一種超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器，包括由不可控整流橋模塊、直流母線濾波電容、超級電容儲能裝置、變頻器功率模塊以及電梯曳引機(jī)構(gòu)成的超級電容儲能式電梯變頻驅(qū)動單元；所述的超級電容儲能裝置包括雙向DC-DC電路，其主要技術(shù)特點是：在雙向DC-DC電路中串聯(lián)了一個限流保護(hù)電路。本發(fā)明設(shè)計合理，不僅可以保存超級電容儲能式電梯性能上的原有優(yōu)勢，同時也可以在電梯檢修時方便、快捷、安全的將超級電容中儲能的電能放出，使得電梯在檢修時處于無電狀態(tài)，有效地電梯檢修人員在對電梯進(jìn)行故障維護(hù)和檢修時處于安全狀態(tài)，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
【專利說明】—種超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電梯控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化的發(fā)展越來越快，越來越多的高樓矗立而起。隨著高層建筑的增多，電梯數(shù)量也處于快速發(fā)展階段，我國已成為世界電梯第一大生產(chǎn)國和第一大電梯消費(fèi)國。而電梯是建筑電氣中的耗能大戶，因此，近年來電梯節(jié)能技術(shù)得到越來越多的重視。
[0003]隨著交流調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展，目前電梯市場的主流產(chǎn)品都是基于變壓變頻調(diào)速技術(shù)，該類電梯產(chǎn)品電動機(jī)會產(chǎn)生再生能量，這部分再生電能量通過電機(jī)和變頻器轉(zhuǎn)換為直流電能，作用于中間直流濾波電容上并產(chǎn)生泵升電壓。為了防止這部分儲存在直流濾波電容上的再生能量不能及時釋放而威脅系統(tǒng)安全，同時出于節(jié)能問題考慮，要求再次利用這部分再生電能，由此電梯再生電能能量回饋技術(shù)受到人們廣泛關(guān)注。
[0004]而在電梯能量回饋技術(shù)中，超級電容儲能式電梯得到了廣泛的關(guān)注，并迅速發(fā)展起來，例如，專利文獻(xiàn)“超級電容儲能式電梯一體化驅(qū)動控制裝置”及“超級電容儲能式電梯驅(qū)動器”均通過在直流母線側(cè)并聯(lián)超級電容儲能裝置，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時，通過雙向DC-DC電路進(jìn)行降壓存儲到超級電容中；當(dāng)電機(jī)耗能時再通過雙向DC-DC電路升壓為電機(jī)提供能量。而電梯作為一種特殊設(shè)備，需要定期進(jìn)行檢測，由于超級電容儲能式電梯的超級電容具有較大容值，其兩端電壓較高，因此，在檢修時必須對其進(jìn)行放電處理，否則極易給檢修人員造成危險，現(xiàn)有的超級電容儲能式電梯普遍缺少上述放電保護(hù)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器，解決了超級電容儲能式電梯在檢修時給檢修人員造成危險的問題。
[0006]本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器，包括由不可控整流橋模塊、直流母線濾波電容、超級電容儲能裝置、變頻器功率模塊以及電梯曳引機(jī)構(gòu)成的超級電容儲能式電梯變頻驅(qū)動單元；所述的不可控整流橋模塊連接外部三相交流電網(wǎng)，將三相交流信號整流為直流信號；所述的直流母線濾波電容并聯(lián)在不可控整流橋模塊的直流母線的正負(fù)輸出兩端，對不可控整流橋模塊輸出的直流信號進(jìn)行濾波處理；所述的變頻器功率模塊與直流母線的正負(fù)輸出兩端連接，對直流母線濾波電容濾波處理后的直流信號進(jìn)行逆變處理并輸出電梯曳引機(jī)所需要頻率的三相交流信號；所述的超級電容儲能裝置與直流母線濾波電容并聯(lián)，該超級電容儲能裝置包括雙向DC-DC電路，在雙向DC-DC電路中串聯(lián)了一個限流保護(hù)電路。
[0008]而且，所述的限流保護(hù)電路由能耗電阻和接觸器常閉觸點開關(guān)并聯(lián)組成。[0009]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0010]1、本發(fā)明通過在超級電容儲能裝置的雙向DC-DC電路串聯(lián)一個限流電路，對其進(jìn)行放電保護(hù)，這樣不僅可以保存超級電容儲能式電梯性能上的原有優(yōu)勢，同時也可以在電梯檢修時方便、快捷、安全的將超級電容中儲能的電能放出，使得電梯在檢修時處于無電狀態(tài)，有效地電梯檢修人員在對電梯進(jìn)行故障維護(hù)和檢修時處于安全狀態(tài)。
[0011]2、本發(fā)明通過在超級電容儲能裝置的雙向DC-DC電路串聯(lián)一個限流電路不僅可以在電梯運(yùn)行時，當(dāng)超級電容飽和時，限流保護(hù)電路可以與雙向DC-DC中的IGBT共同組成一個泄放電路，對系統(tǒng)起保護(hù)作用；當(dāng)電梯停止運(yùn)行進(jìn)行檢修時，對超級電容放電進(jìn)行限流保護(hù)的作用，保障超級電容連端電壓降到最低，對檢修人員無潛在危險。
[0012]3、本發(fā)明在實現(xiàn)超級電容放電保護(hù)的同時，不影響原超級電容儲能式電梯變頻驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的電路圖；
[0014]圖中，1:不可控整流橋模塊，2:直流母線濾波電容，3:變頻器功率模塊，4:電梯曳引機(jī)，5:超級電容儲能裝置，6:限流保護(hù)電路。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述。
[0016]一種超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器，是在不改變原有超級電容儲能式電梯變頻驅(qū)動單元基礎(chǔ)上，通過在超級電容儲能裝置中的雙向DC-DC電路中串聯(lián)一個由能耗電阻和接觸器常閉觸點開關(guān)并聯(lián)組成的限流保護(hù)電路，實現(xiàn)放電保護(hù)的作用，以達(dá)到在電梯停止運(yùn)行進(jìn)行檢修時對超級電容進(jìn)行放電的效果，保障此時電梯處于安全狀態(tài)，對檢修人員不會造成危害。
[0017]如圖1所示，超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器包括超級電容儲能式電梯變頻驅(qū)動單元和限流保護(hù)電路6，所述的超級電容儲能式電梯變頻驅(qū)動單元由不可控整流橋模塊1、直流母線濾波電容2、超級電容儲能裝置5、變頻器功率模塊3以及電梯曳引機(jī)4構(gòu)成。所述的不可控整流橋模塊連接外部三相交流電網(wǎng)，將三相交流信號整流為直流信號；直流母線濾波電容并聯(lián)在不可控整流橋模塊的直流母線的正負(fù)輸出兩端，對不可控整流橋模塊輸出的直流信號進(jìn)行濾波處理；變頻器功率模塊與直流母線的正負(fù)輸出兩端連接，對直流母線濾波電容濾波處理后的直流信號進(jìn)行逆變處理，輸出電梯曳引機(jī)所需要頻率的三相交流信號；超級電容儲能裝置與直流母線濾波電容并聯(lián)，該超級電容儲能裝置包括雙向DC-DC電路，所述的限流保護(hù)電路串聯(lián)在該雙向DC-DC電路中，該限流保護(hù)電路是由一個能耗電阻和一個接觸器常閉觸點開關(guān)并聯(lián)而成。
[0018]本專利申請的創(chuàng)新之處是:在超級電容儲能裝置中的雙向DC-DC電路中串聯(lián)一個限流保護(hù)電路。當(dāng)電梯正常運(yùn)行時常閉觸點開關(guān)始終處于閉合狀態(tài)，限流保護(hù)電路對電梯運(yùn)行無任何干擾，當(dāng)電梯運(yùn)行過程中出現(xiàn)超級電容能量飽和時，限流保護(hù)電路常閉開關(guān)斷開，電阻與雙向DC-DC電路中的兩個IGBT構(gòu)成泄放電路，將電機(jī)回饋的能量泄放掉，避免導(dǎo)致直流母線電壓過高，對系統(tǒng)造成危害。當(dāng)電梯停止運(yùn)行，進(jìn)行檢修維護(hù)時，限流保護(hù)電路中常閉開關(guān)也處于斷開狀態(tài)，通過控制雙向DC-DC電路中一個IGBT，對超級電容進(jìn)行放電，其中電阻可以限制放電電流的大小，在保障電路器件的正常工作，不被過大電流擊壞的同時可以保證超級電容充分放電，保障檢修人員檢修設(shè)備時處于安全狀態(tài)。
[0019]本超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器在DSP控制模塊的控制下工作，該DSP控制模塊由DSP微處理器及其外圍電路構(gòu)成，用于輸出功率開關(guān)管門極驅(qū)動PWM信號，控制雙向DC-DC電路中IGBT的工作狀態(tài)。
[0020]下面詳細(xì)對本發(fā)明的工作過程及原理進(jìn)行說明:
[0021]當(dāng)電梯正常運(yùn)行時，限流保護(hù)電路常閉觸點開關(guān)K2閉合，電梯驅(qū)動單元正常工作，控制電梯正常運(yùn)行。
[0022]超級電容儲能式電梯變頻驅(qū)動單元的具體工作過程如下:外部三相交流電網(wǎng)首先經(jīng)不可控整流橋模塊將三相交流信號整流為直流信號。直流母線濾波電容并聯(lián)在不可控整流橋模塊直流母線的正負(fù)輸出兩端，對不可控整流橋模塊輸出的直流信號進(jìn)行濾波處理。變頻器功率模塊與直流母線的正負(fù)輸出兩端連接，對直流母線濾波電容濾波處理后的直流信號進(jìn)行逆變處理，輸出電梯曳引機(jī)所需要頻率的三相交流信號，最終電梯曳引機(jī)拖動外部電梯對重及轎箱運(yùn)動。但電梯曳引機(jī)方向制動產(chǎn)生再生能量時通過變頻器功率模塊整流，回到直流母線側(cè)經(jīng)超級電容儲能裝置中的雙向DC-DC電路降壓存儲到超級電容模塊Cs中。當(dāng)電梯曳引機(jī)再次耗能運(yùn)行時，超級電容模塊Cs兩側(cè)電壓傳感器VHS2檢測到超級電容模塊兩端電壓值大 于某個設(shè)定值時，通過超級電容儲能裝置中的雙向DC-DC電路升壓為電梯曳引機(jī)提供能量，當(dāng)超級電容模塊兩端電壓低于某個設(shè)定值時，繼續(xù)由三相交流電網(wǎng)供電。
[0023]當(dāng)電梯運(yùn)行時，電壓傳感器CHS2檢測超級電容模塊兩端電壓超過最大額定值時，此時限流保護(hù)電路常閉開關(guān)K2斷開。其具體工作過程如下:當(dāng)超級電容模塊兩端電壓超過其最大額定值，若此時電梯曳引機(jī)處于反向制動回饋能量過程中，則超級電容儲能裝置的雙向DC-DC電路中T1和T2接收控制信號處于導(dǎo)通狀態(tài)，控制限流保護(hù)電路中常閉觸點開關(guān)K2處于斷開狀態(tài)，此時由?\、Τ2和電阻R構(gòu)成一個泄放電路，可以將電梯曳引機(jī)產(chǎn)生的回饋能量通過能耗電阻R消耗掉，不對直流母線側(cè)電壓造成影響，對驅(qū)動系統(tǒng)起到保護(hù)作用。
[0024]當(dāng)電梯停止運(yùn)行準(zhǔn)備進(jìn)行檢修維護(hù)時，此時不可控整流橋模塊、變頻器功率模塊、電梯曳引機(jī)皆不工作，限流保護(hù)電路常閉開關(guān)K2處于斷開狀態(tài)。其具體工作過程如下:當(dāng)電梯停止運(yùn)行進(jìn)行檢修前，首先需要對超級電容模塊電能進(jìn)行泄放，此時限流保護(hù)電路中常閉觸點開關(guān)K2斷開，控制信號使得雙向DC-DC電路中T1常閉，T2導(dǎo)通，此時超級電容兩端電壓通過電感L、電阻R以及T2進(jìn)行泄放，電阻R為能耗電阻，控制泄放電能時電路最大電流，避免電流過大，對設(shè)備器件造成損害；當(dāng)電壓檢測傳感器VHS2檢測超級電容兩端電壓低于某個安全值后，控制信號使得T1處于導(dǎo)通狀態(tài)，電路開始對直流母線濾波電容進(jìn)行放電處理，直流母線濾波電容儲存的電能通過導(dǎo)通的！\、T2和電阻R進(jìn)行泄放，當(dāng)電壓檢測傳感器VHS1檢測直流母線濾波電容兩端電壓達(dá)到某安全值后，系統(tǒng)全部停止工作，等待檢修人員進(jìn)行檢修維護(hù)。
[0025]需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器，包括由不可控整流橋模塊、直流母線濾波電容、超級電容儲能裝置、變頻器功率模塊以及電梯曳引機(jī)構(gòu)成的超級電容儲能式電梯變頻驅(qū)動單元；所述的不可控整流橋模塊連接外部三相交流電網(wǎng)，將三相交流信號整流為直流信號；所述的直流母線濾波電容并聯(lián)在不可控整流橋模塊的直流母線的正負(fù)輸出兩端，對不可控整流橋模塊輸出的直流信號進(jìn)行濾波處理；所述的變頻器功率模塊與直流母線的正負(fù)輸出兩端連接，對直流母線濾波電容濾波處理后的直流信號進(jìn)行逆變處理并輸出電梯曳引機(jī)所需要頻率的三相交流信號；所述的超級電容儲能裝置與直流母線濾波電容并聯(lián)，該超級電容儲能裝置包括雙向DC-DC電路，其特征在于:在雙向DC-DC電路中串聯(lián)了一個限流保護(hù)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級電容儲能式電梯放電控制保護(hù)器，其特征在于:所述的限流保護(hù)電路由能耗電阻和接觸器常閉觸點開關(guān)并聯(lián)組成。
【文檔編號】H02J7/00GK103916069SQ201410142668
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】蔣青, 朱琳, 呂亞坤, 萬健如 申請人:天津鑫寶龍電梯集團(tuán)有限公司