一種電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電梯驅(qū)動(dòng)器，具體涉及一種電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]2014年，我國(guó)電梯保有量近400萬(wàn)臺(tái)，年新增電梯60萬(wàn)臺(tái)以上，已成為電梯制造量世界第一大國(guó)和在用電梯數(shù)量世界第一大國(guó)，但電梯浪費(fèi)電能一直是困擾電梯技術(shù)發(fā)展的一大問(wèn)題，電梯是勢(shì)能負(fù)載，有輕載上行，重載上行，輕載下行，重載下行四種運(yùn)行狀態(tài)，其中，電梯輕載上行，重載下行時(shí)處于發(fā)電狀態(tài)，目前，再生的電能通過(guò)驅(qū)動(dòng)器制動(dòng)電阻以熱能的方式浪費(fèi)掉，或者在普通驅(qū)動(dòng)器之外加裝電能回饋裝置。
[0003]現(xiàn)有的電梯驅(qū)動(dòng)器加電能回饋裝置的模式具有成本高、能量回饋效率低、運(yùn)行安全性低等缺點(diǎn)。一臺(tái)同功率的電能回饋裝置基本與一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器價(jià)格相當(dāng)，由于成本高、投入大，所以在電梯行業(yè)一直無(wú)法推廣，電能回饋裝置本身需要工作電源，耗費(fèi)能源，另外，其回饋電能的啟動(dòng)是通過(guò)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器直流母線電壓閥值實(shí)現(xiàn)，回饋效率低。由于電能回饋裝置與驅(qū)動(dòng)器不是閉環(huán)系統(tǒng)，所以，如果電能回饋裝置故障，或不能將通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的再生電能準(zhǔn)確回饋(過(guò)多或過(guò)少)，將引起驅(qū)動(dòng)器故障，給電梯安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種將電梯輕載上行和重載下行時(shí)再生的電能回饋到供電系統(tǒng)的電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，電源經(jīng)電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電梯電機(jī)，所述電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器包括數(shù)字信號(hào)處理器、輸入整流模塊和輸出逆變模塊；所述數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)脈寬調(diào)制對(duì)輸入整流模塊和輸出逆變模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；所述輸入整流模塊為智能功率模塊。通過(guò)智能功率模塊實(shí)現(xiàn)能量回饋，節(jié)約能源。
[0006]數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)空間矢量脈寬調(diào)制算法計(jì)算輸出逆變模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬和頻率，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制輸出逆變模塊開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通。
[0007]數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)能量回饋算法計(jì)算輸入整流模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬、頻率。
[0008]數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)設(shè)置有直流母線電壓閾值，當(dāng)直流母線電壓大于直流母線電壓閾值時(shí)，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)對(duì)輸入整流模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬、頻率的計(jì)算結(jié)果控制輸入整流模塊開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)電能從直流母線經(jīng)過(guò)輸入整流模塊回饋給電網(wǎng)。
[0009]直流母線電壓閾值大于等于580V，小于等于830V。
[0010]數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)電梯的運(yùn)行時(shí)間和停止時(shí)間確定電梯的休眠時(shí)間和喚醒啟動(dòng)時(shí)間。
[0011]電梯的休眠時(shí)間和喚醒啟動(dòng)時(shí)間構(gòu)成電梯運(yùn)行時(shí)間模型，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)電梯運(yùn)行時(shí)間模型控制電梯的運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)電梯待機(jī)時(shí)，所述電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入休眠節(jié)能狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電梯最大限度節(jié)約能源。
[0012]本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器輸入采用智能功率模塊取代目前的二極管整流電路，通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器控制輸入電能的雙向流動(dòng)，可以將這部分再生能源回饋到供電系統(tǒng)進(jìn)行利用，并通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器建立智能數(shù)字化電梯運(yùn)行時(shí)間模型，實(shí)現(xiàn)電梯待機(jī)時(shí)，所述電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入休眠節(jié)能狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電梯最大限度節(jié)約能源。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明提供的一種電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1
[0016]如圖1所示的一種電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，電源經(jīng)電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電梯電機(jī)，所述電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器包括數(shù)字信號(hào)處理器、輸入整流模塊和輸出逆變模塊；所述數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)脈寬調(diào)制對(duì)輸入整流模塊和輸出逆變模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；所述輸入整流模塊為智能功率模塊。通過(guò)智能功率模塊實(shí)現(xiàn)能量回饋，節(jié)約能源。
[0017]數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)空間矢量脈寬調(diào)制算法計(jì)算輸出逆變模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬和頻率，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制輸出逆變模塊開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通。
[0018]數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)能量回饋算法計(jì)算輸入整流模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬、頻率。
[0019]數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)設(shè)置有直流母線電壓閾值，當(dāng)直流母線電壓大于直流母線電壓閾值時(shí)，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)對(duì)輸入整流模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬、頻率的計(jì)算結(jié)果控制輸入整流模塊開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)電能從直流母線經(jīng)過(guò)輸入整流模塊回饋給電網(wǎng)。
[0020]直流母線電壓閾值大于等于580V，小于等于830V。
[0021]數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)電梯的運(yùn)行時(shí)間和停止時(shí)間確定電梯的休眠時(shí)間和喚醒啟動(dòng)時(shí)間。
[0022]電梯的休眠時(shí)間和喚醒啟動(dòng)時(shí)間構(gòu)成電梯運(yùn)行時(shí)間模型，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)電梯運(yùn)行時(shí)間模型控制電梯的運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)電梯待機(jī)時(shí)，所述電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入休眠節(jié)能狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電梯最大限度節(jié)約能源。
[0023]所述智能功率模塊不僅把功率開(kāi)關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起。而且還內(nèi)部集成有過(guò)電壓，過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到CPU。它由高速低功耗的管芯和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。即使發(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng)，也可以保證智能功率模塊自身不受損壞。智能功率模塊一般使用絕緣柵雙極型晶體管作為功率開(kāi)關(guān)元件，內(nèi)部集成電流傳感器及驅(qū)動(dòng)電路的集成結(jié)構(gòu)。
[0024]現(xiàn)有技術(shù)中有多種所述能量回饋算法，在此不再贅述。
[0025]本發(fā)明的電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器主回路采用交-直-交的基本結(jié)構(gòu)，輸入整流模塊和輸出逆變模塊都采用智能功率模塊(IPM)，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作中央處理器對(duì)兩個(gè)智能功率模塊進(jìn)行控制，數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)脈寬調(diào)制控制輸入電能的雙向流動(dòng)，電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)電能從供電端經(jīng)由電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器到電機(jī)，電機(jī)發(fā)電時(shí)，電能從電機(jī)經(jīng)由電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器回饋到供電系統(tǒng)。電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器在驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行的過(guò)程中，中央處理器建立電梯運(yùn)行時(shí)間模型，根據(jù)模型判斷電梯運(yùn)行、停止時(shí)間，確定電梯待機(jī)休眠時(shí)間、喚醒啟動(dòng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)電梯智能休眠功能，達(dá)到電梯節(jié)能效果。
[0026]該電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器采用智能功率模塊(IPM)作輸入整流和輸出逆變電路，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制輸入整流和輸出逆變的中央處理器，實(shí)現(xiàn)電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器的四象限運(yùn)行，解決電梯勢(shì)能負(fù)載的再生能量回饋問(wèn)題，結(jié)合智能數(shù)字化待機(jī)節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電梯最大限度節(jié)約能源。
[0027]本發(fā)明的技術(shù)方案中電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)中央處理器建立智能數(shù)字化電梯運(yùn)行模型(根據(jù)電梯應(yīng)用場(chǎng)合將電梯分為:賓館酒店、大型商場(chǎng)、寫(xiě)字樓、機(jī)場(chǎng)、地鐵、醫(yī)院、住宅小區(qū)、工廠等八種不同類型，按一天、一周時(shí)間周期內(nèi)不同的開(kāi)關(guān)梯時(shí)間、用梯高峰低谷時(shí)間，建立八種電梯運(yùn)行基礎(chǔ)時(shí)間模型，每種電梯運(yùn)行基礎(chǔ)時(shí)間模型根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，按日、周為周期進(jìn)行運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，優(yōu)化運(yùn)行模型，優(yōu)化休眠和喚醒時(shí)間，使模型貼近實(shí)際)，實(shí)現(xiàn)電梯待機(jī)休眠功能，達(dá)到電梯最大節(jié)能效果。
[0028]驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)控制輸入整流模塊的六個(gè)IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)成三相全波整流電路，電能從供電系統(tǒng)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器輸入端子Ua、Ub、Uc通過(guò)三相全波整流電路流向直流母線，數(shù)字信號(hào)處理器運(yùn)用空間矢量脈寬調(diào)制算法計(jì)算并控制輸出逆變模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬、頻率，電能從直流母線經(jīng)過(guò)輸出逆變模塊給電機(jī)定子電樞，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。
[0029]電機(jī)發(fā)電時(shí)，電梯處于減速、重載下行、輕載上行時(shí)，電梯永磁同步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，電能從永磁同步電機(jī)線圈經(jīng)過(guò)電機(jī)側(cè)輸出逆變模塊的續(xù)流二極管流向直流母線，致使直流母線電壓升高，數(shù)字信號(hào)處理器檢測(cè)到母線電壓升高到直流母線電壓閾值時(shí)啟動(dòng)能量回饋算法，(直流母線電壓閾值為直流母線標(biāo)準(zhǔn)值的120%，直流母線標(biāo)準(zhǔn)值為580v?640v)計(jì)算并控制輸入整流模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬、頻率，電能從直流母線PN經(jīng)過(guò)輸入端IPM回饋給電網(wǎng)，
[0030]本發(fā)明的技術(shù)方案能實(shí)現(xiàn)電梯的能量回饋與智能休眠，綠色節(jié)能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，電源經(jīng)電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電梯電機(jī)，其特征在于，所述電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器包括數(shù)字信號(hào)處理器、輸入整流模塊和輸入出逆變模塊；所述數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)脈寬調(diào)制對(duì)輸入整流模塊和輸出逆變模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；所述輸整流模塊為智能功率模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)空間矢量脈寬調(diào)制算法計(jì)算輸出逆變模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬和頻率，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制輸出逆變模塊開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)能量回饋算法計(jì)算輸入整流模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬、頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)設(shè)置有直流母線電壓閾值，當(dāng)直流母線電壓大于直流母線電壓閾值時(shí)，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)對(duì)輸入整流模塊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)序、脈寬、頻率的計(jì)算結(jié)果控制輸入整流模塊開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)電能從直流母線經(jīng)過(guò)輸入整流模塊回饋給電網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述直流母線電壓閾值大于等于580V，小于等于830V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)電梯的運(yùn)行時(shí)間和停止時(shí)間確定電梯的休眠時(shí)間和喚醒啟動(dòng)時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述電梯的休眠時(shí)間和喚醒啟動(dòng)時(shí)間構(gòu)成電梯運(yùn)行時(shí)間模型，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)電梯運(yùn)行時(shí)間模型控制電梯的運(yùn)行。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器，電源經(jīng)電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電梯電機(jī)，所述電梯數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器包括數(shù)字信號(hào)處理器、輸入整流模塊和輸出逆變模塊；所述數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)脈寬調(diào)制對(duì)輸入整流模塊和輸出逆變模塊的運(yùn)行進(jìn)行控制；所述輸入整流模塊為智能功率模塊。本發(fā)明的技術(shù)方案通過(guò)智能功率模塊實(shí)現(xiàn)能量回饋，節(jié)約能源。
【IPC分類】B66B11-04, H02K11-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104843568
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510287065
【發(fā)明人】李明輝, 韓云飛, 杭帥楠, 曹銀濤, 張躍強(qiáng)
【申請(qǐng)人】西繼迅達(dá)（許昌）電梯有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月29日