專利名稱：一種變頻調(diào)速電梯節(jié)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電梯節(jié)電裝置，尤其是一種對變頻調(diào)速電梯運行中的制動電
能進行回收利用的節(jié)電裝置。
背景技術：
我國在用電梯總量在2008年底已經(jīng)超過100萬部，年耗電量約300億度。國務院 《特種設備監(jiān)察條例》與國家質(zhì)檢總局新頒布的《高耗能特種設備節(jié)能監(jiān)督管理辦法》提出 了電梯節(jié)能降耗要求。 電梯是一種垂直運輸設備，其特點是向上運送與向下運送的運送總量大體相當， 驅(qū)動電動機經(jīng)常在"拖動用電工況"與"制動發(fā)電工況"短時交替工作，例如電梯滿載上行時 驅(qū)動電動機處于"拖動用電工況"，滿載下行時處于"制動發(fā)電工況"。在"拖動用電工況"， 電梯驅(qū)動電動機要消耗電能；在"制動發(fā)電工況"，電梯驅(qū)動電動機要發(fā)出電能。對于廣泛 使用的變頻調(diào)速電梯，當電梯驅(qū)動電動機處于"拖動用電工況"時，交流電源由電網(wǎng)引入變 頻器，經(jīng)整流濾波成為直流電，再由逆變電路輸出頻率與電壓可控的三相交流電，驅(qū)動電動 機按工作要求運轉(zhuǎn)，改善了機械性能與節(jié)電效果。當電梯驅(qū)動電動機處于"制動發(fā)電工況" 時，電動機的制動電能經(jīng)逆變電路加載到變頻器的直流母線上。目前有二種處理制動電能 的方案其一是加設制動單元把制動電能瀉放，缺點是制動電能不僅全部浪費，而且制動單 元放電發(fā)熱會造成環(huán)境溫度升高；其二是另設逆變電路把加載到變頻器直流母線上的制動 電能再變換成三相交流電反饋至電網(wǎng)，提高了電能使用效率，缺點是反饋電能的諧波對電 網(wǎng)存在干擾問題，以及反饋電能的計量未得到供電部門的普遍認同，回收電費在一部分地 區(qū)或部門不能兌現(xiàn)，影響了推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術狀況，提供一種能夠回收利用變頻調(diào)速電梯制
動電能的節(jié)電裝置。 本實用新型的技術方案是 在目前廣泛使用的變頻調(diào)速電梯電力拖動電路中，增設一個超級電容儲能模塊， 經(jīng)充放電控制單元接入該電路的變頻器。 所述充放電控制單元的放電二極管，其陽極接變頻器直流母線DC(+)，陰極接超級 電容儲能模塊(+)端；超級電容儲能模塊(_)端接變頻器直流母線DC(-)。 所述充放電控制單元的充電控制IGBT，其C極接變頻器直流母線DC(+) ，E極接超 級電容儲能模塊(+)端，G極與觸發(fā)控制電路連接。 由于采用上述技術方案，本實用新型提供的變頻調(diào)速電梯節(jié)電裝置具有這樣的有 益效果可以把電梯驅(qū)動電動機制動工況發(fā)出的電能儲存，供電動機在電動工況使用，提高 了能源使用效率，可顯著地節(jié)省電梯運行電費，對電網(wǎng)不存在諧波干擾問題。
圖1是現(xiàn)有技術的變頻調(diào)速電梯電力拖動電路結構框圖。 圖2是本實用新型的電路結構框圖。 圖3是本實用新型實施例的電路原理框圖。 圖中1.電動機，2.變頻器，3.制動單元，4.充放電控制單元，5.超級電容儲能 模塊，6.整流器，7.電容，8.制動電阻，9.制動二極管，IO.逆變電路，ll.變頻器直流母線 DC(+)，12.放電二極管，13.充電控制IGBT，14.制動控制IGBT， 15.變頻器直流母線DC(-)， 16.驅(qū)動控制電路。
具體實施方式
以下結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步說明。 在圖1中，交流電源經(jīng)變頻器2接電動機1，以及接入變頻器2的制動單元3，構成 了目前廣泛使用的變頻調(diào)速電梯電力拖動系統(tǒng)。其工作過程是變頻器2把接入的交流電 源整流為直流電，再逆變成頻率與電壓可控的交流電，驅(qū)動電動機1帶動電梯上下運行；當 電動機1處于制動發(fā)電工況時，其制動電能反饋到變頻器2，經(jīng)制動單元3釋放。 圖2是本實用新型的電氣結構框圖，與圖1相比，增設了超級電容儲能模塊5，經(jīng)充 放電控制單元4接入變頻器2。超級電容是一種新型電能存貯器件，具有充放電速度快、使 用壽命長、免維護無污染等優(yōu)點，其作用是在電梯驅(qū)動電動機1處于制動發(fā)電工況時，制 動電能反饋到變頻器2，經(jīng)充放電控制單元4向超級電容儲能模塊5充電，將電梯的制動電 能存儲起來。在電動機1處于拖動用電工況時，由充放電控制單元4控制，先由超級電容儲 能模塊5供電，直至其放電電壓到達規(guī)定值，然后再由交流電源整流的直流電供電。 制動單元3作過充電保護。受超級電容儲能模塊5的容量限制，在特殊工況有可 能出現(xiàn)超級電容儲能模塊5充電電壓到達規(guī)定值時電梯驅(qū)動電動機1仍然處于制動發(fā)電狀 態(tài)，此時，由制動單元放電做過充電保護，最高充電電壓被限制在制動單元的放電電壓值。 圖3是本實用新型的一個實施例。圖3中，三相交流電經(jīng)整流器6成為直流電，正 極為變頻器直流母線DC(+) 11，負極為變頻器直流母線DC(-) 15 ;經(jīng)電容7濾波后由逆變電 路10形成電壓與頻率可控制的三相交流電，驅(qū)動電梯的驅(qū)動電動機1運轉(zhuǎn)。實施例選用超 級電容儲能模塊5的規(guī)格為組合件6F/700V，充放電容量約為15kW電動機工作60秒。 超級電容儲能模塊5經(jīng)放電二極管12并聯(lián)到變頻器直流母線DC(+) 11，當電壓高 于變頻器直流母線DC(+)11的電壓時，放電二極管12導通，逆變電路10由其供電。當超級 電容儲能模塊5放電電壓小于變頻器直流母線DC(+) 11的電壓時，放電二極管12截止，逆 變電路10由變頻器直流母線即交流電源整流的直流電供給。 充電控制IGBT 13由驅(qū)動控制電路16監(jiān)控。當驅(qū)動控制電路16檢測到變頻器直 流母線DC(+)11的電壓大于"充電設定電壓"時，立即驅(qū)動充電控制IGBT 13導通，變頻器 直流母線向超級電容儲能模塊5充電。為了避免電網(wǎng)電源經(jīng)整流后的直流電向超級電容儲 能模塊5充電，"充電設定電壓"約為電網(wǎng)電源經(jīng)整流直流電壓的1.2倍，或者按制動單元開 啟電壓減去50V，本實施例為630V。驅(qū)動控制電路16的另一個作用是監(jiān)測充電電流，通過 調(diào)整充電控制IGBT 13的通斷脈寬，限制充電電流在規(guī)定數(shù)值以內(nèi)，本實施例為20A。 制動控制IGBT 14與制動電阻8、制動二極管9構成充電過壓保護單元，與現(xiàn)有技術的變頻器制動單元的原理與構成相同，當變頻器直流母線電壓到達規(guī)定值時，由制動單 元導通放電，限制電壓再升高，消耗制動發(fā)電的電能。本實施例由380V三相交流電供電，開 啟電壓為DC680V。 以上結合附圖與實施例對本實用新型的描述是示意性的，不具有限制性。所以，本 實用新型的變頻調(diào)速電梯節(jié)電裝置并不局限于所述的具體實施例。如果本領域的普通技術 人員受其啟示，在不脫離本實用新型的宗旨與權利要求保護范圍的情況下，對本實用新型 的變頻調(diào)速電梯節(jié)電裝置做出簡單的變化或其它類似的實施方式，均應屬于本實用新型的 保護范圍。
權利要求一種變頻調(diào)速電梯節(jié)電裝置，其特征是，一個超級電容儲能模塊，經(jīng)充放電控制單元接入變頻調(diào)速電梯電力拖動電路的變頻器。
2. 根據(jù)權利要求1所述的變頻調(diào)速電梯節(jié)電裝置，其特征是，所述充放電控制單元的放電二極管，其陽極接變頻器直流母線DC(+)，陰極接超級電容儲能模塊(+)端；超級電容儲能模塊(_)端接變頻器直流母線DC(-)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的變頻調(diào)速電梯節(jié)電裝置，其特征是，所述充放電控制單元的 充電控制IGBT，其C極接變頻器直流母線DC(+)，E極接超級電容儲能模塊(+)端，G極與驅(qū) 動控制電路連接。
專利摘要本實用新型公開了一種電動機制動電能回收利用裝置，在電動機變頻器驅(qū)動系統(tǒng)中，增設了由超級電容構成的儲能模塊，經(jīng)充放電控制單元接變頻器?？梢园央妱訖C制動工況發(fā)出的電能儲存，供電動機在電動工況使用，提高了能源使用效率，顯著地節(jié)省電動機運行電費，對電網(wǎng)無諧波干擾問題。適用于電動機的用電工況與發(fā)電工況經(jīng)常短時交替變換工作的變頻拖動系統(tǒng)。
文檔編號H02J7/00GK201466762SQ20092009866
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權日2009年9月7日
發(fā)明者劉培 申請人:劉培