CN201850017U - 一种新型的超级电容式电梯节能控制装置 - Google Patents

一种新型的超级电容式电梯节能控制装置 Download PDF

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周经成
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Jiangsu WELM Technology (Stock-Holding) Co., Ltd.
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Nantong Weike Electromechanical Manufacturing Co Ltd
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Abstract

一种新型的超级电容式电梯节能控制装置，它涉及电梯控制装置技术领域。它的交流电机电梯控制器、制动单元/电阻、双向DC/DC变换器和拽引机均连接至变频器，超级电容器组与双向DC/DC变换器连接，双向DC/DC变换器与应急电源功能模块，且应急电源功能模块通过直流母线连接至双向DC/DC变换器与变频器的连接处，双向DC/DC变换器与能量控制单元连接。它能将拽引机制动能量存储于超级电容器组，并在拽引机电动运行，尤其在大电流、大功率工作的时候释放能量，提供峰值功率，从而达到节能目的。

Description

一种新型的超级电容式电梯节能控制装置
技术领域：
本实用新型涉及电梯控制装置技术领域，具体涉及一种新型的超级电容式电梯节能控制装置。
背景技术：
我国每年新增电梯超过10万台，如果80％的电梯采用节能技术，按每天8小时计算，新安装的电梯就可以节电16亿千瓦时。如果到2015年，全国电梯仍采用非节能电梯，将多耗电800亿千瓦时，也就是相当于三峡电站1年的发电量(847亿千瓦时)。面对这个惊人的数字，业界人士不能不关注电梯的节能问题。
然而现实是，新型节能电梯在推广中不尽如人意。由于节能电梯目前价格比普通电梯高出5％至10％，不少地方政府和一些大客户对电梯节能指标的要求并不明显，他们大多只关心价格高低。据介绍，目前国内电梯保有量已经达到65多万台，但是节能电梯仅占1.92％。
专业人士提供的一份资料显示，目前，我国在用电梯总保有量已位居世界第3位，预计几年后国内电梯装机容量将由现在的每年10多万台上升到20至30万台，保有量将跃居世界前列。由此看来，电梯能耗问题的解决，已经刻不容缓。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供一种新型的超级电容式电梯节能控制装置，它能取代或部分取代原电梯控制驱动***中的制动电阻，转而将曳引机制动能量存储于超级电容器组，并在曳引机电动运行，尤其在大电流、大功率工作的时候释放能量，提供峰值功率，从而达到“削峰填谷”的节能目的。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它是由交流电机、电梯控制器、制动单元/电阻、超级电容器组、变频器、双向DC/DC变换器、能量控制单元、曳引机和应急电源功能模块组成，交流电机电梯控制器、制动单元/电阻、双向DC/DC变换器和曳引机均连接至变频器，超级电容器组与双向DC/DC变换器连接，双向DC/DC变换器与应急电源功能模块，且应急电源功能模块通过直流母线连接至双向DC/DC变换器与变频器的连接处，双向DC/DC变换器与能量控制单元连接。
所述的能量控制单元通过电量信号采集装置分别连接至超级电容器组与双向DC/DC变换器的连接处、双向DC/DC变换器与变频器的连接处。
超级电容模块作为能量缓冲器，吸收曳引机制动能量，在起动等需要大功率输出的时候释放能量，从而减少***从电网的电能需求量，达到节能的目的。超级电容组模块由超级电容单体串、并联组成，模组采用均衡措施平衡电容单体充放电。为了充分利用超级电容组模块储能，灵活控制***功率流动，在超级电容组模块和变频器的直流母线之间加入双向DC/DC变换器，将超级电容模块的端口电压变换做变频器允许的工作电压。双向DC/DC变换器的功率流是双向的，因为工作中电容既要充电(制动能量回收)，又要放电(曳引机电动做功)。通过双向DC/DC变换器控制超级电容模块的充放电电流、电压，维持变频器直流母线的电压。
整个***存在电网供电，超级电容模块和双向DC/DC变换器构成的电能变换器，曳引机和变频器组成的机电能量变换器，还有作为备用的制动单元/电阻。通过***控制器，根据电梯的运行状态，超级电容模块的荷电状态、健康情况以及电网当前供电情况，控制双向DC/DC变换器，控制功率取自电网或超级电容，控制制动能量流向超级电容或制动单元/电阻，在保证***安全运行，不降低部件寿命的前提下实现再生制动能量利用率最大化，***效率最优化，从而实现节能最大化。
在电梯遇到电网或其它原因造成电梯停电时，自动救援设备可在短时间之内迅速作出反应，切换电源接管电梯控制权，将电梯运行到平层位置并打开轿门和厅门，让乘客安全走出电梯。应急电源功能模块则提供电梯停电时，自动紧急救援设备运行所需的电源，包括控制***电源部分、驱动器所需电源。
本实用新型能取代或部分取代原电梯控制驱动***中的制动电阻，转而将曳引机制动能量存储于超级电容器组，并在曳引机电动运行，尤其在大电流、大功率工作的时候释放能量，提供峰值功率，从而达到“削峰填谷”的节能目的。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式：
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它是由交流电机1、电梯控制器2、制动单元/电阻3、超级电容器组4、变频器5、双向DC/DC变换器6、能量控制单元7、曳引机8和应急电源功能模块9组成，交流电机1电梯控制器2、制动单元/电阻3、双向DC/DC变换器6和曳引机8均连接至变频器5，超级电容器组4与双向DC/DC变换器6连接，双向DC/DC变换器6与应急电源功能模块9，且应急电源功能模块9通过直流母线连接至双向DC/DC变换器6与变频器5的连接处，双向DC/DC变换器6与能量控制单元7连接。
所述的能量控制单元7通过电量信号采集装置分别连接至超级电容器组4与双向DC/DC变换器6的连接处、双向DC/DC变换器6与变频器5的连接处。
超级电容模块4作为能量缓冲器，吸收曳引机8制动能量，在起动等需要大功率输出的时候释放能量，从而减少***从电网的电能需求量，达到节能的目的。超级电容组模块4由超级电容单体串、并联组成，模组采用均衡措施平衡电容单体充放电。为了充分利用超级电容组模块4储能，灵活控制***功率流动，在超级电容组模块4和变频器5的直流母线之间加入双向DC/DC变换器6，将超级电容模块4的端口电压变换做变频器5允许的工作电压。双向DC/DC变换器6的功率流是双向的，因为工作中电容既要充电(制动能量回收)，又要放电(曳引机8电动做功)。通过双向DC/DC变换器6控制超级电容模块4的充放电电流、电压，维持变频器5直流母线的电压。
整个***存在电网供电，超级电容模块4和双向DC/DC变换器6构成的电能变换器，曳引机8和变频器5组成的机电能量变换器，还有作为备用的制动单元/电阻3。通过***控制器，根据电梯的运行状态，超级电容模块4的荷电状态、健康情况以及电网当前供电情况，控制双向DC/DC变换器6，控制功率取自电网或超级电容，控制制动能量流向超级电容或制动单元/电阻3，在保证***安全运行，不降低部件寿命的前提下实现再生制动能量利用率最大化，***效率最优化，从而实现节能最大化。
在电梯遇到电网或其它原因造成电梯停电时，自动救援设备可在短时间之内迅速作出反应，切换电源接管电梯控制权，将电梯运行到平层位置并打开轿门和厅门，让乘客安全走出电梯。应急电源功能模块9则提供电梯停电时，自动紧急救援设备运行所需的电源，包括控制***电源部分、驱动器所需电源。
本具体实施方式它能取代或部分取代原电梯控制驱动***中的制动电阻，转而将曳引机制动能量存储于超级电容器组，并在曳引机电动运行，尤其在大电流、大功率工作的时候释放能量，提供峰值功率，从而达到“削峰填谷”的节能目的。主要应用于民用、工业用电梯，在高速、大负荷运行的电梯***中，效果尤其明显。

Claims (2)

1.一种新型的超级电容式电梯节能控制装置，其特征在于它是由交流电机(1)、电梯控制器(2)、制动单元/电阻(3)、超级电容器组(4)、变频器(5)、双向DC/DC变换器(6)、能量控制单元(7)、拽引机(8)和应急电源功能模块(9)组成，交流电机(1)电梯控制器(2)、制动单元/电阻(3)、双向DC/DC变换器(6)和拽引机(8)均连接至变频器(5)，超级电容器组(4)与双向DC/DC变换器(6)连接，双向DC/DC变换器(6)与应急电源功能模块(9)，且应急电源功能模块(9)通过直流母线连接至双向DC/DC变换器(6)与变频器(5)的连接处，双向DC/DC变换器(6)与能量控制单元(7)连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型的超级电容式电梯节能控制装置，其特征在于所述的能量控制单元(7)通过电量信号采集装置分别连接至超级电容器组(4)与双向DC/DC变换器(6)的连接处、双向DC/DC变换器(6)与变频器(5)的连接处。
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Assignor: Nantong Weike Electromechanical Manufacturing Co., Ltd.

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Denomination of utility model: Novel super-capacitor-type elevator energy-saving control device

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