CN203826986U - 一种lc滤波电梯能量回馈电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LC滤波电梯能量回馈电路，包括依次连接三相不可控整流模块、直流母线侧电容、三相全桥可控逆变模块、电梯曳引机，该三相全桥可控逆变模块同时经并网逆变器后连接三相电网，其主要技术特点是：还包括LC滤波器、隔离二极管和稳压电容，所述的LC滤波器接入并网逆变器输出端和三相电网之间，所述的稳压电容与并网逆变器输入端并联，所述的隔离二极管的P极与直流母线侧电容正极连接，该隔离二极管的N极与稳压电容正极连接。本电梯能量回馈电路充分利用7.5KW及其以下小功率电梯***具有线路等效电阻大的特点，通过网侧等效电阻可以有效抑制振荡，滤除并网电流高次谐波，且不产生额外损耗，***稳定性高，社会效益和经济效益明显。
Description
技术领域
本实用新型属于电梯控制技术领域，尤其是一种LC滤波电梯能量回馈电路。
背景技术
随着城镇化建设进程的加快，许多城市建筑都开始向垂直方向发展。作为高层建筑中的主要交通工具，楼层越多，电梯的能耗就越大，能源节约型社会的发展对电梯节能的要求就越高，智能、高效、环保将成为未来电梯业的发展趋势和共同目标。
在电梯变频调速***中，电梯作为位能性负载，在重载下行、轻载上行或制动时，曳引机处于再生发电状态，产生的再生电能通过逆变器转换为直流电，传输到直流母线侧电容上并产生泵升电压，这部分电压如果不能及时处理，将严重威胁***安全。为保证电梯安全运行并合理利用这部分电能，实现安全节能运行，如何处理电梯再生能量成为解决问题的关键。
电梯再生能量的处理主要分为耗能型和回馈型两种，目前使用较多的技术方案是将电梯再生能量回馈至电网，如中国专利文献“分离式自充电电梯能量回馈装置”（公开号为CN101565138A）提出利用隔离二极管将能量回馈单元并联在电网和电梯变频调速***的直流侧之间即为回馈型方案的应用。随着分布式电源的发展，生产生活对电网电能质量的要求提高，国家对并网***的馈电质量制定了严格的标准要求，这种结构的实现关键在于再生能量的处理，不仅需要将再生能量逆变为与电网同频率同相位的交流电，更需要有效抑制谐波。电梯能量回馈滤波器通常包括L，LC和LCL三种类型，L型滤波器结构简单，但对开关纹波的滤除效果不明显，高频特性差，加大电感量提高滤波效果将造成***体积大；LCL型滤波器对高次谐波的抑制效果好，但其为三阶***，***控制复杂，参数设计复杂且易发生谐振，威胁***稳定。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、性能稳定、体积小且成本低的LC滤波电梯能量回馈电路。
本实用新型解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种LC滤波电梯能量回馈电路，包括三相不可控整流模块、直流母线侧电容、三相全桥可控逆变模块、电梯曳引机及并网逆变器；三相不可控整流模块、直流母线侧电容、三相全桥可控逆变模块和电梯曳引机依次相连接，三相全桥可控逆变模块同时经并网逆变器后连接三相电网，还包括LC滤波器、隔离二极管和稳压电容，所述的LC滤波器接入并网逆变器输出端和三相电网之间，所述的稳压电容与并网逆变器输入端并联，所述的隔离二极管的P极与直流母线侧电容正极连接，该隔离二极管的N极与稳压电容正极连接。
而且，所述的LC滤波器为对称型电路。
而且，所述的LC滤波器由第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3组成，所述第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3的一端分别与并网逆变器的交流输出端连接，第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3的另一端连接三相电网并分别与第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3连接。
而且，所述的第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3之间为星型连接。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本电梯能量回馈电路采用LC滤波器能够有效滤除高次谐波，而且参数设计简单，具有滤波效果好、控制简单、体积小、成本低等特点。
2、本电梯能量回馈电路的能量回馈部分独立性好，能量回馈电路的工作不影响原有电梯变频调速驱动电路正常运行，***安全性能较高。
3、本电梯能量回馈电路充分利用7.5KW及其以下小功率电梯***具有线路等效电阻大的特点，通过网侧等效电阻可以有效抑制振荡，滤除并网电流高次谐波，且不产生额外损耗，***稳定性高，社会效益和经济效益明显。
附图说明
图1为本实用新型的整体电路示意图；
图2为本实用新型的LC滤波器细节电路图。
图中，1：三相不可控整流模块，2：直流母线侧电容，3：三相全桥可控逆变模块，4：电梯曳引机，5：隔离二极管，6：稳压电容，7：并网逆变器，8：LC滤波器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。
一种LC滤波电梯能量回馈电路，如图1所示，包括三相不可控整流模块1、直流母线侧电容2、三相全桥可控逆变模块3、电梯曳引机4、隔离二极管5、稳压电容6、并网逆变器7和LC滤波器8，三相不可控整流模块、直流母线侧电容、三相全桥可控逆变模块和电梯曳引机依次相连接，三相电网电源信号经三相不可控整流模块整流，由直流侧电容滤波稳压输出，三相全桥可控逆变模块将输出的直流电逆变为交流电输出至电梯曳引机，三相全桥可控逆变模块同时经并网逆变器后连接三相电网；所述的LC滤波器分别与并网逆变器输出端和三相电网连接，所述的稳压电容与并网逆变器输入端并联，所述的隔离二极管的P极与直流侧母线电容正极连接，隔离二极管的N极与稳压电容正极连接。
所述的LC滤波器由第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3组成，LC滤波器为对称型电路，L1=L2=L3，C1=C2=C3。LC滤波器的第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3的一端分别与并网逆变器的交流输出端连接，第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3的另一端连接三相电网，并分别与第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3连接，第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3之间为星型连接。
本LC滤波电梯能量回馈电路主要适用于7.5KW及其以下的小功率电梯***，该***线路电阻大，不能忽略，所以还应当考虑第一线路等效电阻R1、第二线路等效电阻R2、第三线路等效电阻R3的影响，如图2所示，上述三个等效电阻R1、R2、R3分别是由a、b、c三相导线电阻、第一滤波电感至第三滤波电感L1、L2、L3寄生电阻和第一滤波电容至第三滤波电容C1、C2、C3寄生电阻等效的总电阻，R1=R2=R3。
下面对本实用新型的工作过程进行说明：
鉴于并网逆变器的输入端与稳压电容并联，再经隔离二极管与直流母线侧电容并联，并网逆变器的输出端经LC滤波器与外三相电网连接，在直流母线侧电容和稳压电容之间串联了隔离二极管，且隔离二极管的P极与直流侧母线电容正极连接，N极与稳压电容正极连接，可以保证LC滤波电梯能量回馈电路的正常工作，防止电网电流经并网逆变器流入直流母线侧电容。
曳引电机处于电动状态时，电网三相交流信号经三相不可控整流模块整流，直流母线侧电容分别连接三相不可控整流模块与三相全桥可控逆变模块，电容的滤波特性使直流侧电压保持平稳，减小纹波，三相全桥可控逆变模块将直流母线侧电容输出的直流电逆变为电压、频率可调的三相交流电驱动7.5KW及其以下电梯曳引机。
电梯处于轻载上行、重载下行或制动时，曳引电机处于发电状态，产生的再生能量经三相全桥可控逆变模块中的续流二极管整流转换为直流电，三相不可控整流模块的单向导通特性使得这部分直流电只能向直流母线侧电容充电，直流母线侧电容电压泵升，这部分能量经过隔离二极管流入稳压电容两侧，稳压后经并网逆变器逆变为三相工频交流电。采用LC滤波器对并网逆变器逆变产生的三相工频交流电进行高次谐波滤除，使并网电流谐波达到标准，且入网电流与电网电压相位一致，达到同频同相，线路网侧等效电阻抑制LC振荡，滤波后的电能回馈至三相电网中。
在本实用新型中的LC滤波器参数设计简单，控制容易，成本低，且由于在7.5KW及其以下小功率电梯***中，网侧导线的线路电阻不能忽略，其网侧等效电阻可以有效抑制振荡，并不产生额外损耗，***稳定性高。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (4)
1.一种LC滤波电梯能量回馈电路，包括三相不可控整流模块、直流母线侧电容、三相全桥可控逆变模块、电梯曳引机及并网逆变器；三相不可控整流模块、直流母线侧电容、三相全桥可控逆变模块和电梯曳引机依次相连接，三相全桥可控逆变模块同时经并网逆变器后连接三相电网，其特征在于：还包括LC滤波器、隔离二极管和稳压电容，所述的LC滤波器接入并网逆变器输出端和三相电网之间，所述的稳压电容与并网逆变器输入端并联，所述的隔离二极管的P极与直流母线侧电容正极连接，该隔离二极管的N极与稳压电容正极连接。
2.根据权利要求1所述的一种LC滤波电梯能量回馈电路，其特征在于：所述的LC滤波器为对称型电路。
3.根据权利要求1或2所述的一种LC滤波电梯能量回馈电路，其特征在于：所述的LC滤波器由第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3组成，所述第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3的一端分别与并网逆变器的交流输出端连接，第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3的另一端连接三相电网并分别与第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3连接。
4.根据权利要求3所述的一种LC滤波电梯能量回馈电路，其特征在于：所述的第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3之间为星型连接。
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Cited By (4)
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