要性并输出,接下来再生功率和欲实现功能模块的输出一起作为输入被送至预设分配策略模块,最后预设分配策略模块根据再生功率和欲实现功能模块的输出确定作为分配单元输出的各支路功率指令值。该结构中,所要实现的功能会随再生功率的变化而有所不同,分配策略亦可随再生功率和所要实现的功能及各功能的相对重要性而变化。
在一实施例中,支路控制单元的结构如图8所示,其工作过程为:分 配单元输出的支路电流指令值i_branch_ref与用于检测支路电流的DC-DC电流检测器的检测结果i_branch作为输入被送入一减法器,减法器经减法运算后得到其输出——支路电流误差e_ibranch,然后支路电流误差e_ibranch作为输入被送入支路电流控制器,最后支路电流控制器经控制作用后得到对应支路的功率开关元件的控制信号,通过这些控制信号对功率开关元件的控制作用,即可实现各支路电流对其指令值的跟踪。
在另一实施例中,支路控制单元的结构如图9所示,其工作过程为:用于检测支路电流的DC-DC电流检测器的检测结果i_branch与储能装置状态检测器输出的储能装置端电压u_enenry_store作为输入被一起送入一乘法器,乘法器经乘法运算后得到支路功率值,然后该支路功率值与分配单元输出的支路功率指令值P_branch_ref作为输入被送入一减法器,减法器经减法运算后得到支路功率误差e_Pbranch,然后支路功率误差e_Pbranch作为输入被送入支路功率控制器,最后支路功率控制器经控制作用后得到对应支路的功率开关元件的控制信号,通过这些控制信号对功率开关元件的控制作用,即可实现各支路功率对其指令值的跟踪。
图10为前述再生电流获取方式中母线电压误差电流的获取单元结构示意图,其工作过程为:母线电压检测装置4输出的母线电压实际值VDC与母线电压的参考值VDCref一起作为输入量被送入一减法器,减法器经减法运算后得到母线电压误差evdc,该误差进一步作为输入被送入一电压控制器,后者输出得到母线电压误差电流。
所述储能装置可为蓄电池、超级电容、纳米电容以及其它未述及的储能性装置的一种或若干种组合,以及其与燃料电池的组合;所述储能装置 状态检测器通过检测所述储能装置的电压、电流、温度及其它能够反应所述储能装置工作状态的一种或若干种特性的组合来实现对所述储能装置的状态检测;所述充放电电路采用了由n(n≥2)个双向Buck-Boost变换器作为并联支路,该结构的采用可以大幅降低所述充放电电路中的功率开关元件的电气容量(主要是其额定电流)。
所述各支路电流或功率最小化的实现方式为:将电流或功率平均分配至所述充放电电路的各个支路中,这样即可同时实现流经所述充放电电路的各个支路的电流或功率的最小化和均衡化。
所述容错功能的实现方式为:首先确定作为冗余的支路数量n-m(m为小于n的自然数),然后充放电电路各支路正常时,仅有m个支路作为工作支路参与能量传递,当工作支路中的k(k为小于等于n-m的自然数)个支路发生故障时,将发生故障的工作支路切换至冗余支路,使得充放电电路完成其功能,从而实现其基于硬件冗余的容错功能。
所述功率开关元件寿命均衡化的实现方式为:在实现所述充放电电路基于硬件冗余的容错功能时,适当选择作为硬件冗余的n-m个支路或作为工作支路的m个支路,以及在工作状态下适当选择冗余支路的切换目标,即可实现各支路功率开关元件的总开关次数等量化,从而实现各支路功率开关元件的寿命均衡。
所述功率开关元件功耗最小化的实现方式为:首先依据各支路功率开关元件的功耗(包括开关损耗和导通)与电流之间的关系建立功率开关元件的功耗目标函数,然后以所述充放电电路的n个支路的总电流指令或总功率和所述充放电电路的支路个数n为约束条件对上述功耗目标函数进 行极小化求解,最后按照求解出的支路数量再综合其它要实现的功能对总电流指令在各支路间进行分配。
所述储能装置可固定安装于建筑物内,亦可安装于电梯轿厢或对重上并随之一起运动;所述电梯控制装置可并联连接于由多台共用直流母线的电梯所组成的电梯组中,并利用所述储能装置控制器实现电梯节能、容错功能。
所述储能装置控制器,可依据电梯负载状况以及电梯的***参数(如本次运行周期的最大速度与加速度、***摩擦等),控制储能装置在电梯电机做大功率电动运行时释放能量至直流母线从而为电梯电机的电动运行提供电力,藉此实现电梯电源设备的电气容量的降低。此处的“电梯电机做大功率电动运行”,主要是指电梯在诸如重载加速上行或轻载加速下行(尤其是在重载加速上行或轻载加速下行加速过程结束前)等特定情况下,电梯电机输出的力矩或功率通常会远大于电梯匀速运行等情况下输出的力矩或功率。
尽管在现有技术、尤其是现已公开的专利中已经有多种利用储能装置实现电梯节能、降低电梯电源***容量等功能的技术方案,但这些方案所能实现的功能都相对单一。本发明提供的电梯控制装置克服了现有技术方案功能单一的缺憾,利用本发明提供的技术方案即可同时实现电梯节能、降低电梯电源***容量等多种功能。尤为重要的是,本发明提供的技术方案还具有如下几点现有技术所不具备但却极为重要的突出优点:
A、可大幅降低作为直流母线与储能装置之间能量传递桥梁的充放电电路中功率开关元件的电气容量,且因大容量功率开关元件的价格通常会 远高于低容量功率开关元件的价格,因此可实现成本的降低。
B、可利用发生故障时重新分配工作支路来实现该装置基于硬件冗余的容错功能,从而大幅提高装置的可靠性。
C、可对工作支路功耗进行优化,有效降低各支路功率开关元件的功耗,从而进一步实现电梯节能。
D、可实现母线电压恒定或按预定规律变化,以及在避免过充电的范围内对储能装置进行充电。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种用于电梯的控制装置,包括:
一储能装置,经一充放电电路跨接于直流母线两端,用于储存电梯电机再生运行时产生的再生能量,并在电梯电机电动运行时将所储能量释放至直流母线;
一储能装置状态检测器,用于检测所述储能装置工作状态;
一储能装置控制器,用于控制直流母线与所述储能装置间的能量流动;
一充放电电路,设置于直流母线与所述储能装置之间,用于实现二者之间的能量双向流动;
一能耗电路,设置于直流母线两端,用于将再生能量转化为热量而实现再生能量的消耗;其特征在于,还包括:
一能耗电路控制装置,通过对能耗电路中的开关元件开通与关断动作的控制实现对能耗电路的能耗调节;
所述充放电电路包含有n个并联支路,其中,n≥2;
当电梯再生运行产生的再生能量超过储能装置的储存容量,或电梯再生运行产生的再生电流或再生功率超过储能装置或充放电电路所允许的上限时,所述能耗电路控制装置根据能耗电路需要消耗的再生电流或再生功率控制所述能耗电路将再生电流或再生功率超出部分的全部或部分消耗掉,实现母线电压恒定或按预定规律变化和/或在避免过充电的范围内对储能装置进行充电。
2.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述再生电流即为电梯再生运行时产生的负载电流,该负载电流可直接通过检测直流母线电流来获取,或是由逆变器3相侧电流,或交轴电流或交轴电流指令值,或力矩电流或力矩电流指令值经演算得到,或是由电梯运行速度、加速度和轿厢负载称量装置输出的轿厢负载情况辅以电梯***参数经演算得到。
3.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述再生电流为由直流母线电压及其参考值确定的母线电压误差电流。
4.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述再生电流为由直流母线电压及其参考值确定的母线电压误差电流,加上由通过检测直流母线电流得到的负载电流,或者是加上由逆变器3相侧电流、或交轴电流或交轴电流指令值、或力矩电流或其力矩电流指令值经演算得到的负载电流,或者是加上由电梯运行速度、加速度和轿厢负载称量装置输出的轿厢负载情况辅以电梯***参数经演算后获得的负载电流后所得到的和。
5.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述再生电流为电梯的再生功率除以直流母线电压所得到的商,或是电梯的再生功率除以直流母线电压所得到的商加上由直流母线电压及其参考值确定的母线电压误差电流后所得到的和。
6.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述再生功率可以通过计算电梯电机的力矩,或力矩电流与角速度之积,或交轴电流与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流与直轴电压指令值的乘积所得到的和,或交轴电流指令值与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流与直轴电压指令值的乘积所得到的和,或交轴电流与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流指令值与直轴电压指令值的乘积所得到的和,或交轴电流指令值与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流指令值与直轴电压指令值的乘积所得到的和;或者根据轿厢负载称量装置输出的轿厢负载情况、电梯运行速度、加速度以及电梯***参数计算出的电梯实时功率,再综合考虑***损耗、效率因素对计算出的电梯实时功率进行适当调整后得到。
7.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述再生功率,可以是由直流母线电压及其参考值确定的母线电压误差功率,加上通过计算电梯电机的力矩,或力矩电流与角速度之积,或交轴电流与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流与直轴电压指令值的乘积所得到的和,或交轴电流指令值与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流与直轴电压指令值的乘积所得到的和,或交轴电流与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流指令值与直轴电压指令值的乘积所得到的和,或交轴电流指令值与交轴电压指令值的乘积加上直轴电流指令值与直轴电压指令值的乘积所得到的和;
或者,由直流母线电压及其参考值确定的母线电压误差功率,加上根据轿厢负载称量装置输出的轿厢负载情况、电梯运行速度、加速度以及电梯***参数计算出的电梯实时功率,再综合考虑***损耗、效率对计算出的电梯实时功率进行适当调整后得到的计算结果之和。
8.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述储能装置控制器,确定并依据一定分配策略将直流母线与储能装置间待传递电流或功率在所述充放电电路的各支路间进行适当分配和控制。
9.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述储能装置控制器包括,
分配单元,确定适当分配策略,并依据该分配策略将直流母线与储能装置间待传递电流或功率分配至各支路,生成各支路电流或功率指令值;
支路控制单元,根据各支路电流或功率指令值对充放电电路各支路进行控制,实现支路电流或功率对其指令值的跟踪。
10.根据权利要求8或9所述的控制装置,其特征在于:所述分配策略是,将电流或功率分配至所述充放电电路的m个支路中,当m个支路中的k个支路发生故障时,将发生故障的k个支路切换至余下的n-m个支路,实现所述充放电电路基于硬件冗余的容错功能;其中,m为小于n的自然数,k为小于或等于n-m的自然数。
11.根据权利要求10所述的控制装置,其特征在于:所述分配策略是,在实现所述充放电电路基于硬件冗余的容错功能时,通过适当选择作为硬件冗余的n-m个支路或作为工作支路的m个支路,以及在工作状态下适当选择冗余支路的切换目标,实现各支路功率开关元件的总开关次数等量化,从而有利于各支路功率开关元件的寿命均衡。
12.根据权利要求8或9所述的控制装置,其特征在于:所述分配策略是,首先依据各支路功率开关元件的功耗与电流之间的关系建立功率开关元件的功耗目标函数,然后以所述充放电电路的n个支路的总电流指令值或总功率指令值和所述充放电电路的支路个数n为约束条件,对上述功耗目标函数进行极小化求解,最后按照求解出的支路数量再综合其它要实现的功能对总电流指令值或总功率在各支路间进行分配。
13.根据权利要求8或9所述的控制装置,其特征在于:所述分配策略是,将电流或功率平均分配至所述充放电电路的各个支路中,实现流经所述充放电电路的各个支路的电流或功率的最小化和均衡化。
14.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述能耗电路控制装置,根据能耗电路待消耗的电流或功率对能耗电路中的开关元件进行控制。
15.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述储能装置可为蓄电池、超级电容或纳米电容的一种或多种组合,或蓄电池、超级电容或纳米电容的一种或多种组合与燃料电池的组合。
16.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述储能装置状态检测器通过检测所述储能装置的电压、电流或温度的一种或多种特性的组合来实现对所述储能装置的状态检测。
17.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述充放电电路采用双向Buck-Boost变换器作为并联支路。
18.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述储能装置控制器依据电梯负载状况以及电梯的***参数,使储能装置在电梯电机做大功率电动运行时释放能量至直流母线,从而为电梯电机的电动运行提供电力。
19.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述用于电梯的控制装置并联连接于由多台共用直流母线的电梯所组成的电梯组中,并利用所述储能装置控制器实现电梯节能、容错功能。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201010251556XA CN102372198B (zh) | 2010-08-12 | 2010-08-12 | 用于电梯的控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201010251556XA CN102372198B (zh) | 2010-08-12 | 2010-08-12 | 用于电梯的控制装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102372198A CN102372198A (zh) | 2012-03-14 |
CN102372198B true CN102372198B (zh) | 2013-10-23 |
Family
ID=45791526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201010251556XA Active CN102372198B (zh) | 2010-08-12 | 2010-08-12 | 用于电梯的控制装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102372198B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107117510B (zh) * | 2017-04-14 | 2018-05-29 | 特斯联(北京)科技有限公司 | 一种智能电梯远程监控*** |
CN110048445B (zh) * | 2018-01-17 | 2021-05-25 | 上海三菱电梯有限公司 | 电梯节能装置 |
CN110040587B (zh) * | 2018-01-17 | 2021-05-25 | 上海三菱电梯有限公司 | 电梯节能调配装置 |
CN111099483B (zh) * | 2018-10-25 | 2021-10-08 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 升降机、电能存储释放控制器和电能存储释放方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1311151A (zh) * | 2000-02-28 | 2001-09-05 | 三菱电机株式会社 | 电梯控制装置 |
CN1930071A (zh) * | 2004-03-18 | 2007-03-14 | 东芝电梯株式会社 | 升降机控制装置 |
WO2007145628A1 (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-21 | Otis Elevator Company | Electrical energy storage system for driving a load |
CN101282898A (zh) * | 2005-10-07 | 2008-10-08 | 奥蒂斯电梯公司 | 升降机电源*** |
CN101409526A (zh) * | 2007-10-10 | 2009-04-15 | 株式会社日立制作所 | 电梯***以及蓄电池单元 |
-
2010
- 2010-08-12 CN CN201010251556XA patent/CN102372198B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1311151A (zh) * | 2000-02-28 | 2001-09-05 | 三菱电机株式会社 | 电梯控制装置 |
CN1930071A (zh) * | 2004-03-18 | 2007-03-14 | 东芝电梯株式会社 | 升降机控制装置 |
CN101282898A (zh) * | 2005-10-07 | 2008-10-08 | 奥蒂斯电梯公司 | 升降机电源*** |
WO2007145628A1 (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-21 | Otis Elevator Company | Electrical energy storage system for driving a load |
CN101409526A (zh) * | 2007-10-10 | 2009-04-15 | 株式会社日立制作所 | 电梯***以及蓄电池单元 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
一种多重工作方式的双向DC/DC变换器;王善磊 等;《机电工程》;20081031;第25卷(第10期);第21-23页 * |
多重化双向DC-DC变换器复合校正双闭环控制策略研究;陈明 等;《电力自动化设备》;20090331;第29卷(第3期);第83页 * |
王善磊 等.一种多重工作方式的双向DC/DC变换器.《机电工程》.2008,第25卷(第10期), |
陈明 等.多重化双向DC-DC变换器复合校正双闭环控制策略研究.《电力自动化设备》.2009,第29卷(第3期), |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102372198A (zh) | 2012-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101877098B1 (ko) | 다단 급속 재충전 시스템 | |
CN102616145B (zh) | 一种电动汽车再生制动能量储存装置 | |
CN103010868B (zh) | 电梯节能***及其控制方法 | |
CN101978570B (zh) | 电力变换装置 | |
JP2007519587A (ja) | エレベータシステム用省エネルギー可変速駆動装置 | |
US8714313B2 (en) | Electrical power system with power limiting to network | |
CN102791514A (zh) | 电力机车的驱动控制装置 | |
KR20010085711A (ko) | 엘리베이터의 제어장치 | |
CN108448700B (zh) | 起重***混合能量储能装置、***及控制方法 | |
CN107591870A (zh) | 电梯用储能*** | |
CN102372198B (zh) | 用于电梯的控制装置 | |
CN102910505B (zh) | 具有多种工作模式的电梯节能装置及其控制方法 | |
CN103153683A (zh) | 制动能量管理***及其控制方法 | |
CN107352338B (zh) | 基于双能量存储模式的电梯节能装置及其控制运行方法 | |
CN105610190B (zh) | 轨道交通车辆再生能源回馈综合利用装置及*** | |
CN102452588B (zh) | 电梯节能装置 | |
CN114421789A (zh) | 牵引辅助变流器的预充电装置、***及方法 | |
CN102372197B (zh) | 电梯控制装置 | |
CN104467004A (zh) | 新能源汽车电机测试电源 | |
CN102336356B (zh) | 电梯节能装置 | |
WO1998025849A1 (fr) | Dispositif de commande d'ascenseur et dispositif de commande destine a un convertisseur de puissance | |
CN103001238B (zh) | 电梯节能*** | |
CN102633170B (zh) | 电梯节能装置及其控制方法 | |
CN102381594B (zh) | 电梯节能装置 | |
JP5385728B2 (ja) | 制御方法及び制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |