專利名稱：應(yīng)用超級(jí)電容器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理，更具體地說，涉及一種利用直流(DC) 存儲(chǔ)元件管理變速驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在運(yùn)輸系統(tǒng)中，電梯應(yīng)用是利用多個(gè)變速驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)。最大的驅(qū)動(dòng)器是用于向上或向下移動(dòng)電梯車廂。這個(gè)載荷可與高慣性載荷相較。在操作狀態(tài)的功能中，電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)階段能夠產(chǎn)生能量。通常，采用兩種方案，第一，這個(gè)制動(dòng)能量經(jīng)由制動(dòng)電阻器由電阻器耗散(圖1)，或者，第二，經(jīng)由有源前端整流器重新注入到AC饋電網(wǎng)(圖2)。圖1示出了現(xiàn)有的采用制動(dòng)電阻器的變速驅(qū)動(dòng)器。圖2示出了現(xiàn)有的采用有源前端整流器的變速驅(qū)動(dòng)器。在第一方案中，因?yàn)轵?qū)動(dòng)器利用二極管整流器，所以該第一方案是穩(wěn)健的并且成本便宜。但是因?yàn)樗兄苿?dòng)能量都被浪費(fèi)掉了，所以相對(duì)而言，這種方案的使用也是非常昂貴的。對(duì)于一個(gè)電梯，這種能量能夠達(dá)到驅(qū)動(dòng)器所耗費(fèi)能量的30% -40%。該第二方案使用可逆的有源整流器。這種可逆性允許將制動(dòng)能量重新注入到AC 饋電網(wǎng)。然而，與二極管整流器相比，這種可逆有源整流器是昂貴的，且穩(wěn)定性差，并且當(dāng)交流網(wǎng)絡(luò)關(guān)閉時(shí)它不能操作。另一方案是將制動(dòng)能量存儲(chǔ)在超級(jí)電容裝置中，該超級(jí)電容裝置經(jīng)由直流/直流轉(zhuǎn)換器連接到驅(qū)動(dòng)器的直流總線電壓(圖幻。圖3示出了現(xiàn)有的采用超級(jí)電容裝置的變速驅(qū)動(dòng)器。在這種情況下，超級(jí)電容器也確保了當(dāng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)閉時(shí)的不間斷電源 (Uninterruptible Power Supply, UPS)功能。然而，這種方案也存在如下三個(gè)問題-超級(jí)電容器的大小(以及由此導(dǎo)致的成本)是應(yīng)用的函數(shù)。對(duì)于電梯應(yīng)用，主要問題在于運(yùn)行周期可能具有電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)相位之間的不平衡操作模式。-UPS功能僅僅對(duì)于1個(gè)驅(qū)動(dòng)器操作。-當(dāng)AC饋電網(wǎng)關(guān)閉時(shí)，除了具有它的直流不間斷電源直流UPS的驅(qū)動(dòng)器之外的所有系統(tǒng)關(guān)閉。另一UPS是必須的，以便為系統(tǒng)的其他功能供電并確保故障安全操作模式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意圖解決的問題如下 解決提供高慣性載荷的變速驅(qū)動(dòng)器的制動(dòng)能量的儲(chǔ)能問題； 改善系統(tǒng)的穩(wěn)健性； 在諸如電梯的復(fù)雜系統(tǒng)中的短路故障之后允許故障-安全操作模式；以及 在AC饋電網(wǎng)短時(shí)間切斷期間允許電梯系統(tǒng)的運(yùn)行。本發(fā)明的目的是確保實(shí)現(xiàn)如下幾個(gè)方面的技術(shù)效果 由高慣性載荷的驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的電氣系統(tǒng)的高能效率；
6
系統(tǒng)的高穩(wěn)健性； 在電力電子系統(tǒng)中短路和接地故障之后的故障-安全工作；以及 優(yōu)化的系統(tǒng)成本。本發(fā)明提供一種應(yīng)用超級(jí)電容器(UC)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)包括n個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)，用于驅(qū)動(dòng)η個(gè)電梯車廂，其中η為自然數(shù);m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(M2)，用于驅(qū)動(dòng)m個(gè)車廂門，其中m為自然數(shù)；η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器(411Α)，每個(gè)安裝在AC饋電網(wǎng)和η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)之一之間，η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)的每個(gè)包括與AC 饋電網(wǎng)連接的第一二極管整流器(Dl)、具有第一電容器(Cl)的第一直流中間鏈路(4111)、 和其輸出端與第一電動(dòng)機(jī)(Ml)連接的第一逆變器αην )，第一二極管整流器(Dl)以及第一逆變器(Invl)通過第一直流中間鏈路Glll)在它們的直流側(cè)彼此電路連接；m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器(411B)，每個(gè)安裝在AC饋電網(wǎng)和m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(M2)之一之間，η個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器 (411Β)的每個(gè)包括與AC饋電網(wǎng)連接的第二二極管整流器(D2)、具有第二電容器(C2)的第二直流中間鏈路(4112)、和其輸出端與第二電動(dòng)機(jī)(IC)連接的第二逆變器αην2)，第二二極管整流器(Dl)以及第二逆變器(InW)通過第二直流中間鏈路011 在它們的直流側(cè)彼此電路連接；并聯(lián)直流總線管理裝置G12)，用于耦合或解耦η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)、m 個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器(411B)、以及直流不間斷電源015)，以斷開η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器(411B)、或直流不間斷電源015)并且利用該并聯(lián)直流總線管理裝置(412)對(duì)超級(jí)電容器(UC)放電；以及直流不間斷電源G15)，通過并聯(lián)直流總線管理裝置(412)與η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)和m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)連接，用于存儲(chǔ)來自η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)的制動(dòng)能量并為整個(gè)直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供能量。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用超級(jí)電容器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)包括m個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(M1)，用于驅(qū)動(dòng)電梯車廂，η是自然數(shù);m個(gè)第二電動(dòng)機(jī) (M2)，用于驅(qū)動(dòng)車廂門，m是自然數(shù)；η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)，每個(gè)安裝在AC饋電網(wǎng)和η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)之一之間，η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)的每個(gè)包括與AC饋電網(wǎng)連接的第一二極管整流器(Dl)、具有第一電容器(Cl)的第一直流中間鏈路(4111)、和其輸出端與第一電動(dòng)機(jī)(Ml)連接的第一逆變器anvl)，第一二極管整流器(Dl)以及第一逆變器(Irwl)通過第一直流中間鏈路Glll)在它們的直流側(cè)彼此電路連接；m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器(411B)，每個(gè)安裝在AC饋電網(wǎng)和m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(M2)之一之間，η個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器011Β)的每個(gè)包括與AC 饋電網(wǎng)連接的第二二極管整流器(D2)、具有第二電容器(以)的第二直流中間鏈路(4112)、 和其輸出端與第二電動(dòng)機(jī)(M》連接的第二逆變器anv2)，第二二極管整流器(Dl)以及第二逆變器(InW)通過第二直流中間鏈路011 在它們的直流側(cè)彼此電路連接；以及直流不間斷電源(415’)，與η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)和m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器011B)并聯(lián)連接，用于存儲(chǔ)來自η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)的制動(dòng)能量，并為整個(gè)直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供能量。本發(fā)明的另外方面和優(yōu)點(diǎn)部分將在后面的描述中闡述，還有部分可從描述中明顯地看出，或者可以在本發(fā)明的實(shí)踐中得到。


通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、 特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中相同的標(biāo)號(hào)指定相同結(jié)構(gòu)的單元，并且在其中
圖1示出了現(xiàn)有的采用制動(dòng)電阻器的變速驅(qū)動(dòng)器；圖2示出了現(xiàn)有的采用有源前端整流器的變速驅(qū)動(dòng)器；圖3示出了現(xiàn)有的采用超級(jí)電容裝置的變速驅(qū)動(dòng)器；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的應(yīng)用超級(jí)電容器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的應(yīng)用超級(jí)電容器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面將參照示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖以電梯應(yīng)用為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。然而， 本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為限于這里所述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以便使本公開透徹且完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清楚起見放大了組件。除非另有定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員共同理解的相同含義。還應(yīng)當(dāng)理解，諸如在通常字典里定義的那些術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)技術(shù)的上下文中的含義相一致的含義，而不應(yīng)用理想化或極度形式化的意義來解釋，除非這里明確地這樣定義。下面，將參照電梯應(yīng)用解釋本發(fā)明的原理。本發(fā)明不是產(chǎn)品，而是結(jié)合多個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)的系統(tǒng)。為了簡(jiǎn)潔，在下面的系統(tǒng)實(shí)施例中，僅示意性地示出了兩個(gè)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)器，但根據(jù)實(shí)際情況，可包括三個(gè)或更多的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明的目的如下1.在不同任務(wù)概述的情況下最優(yōu)化直流電容器組2.直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)包括>被劃分包含以下部分驅(qū)動(dòng)器、直流UPS、PLC、AC保護(hù)裝置、直流管理裝置能夠如選項(xiàng)般被分離以及被集成(工業(yè)利益)> 冗余>直流UPS (用于饋電網(wǎng)故障之后的系統(tǒng)運(yùn)行)>PLC(用于故障之后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))3.在遇到如下情況之后的故障-安全工作>逆變器短路>整流器短路>接地故障>直流UPS短路圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的應(yīng)用超級(jí)電容器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。如圖4所示，直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)40包括用于電梯車廂的驅(qū)動(dòng)器411A、用于車廂門的驅(qū)動(dòng)器411B、與驅(qū)動(dòng)器411A連接用于提升電梯車廂的電動(dòng)機(jī)Ml、與驅(qū)動(dòng)器411B連接用于驅(qū)動(dòng)車廂門的電動(dòng)機(jī)M2、與驅(qū)動(dòng)器411A和411B并聯(lián)的并聯(lián)直流總線管理裝置412、與驅(qū)動(dòng)器411A和411B連接的AC保護(hù)裝置413、與電動(dòng)機(jī)Ml和M2連接的系統(tǒng)傳感器414、與并聯(lián)直流總線管理裝置412連接的超級(jí)電容器UPS 415、以及控制裝置417。圖4中僅示意性地示出了兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器411A和411B，根據(jù)實(shí)際情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過本公開可以容易地將本實(shí)施例適用于多個(gè)驅(qū)動(dòng)器的情況。驅(qū)動(dòng)器41IA包括二極管整流器Dl，具有連接到AC保護(hù)裝置413的輸入端；具有電容器Cl的直流中間鏈路4111 ；和逆變器hvl，其輸出端與電動(dòng)機(jī)Ml連接，二極管整流器 Dl以及逆變器hvl通過直流中間鏈路4111在它們的直流側(cè)彼此電路連接。驅(qū)動(dòng)器411B包括二極管整流器D2，具有連接到AC保護(hù)裝置413的輸入端；具有電容器C2的直流中間鏈路4112 ；和逆變器hv2，其輸出端與電動(dòng)機(jī)M2連接，二極管整流器 D2以及逆變器通過直流中間鏈路4112在它們的直流側(cè)彼此電路連接。電機(jī)M2僅是電機(jī)模式并且不是發(fā)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)器411A和411B中的各個(gè)部件可以采用現(xiàn)有技術(shù)中所公知的裝置來實(shí)現(xiàn)，因此，在此將不再贅述?？刂蒲b置417在圖4中示出為PLC。但控制裝置417并不限于此，其也可采用現(xiàn)有技術(shù)中公知的微機(jī)、DSP等構(gòu)成?？刂蒲b置417主要完成變速驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的指令形成、以及電流、速度和位置的控制，能夠即使在失去AC饋電網(wǎng)時(shí)控制整個(gè)系統(tǒng)。例如，圖4示意性地示出了與控制裝置417彼此通信的各個(gè)裝置。例如，控制裝置417能夠產(chǎn)生相應(yīng)控制信號(hào)以對(duì)驅(qū)動(dòng)器411A和411B、附加系統(tǒng)、和直流不間斷電源415等進(jìn)行控制，并且能夠?qū)﹄娞葸M(jìn)行故障診斷、檢測(cè)以及邏輯管理和通信。系統(tǒng)傳感器414能夠檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度以及位置。 可以采用現(xiàn)有技術(shù)中所公知的裝置來實(shí)現(xiàn)圖4中的控制裝置417和系統(tǒng)傳感器414，因此， 在此將不再贅述。AC保護(hù)裝置413包括電路保險(xiǎn)裝置(circuit cutoff) K1-K3以及用于AC保護(hù)的斷路器ail。電路保險(xiǎn)裝置K1-K3的第一端分別通過斷路器ail連接到AC饋電網(wǎng)，電路保險(xiǎn)裝置K1-K3的第二端分別連接到待切斷的電路，例如，在本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)器411A、411B以及控制裝置417。該電路保險(xiǎn)裝置K1-K3用于隔離處于故障的電路；而斷路器to用于切斷 AC饋電網(wǎng)。AC保護(hù)裝置413能夠停止故障電路，從而提供對(duì)故障電路的保護(hù)。當(dāng)電路中短路故障發(fā)生時(shí)，AC保護(hù)裝置413操作模式如下-第一步耦合和解耦裝置4121隔離故障電路。-第二步智能AC保護(hù)裝置413通過to斷開短路電流并將故障電路通過電路保險(xiǎn)裝置K1-K3與其他電路相隔離。-第三步AC保護(hù)裝置413接通to以便為安全電路供電。并聯(lián)直流總線管理裝置412將驅(qū)動(dòng)器411A和411B與直流不間斷電源415連接， 用于耦合或解耦驅(qū)動(dòng)器411A、驅(qū)動(dòng)器411B、以及直流不間斷電源415以斷開驅(qū)動(dòng)器或直流不間斷電源415。并聯(lián)直流總線管理裝置412包括耦合和解耦裝置4121，連接在直流中間鏈路 4111和直流中間鏈路4112的正極與直流不間斷電源415的正極之間，用于耦合或解耦第一驅(qū)動(dòng)器411A、第二驅(qū)動(dòng)器411B或直流不間斷電源415 ；以及負(fù)極連接裝置4122，連接直流中間鏈路4111、直流中間鏈路4112和直流不間斷電源415的負(fù)極。耦合和解耦裝置4121包括扼流線圈Lla和Llb和L2，Lla和Llb串聯(lián)連接在直流中間鏈路4111的正極之間，L2的第一端連接在直流中間鏈路4112的正極；分別具有第一端和第二端的電力隔離開關(guān)Kl和電力隔離開關(guān)K2，電力隔離開關(guān)Kl的第一端與扼流線圈Lla和Llb之間的交點(diǎn)連接，以及電力隔離開關(guān)K2的第一端與扼流線圈L2的第二端連接；以及分別具有第一端和第二端的雙向功率開關(guān)Tl和T2，Tl的第一端與Kl的第二端相連，T2的第一端與K2的第二端相連。負(fù)極連接裝置4122包括電力隔離開關(guān)K3和K4。K3的第一端連接到直流中間鏈路4111的負(fù)極，并且K4的第一端連接到直流中間鏈路4112的負(fù)極。其中，電力隔離開關(guān)K1、K2、K3和K4是可選的，用于電力隔離。且Llb是可選的。 當(dāng)整流器出現(xiàn)故障時(shí)，Llb能夠降低短路電流。并聯(lián)直流總線管理裝置412包括穩(wěn)壓二極管D3，其連接在Κ2第一端和Κ4的第一端之間，用于過壓保護(hù)。耦合和解耦裝置4121中的雙向功率開關(guān)Tl采用兩個(gè)絕緣柵雙極型晶體管 IGBT(即，第一 IGBT和第二 IGBT)并聯(lián)形成，用于雙向電力流，即正和負(fù)直流電流。第一 IGBT的發(fā)射極端和第二 IGBT的集電極端相連形成Tl的第一端；第一 IGBT的集電極端和第二 IGBT的發(fā)射極端相連形成Tl的第二端。Τ2由一個(gè)IGBT形成，其發(fā)射極端作為第一端， 其集電極端作為第二端。Tl和Τ2的柵極通過控制信號(hào)控制其通斷。在圖4中示出采用IGBT(絕緣柵晶體管)作為開關(guān)器件，但本發(fā)明并不限于上述示例，能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的其他開關(guān)器件，諸如GTR(功率晶體管)、IGCT (集成門極環(huán)流晶閘管)等，也可用于本發(fā)明。直流不間斷電源415包括直流/直流轉(zhuǎn)換器4151和超級(jí)電容器UC。并聯(lián)直流總線管理裝置412的負(fù)極連接裝置4122中K3和K4的第二端共同連接到直流不間斷電源415 的直流/直流轉(zhuǎn)換器4151的負(fù)極；以及并聯(lián)直流總線管理裝置412的耦合和解耦裝置4121 中Tl和T2的第二端的共同連接到直流不間斷電源415的直流/直流轉(zhuǎn)換器4151的正極。 超級(jí)電容器UC通過直流/直流轉(zhuǎn)換器4151與直流總線管理裝置412連接。系統(tǒng)40還包括直流/直流轉(zhuǎn)換器416，與超級(jí)電容器UC連接，用于將來自超級(jí)電
容器UC的直流電壓轉(zhuǎn)換成適合其他負(fù)載(PLC (可編程邏輯控制器)、燈、傳感器......)的
直流電壓。在常規(guī)模式中，系統(tǒng)40操作如下接通Tl并且截止T2。超級(jí)電容器被連接到驅(qū)動(dòng)電梯車廂的驅(qū)動(dòng)器的直流總線。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)Ml需要更多的電力時(shí)，不管超級(jí)電容器UC電壓是否足夠(Vuc > Vuc max/4)，能量能夠通過超級(jí)電容器UC經(jīng)由直流/直流轉(zhuǎn)換器4151而被提供。當(dāng)電動(dòng)機(jī)Ml是用作發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)時(shí)，制動(dòng)能量被儲(chǔ)存在超級(jí)電容器UC中。超級(jí)電容器值被固定以存儲(chǔ)用于整個(gè)循環(huán)的所有能量(用于電梯電梯車廂中的最大負(fù)載以及最大移動(dòng)-例如，從底部到頂部)。在所有情況下，在整個(gè)循環(huán)的結(jié)束，超級(jí)電容器電壓必須低于最大電壓(例如，Vuc max = 400V)，以保證直流/直流轉(zhuǎn)換器4151的安全。假定Vuc 必須低于特定電平Vuc_th。如果Vuc (超級(jí)電容器UC上的電壓)超過Vuc_th，則接通T2以連接直流網(wǎng)絡(luò)。通過這種方式，在用于車廂門的驅(qū)動(dòng)器中，能夠控制直流/直流轉(zhuǎn)換器4151來對(duì)超級(jí)電容器 UC放電。對(duì)C2和Cl進(jìn)行充電。公共直流總線電壓高于AC饋電網(wǎng)的最大電壓。通過這種方式，所有能量通過超級(jí)電容器UC來提供而不是通過網(wǎng)絡(luò)來提供。
在常規(guī)模式中總是降低超級(jí)電容器UC的電壓，然后減少用于整個(gè)循環(huán)的超級(jí)電容器UC的尺寸， 本發(fā)明能夠?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)提供能量(PLC、傳感器、燈...)。通過這種方式，超級(jí)電容器UC確保對(duì)于所述系統(tǒng)的UPS功能。當(dāng)循環(huán)不頻繁時(shí)，超級(jí)電容器UC的尺寸能夠減小更多，利用該UPS功能，即使短期失去AC饋電網(wǎng)，系統(tǒng)也能夠運(yùn)行。例如，如果利用超級(jí)電容器UC僅僅用于電動(dòng)機(jī)Ml，則如果沒有傳感器、PLC或不能打開電梯的門，則系統(tǒng)不能運(yùn)行。在異常模式中，系統(tǒng)40操作如下如果用于門的驅(qū)動(dòng)器411B、第一直流/直流轉(zhuǎn)換器4151、用于電梯的驅(qū)動(dòng)器411A 等存在故障，可以采用并聯(lián)直流總線管理裝置412來隔離故障，并確保在系統(tǒng)的其他安全部件的功能的故障-安全操作模式。本發(fā)明能夠想像多種可能性。當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí)，短路電流由電流傳感器檢測(cè)。雙向功率開關(guān)Tl或T2斷開以解耦其他電路與故障電路。當(dāng)存在短路時(shí)，截止Tl或T2以隔離處于故障的電路。通過這種方式，能夠確保所有無故障的驅(qū)動(dòng)器的安全。然而，處于故障的驅(qū)動(dòng)器或電路沒有通過直流總線管理裝置412 而被保護(hù)，故障電路中的故障未被切斷。短路電流可能流入到AC饋電網(wǎng)。斷路器to切斷 AC饋電網(wǎng)。通過控制，斷開電路保險(xiǎn)裝置K以隔離處于故障的驅(qū)動(dòng)器或電路。當(dāng)電路保險(xiǎn)裝置被斷開時(shí)，控制接通斷路器ail。通過這種方式，能夠向其他驅(qū)動(dòng)器或電路提供能量，以確保無故障電路的正常操作并且保護(hù)了故障電路。本系統(tǒng)能夠操作在故障-安全操作模式。綜上可知，本發(fā)明利用-多個(gè)電梯車廂驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)具有制動(dòng)桿的電梯車廂(高慣性載荷)；-超級(jí)電容器UC，經(jīng)由直流/直流轉(zhuǎn)換器4151連接到驅(qū)動(dòng)器的直流總線電壓。超級(jí)電容器UC被設(shè)計(jì)以儲(chǔ)存一個(gè)循環(huán)的載荷的全部制動(dòng)能量。-并聯(lián)直流總線管理或者直流/直流電源4151或兩者，用于對(duì)超級(jí)電容器UC放 H1^ ο-多個(gè)門驅(qū)動(dòng)器，用于打開電梯的門。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器包括二極管整流器，但該整流器不是強(qiáng)制性的。如果每個(gè)逆變器共享相同的整流器，則并聯(lián)直流管理裝置不是必要的。故障之間的平均時(shí)間將更低。-具有AC解耦和解耦功能的智能AC保護(hù)裝置413。-用于管理簡(jiǎn)單系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的控制器，或外部PLC以管理諸如電梯的復(fù)雜系統(tǒng)。-系統(tǒng)的傳感器，由具有來自直流不間斷電源或PLC的能量的直流電壓供電。下面，我們將結(jié)合電梯應(yīng)用的情況，說明本發(fā)明的使用方法。當(dāng)電梯車廂的驅(qū)動(dòng)器處于制動(dòng)階段時(shí)，來自發(fā)電機(jī)的能量經(jīng)由直流/直流轉(zhuǎn)換器 4151被儲(chǔ)存在超級(jí)電容器UC中。超級(jí)電容器UC將能量提供給如下裝置，例如-可編程邏輯控制器(ProgrammableLogic Controller，PLC)、傳感器、燈......
11
-當(dāng)存儲(chǔ)的能量非常重要時(shí)，也提供給車廂門的驅(qū)動(dòng)器。在這種情況下，并聯(lián)直流網(wǎng)絡(luò)裝置412并聯(lián)多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，并且UPS被電流控制以增加公共直流總線電壓。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的二極管整流器不操作并且能量由超級(jí)電容器UC提供。系統(tǒng)的直流消耗必須高于在一個(gè)制動(dòng)周期循環(huán)提供的制動(dòng)能量。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器存在接地故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)故障(內(nèi)含的功能)，并且利用逆變器中止故障。處于故障狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)器由并聯(lián)直流網(wǎng)絡(luò)管理裝置412和智能AC保護(hù)裝置413隔離。 該動(dòng)作由PLC管理，該P(yáng)LC重構(gòu)該系統(tǒng)來確保最好的故障安全運(yùn)行模式。當(dāng)存在短路故障時(shí)，處于故障狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)器以與接地故障相同的方式被隔離。控制裝置417管理該保護(hù)并重構(gòu)該系統(tǒng)?？刂蒲b置417用作所有系統(tǒng)的控制中心-驅(qū)動(dòng)器故障、UPS故障、PLC電源故障......，等等。圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的應(yīng)用超級(jí)電容器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。圖5與圖4中相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記。因此，為了簡(jiǎn)潔，對(duì)于相同的部件， 將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。如圖5所示，在變速驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)50中，沒有采用圖4中的并聯(lián)直流網(wǎng)絡(luò)管理裝置 412。變速驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)50通過直流/直流轉(zhuǎn)換器4151A和4151B將超級(jí)電容器UC與驅(qū)動(dòng)器41IA和41IB并聯(lián)連接。其操作模式與圖4所述相同，故再次不贅述。圖5中示出驅(qū)動(dòng)器的個(gè)數(shù)為兩個(gè)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然驅(qū)動(dòng)器的個(gè)數(shù)不限于兩個(gè)，根據(jù)需要，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過本公開可以將本實(shí)施例應(yīng)用于多個(gè)驅(qū)動(dòng)器的情況。圖5中的虛線表明直流不間斷電源415’中的直流/直流轉(zhuǎn)換器4151的個(gè)數(shù)不限于2個(gè)，其與驅(qū)動(dòng)器的個(gè)數(shù)相同。除了以上舉例說明的電梯應(yīng)用之外，本發(fā)明還可以應(yīng)用于利用多個(gè)驅(qū)動(dòng)器的機(jī)床、以及需要故障安全運(yùn)行模式的相同系統(tǒng)，等等。盡管本發(fā)明是參照其特定的優(yōu)選實(shí)施例來描述的，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，相反，本發(fā)明旨在覆蓋所附權(quán)利要求的精神和范疇之內(nèi)包括的各種各樣的修改和等價(jià)結(jié)構(gòu)。
1權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用超級(jí)電容器(UC)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)包括η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)，用于驅(qū)動(dòng)η個(gè)電梯車廂，其中η為自然數(shù)； m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(M2)，用于驅(qū)動(dòng)m個(gè)車廂門，其中m為自然數(shù)； η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器(411Α)，每個(gè)安裝在AC饋電網(wǎng)和η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)之一之間，η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)的每個(gè)包括與AC饋電網(wǎng)連接的第一二極管整流器(Dl)、具有第一電容器(Cl)的第一直流中間鏈路(4111)、和其輸出端與第一電動(dòng)機(jī)(Ml)連接的第一逆變器 αην )，第一二極管整流器(Dl)以及第一逆變器(Irwl)通過第一直流中間鏈路Glll)在它們的直流側(cè)彼此電路連接；m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器(411B)，每個(gè)安裝在AC饋電網(wǎng)和m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(M2)之一之間，η個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)的每個(gè)包括與AC饋電網(wǎng)連接的第二二極管整流器(D2)、具有第二電容器(以)的第二直流中間鏈路(4112)、和其輸出端與第二電動(dòng)機(jī)(IC)連接的第二逆變器 αην2)，第二二極管整流器(Dl)以及第二逆變器(InW)通過第二直流中間鏈路0112)在它們的直流側(cè)彼此電路連接；并聯(lián)直流總線管理裝置G12)，用于耦合或解耦η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器(411B)、以及直流不間斷電源015)，以斷開η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器 (411B)、或直流不間斷電源015)并且利用該并聯(lián)直流總線管理裝置(412)對(duì)超級(jí)電容器 (UC)放電；以及直流不間斷電源G15)，通過并聯(lián)直流總線管理裝置012)與η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA) 和m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)連接，用于存儲(chǔ)來自η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)的制動(dòng)能量并為整個(gè)直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供能量。
2.如權(quán)利要求1所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述直流不間斷電源G15)包括 直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)；和超級(jí)電容器(UC)，通過直流/直流轉(zhuǎn)換器0151)與并聯(lián)直流總線管理裝置(412)連接，用于通過控制直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)而存儲(chǔ)來自η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)的制動(dòng)能量， 并將其提供給整個(gè)直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述并聯(lián)直流總線管理裝置(412)包括耦合和解耦裝置(4121)，連接在η個(gè)第一直流中間鏈路0111)和m個(gè)第二直流中間鏈路G112)的正極以及直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)的正極之間，以切斷η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器 GllA)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)以及直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)的連接；和負(fù)極連接裝置(4122)，連接η個(gè)第一直流中間鏈路Glll)和m個(gè)第二直流中間鏈路 (4112)的負(fù)極以及直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)的負(fù)極。
4.如權(quán)利要求3所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述耦合和解耦裝置0121)包括η個(gè)第一扼流線圈(Lla)，分別串聯(lián)連接在η個(gè)第一直流中間鏈路0111)的正極中，每個(gè)具有與第一二極管整流器(Dl)的輸出端連接的第一端和與第一逆變器(Irwl)的輸入端連接的第二端；η個(gè)第一雙向功率開關(guān)(Tl)，分別連接在η個(gè)第一扼流線圈(Lla)的第一端之一和直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)的正極之間；m個(gè)第二扼流線圈(L2)，每個(gè)具有與m個(gè)第二直流中間鏈路011 的正極之一連接的第一端和與直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)的正極連接的第二端；以及m個(gè)第二雙向功率開關(guān)(T2)，分別連接在m個(gè)第二扼流線圈(U)的第二端之一和直流 /直流轉(zhuǎn)換器G151)的正極之間。
5.如權(quán)利要求4所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述耦合和解耦裝置0121)還包括用于電力隔離的η個(gè)第一電力隔離開關(guān)(Kl)，分別連接在η個(gè)第一扼流線圈(Lla)的第一端之一和η個(gè)第一雙向功率開關(guān)(Tl)之一之間；和用于電力隔離的m個(gè)第二電力隔離開關(guān)(K2)，分別連接在m個(gè)第二扼流線圈(L2)的第二端之一和m個(gè)第二雙向功率開關(guān)(T2)之一之間。
6.如權(quán)利要求5所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述耦合和解耦裝置0121)還包括 η個(gè)第三扼流線圈(Lib)，分別串聯(lián)連接在η個(gè)第一二極管整流器(Dl)的輸出端之一和η 個(gè)第一扼流線圈(Lla)的第一端之一之間。
7.如權(quán)利要求6所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中負(fù)極連接裝置0122)包括用于電力隔離的η個(gè)第一電力隔離開關(guān)(Κ3)，分別連接η個(gè)第一直流中間鏈路Glll) 之一的負(fù)極以及直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)的負(fù)極；以及用于電力隔離的m個(gè)第二電力隔離開關(guān)(K4)，分別連接m個(gè)第二直流中間鏈路0112) 之一的負(fù)極以及直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)的負(fù)極。
8.如權(quán)利要求7所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述并聯(lián)直流總線管理裝置(412)還包括m個(gè)穩(wěn)壓二極管(D3)，每個(gè)連接在m個(gè)第二扼流線圈(U)的第二端之一和m個(gè)第二直流中間鏈路G112)的負(fù)極之一之間。
9.如權(quán)利要求8所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中η個(gè)第一雙向功率開關(guān)(Tl)的每個(gè)由兩個(gè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT并聯(lián)構(gòu)成，其中第一 IGBT的發(fā)射極和第二 IGBT的集電極相連形成第一雙向功率開關(guān)(Tl)的第一端；第一 IGBT的集電極和第二 IGBT的發(fā)射極相連形成第一雙向功率開關(guān)(Tl)的第二端。
10.如權(quán)利要求9所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中m個(gè)第二雙向功率開關(guān)(T2)的每個(gè)由一個(gè)IGBT形成。
11.如權(quán)利要求10所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中η個(gè)第一雙向功率開關(guān)(Tl)和m個(gè)第二雙向功率開關(guān)(T2)的柵極由控制信號(hào)控制以導(dǎo)通或截止η個(gè)第一雙向功率開關(guān)(Tl) 和m個(gè)第二雙向功率開關(guān)(T2)。
12.如權(quán)利要求11所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中η個(gè)第一雙向功率開關(guān)(Tl)和m個(gè)第二雙向功率開關(guān)(T2)可以由功率晶體管GTR或集成門極環(huán)流晶閘管IGCT構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求12所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，還包括控制裝置017)，用于執(zhí)行所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的總體控制，由超級(jí)電容器(UC)通過第二直流/直流轉(zhuǎn)換器(416)或由AC 饋電網(wǎng)為控制裝置G17)供電。
14.如權(quán)利要求13所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述控制裝置(417)可以由微機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器DSP或可編程邏輯控制器PLC構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求14所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，還包括AC保護(hù)裝置013)，連接在AC饋電網(wǎng)與η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器011B)和控制裝置(417)之間，用于停止出現(xiàn)短路故障的η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器(411A)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器011B)或控制裝置017)。
16.如權(quán)利要求15所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述AC保護(hù)裝置013)包括斷路器(Bm)，用于切斷AC饋電網(wǎng)；以及分別具有第一端和第二端的第一至第n+m+1個(gè)電路保險(xiǎn)裝置，第一端都通過斷路器 (Bm)連接到AC饋電網(wǎng)，第二端分別連接到η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器011Α)的η個(gè)第一二極管、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)的m個(gè)第二二極管和控制裝置(417)之一，所述第一至第n+m+1個(gè)電路保險(xiǎn)裝置用于隔離出現(xiàn)短路故障的η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器011B)或控制裝置(417)。
17.如權(quán)利要求16所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中在常規(guī)模式中，控制接通η個(gè)第一雙向功率開關(guān)(Tl)并且截止m個(gè)第二雙向功率開關(guān)(T2)，當(dāng)η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)需要電力時(shí)，能量能夠通過超級(jí)電容器(UC)經(jīng)由直流/直流轉(zhuǎn)換器G151)被提供給η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)。
18.如權(quán)利要求17所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述超級(jí)電容器(UC)的電容值被固定以存儲(chǔ)用于所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)整個(gè)循環(huán)的所有能量。
19.如權(quán)利要求18所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述超級(jí)電容器(UC)的電壓低于預(yù)定電壓。
20.如權(quán)利要求19所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中當(dāng)所述超級(jí)電容器(UC)的電壓高于所述預(yù)定電壓時(shí)，接通m個(gè)第二雙向功率開關(guān)(T2)，通過控制直流/直流轉(zhuǎn)換器0151)來對(duì)超級(jí)電容器(UC)放電以對(duì)m個(gè)第二電容器(以)和η個(gè)第一電容器進(jìn)行充電。
21.如權(quán)利要求20所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，利用m個(gè)第二電容器(C2)和η個(gè)第一電容器(Cl)為m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)和η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)供電。
22.如權(quán)利要求21所述的驅(qū)動(dòng)器，其中在異常操作模式中，采用并聯(lián)直流總線管理裝置012)來隔離故障網(wǎng)絡(luò)。
23.如權(quán)利要求22所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)還包括附加裝置，該附加裝置包括空調(diào)、燈、傳感器，超級(jí)電容器(UC)通過第二直流/直流轉(zhuǎn)換器(416) 對(duì)所述附加裝置供電。
24.如權(quán)利要求23所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)還包括系統(tǒng)傳感器G14)，連接到η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)和m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(Μ》，用于檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)的速度和位置。
25.一種應(yīng)用超級(jí)電容器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)包括η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)，用于驅(qū)動(dòng)電梯車廂，η是自然數(shù)；m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(M2)，用于驅(qū)動(dòng)車廂門，m是自然數(shù)；η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器(411Α)，每個(gè)安裝在AC饋電網(wǎng)和η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)之一之間，η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)的每個(gè)包括與AC饋電網(wǎng)連接的第一二極管整流器(Dl)、具有第一電容器(Cl)的第一直流中間鏈路(4111)、和其輸出端與第一電動(dòng)機(jī)(Ml)連接的第一逆變器 αην )，第一二極管整流器(Dl)以及第一逆變器(Irwl)通過第一直流中間鏈路Glll)在它們的直流側(cè)彼此電路連接；m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器(411B)，每個(gè)安裝在AC饋電網(wǎng)和m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(M2)之一之間，η個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)的每個(gè)包括與AC饋電網(wǎng)連接的第二二極管整流器(D2)、具有第二電容器(以)的第二直流中間鏈路(4112)、和其輸出端與第二電動(dòng)機(jī)(IC)連接的第二逆變器 αην2)，第二二極管整流器(Dl)以及第二逆變器(InW)通過第二直流中間鏈路0112)在它們的直流側(cè)彼此電路連接；以及直流不間斷電源(415’)，與η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)和m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器011B)并聯(lián)連接，用于存儲(chǔ)來自η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)的制動(dòng)能量，并為整個(gè)直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供能量。
26.如權(quán)利要求25所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述直流不間斷電源015’)包括n+m個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器；和超級(jí)電容器(UC)，通過n+m個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器分別與η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器011Α)和m 個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)并聯(lián)連接，用于通過控制直流/直流轉(zhuǎn)換器而將來自多個(gè)第一電動(dòng)機(jī) (Ml)的制動(dòng)能量提供給整個(gè)直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
27.如權(quán)利要求沈所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，還包括控制裝置G17)，用于執(zhí)行所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的總體控制，由超級(jí)電容器(UC)通過第二直流/直流轉(zhuǎn)換器(416)或由AC 饋電網(wǎng)為控制裝置G17)供電。
28.如權(quán)利要求27所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述控制裝置(417)可以由微機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器DSP或可編程邏輯控制器PLC構(gòu)成。
29.如權(quán)利要求觀所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，還包括AC保護(hù)裝置013)，連接在AC饋電網(wǎng)與η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器011B)和控制裝置(417)之間，用于停止出現(xiàn)短路故障的η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器(411A)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器011B)或控制裝置017)。
30.如權(quán)利要求四所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述AC保護(hù)裝置(413)包括斷路器(Bm)，用于切斷AC饋電網(wǎng)；以及分別具有第一端和第二端的第一至第n+m+1電路保險(xiǎn)裝置，第一端都通過斷路器(Bm) 連接到AC饋電網(wǎng)，第二端分別連接到η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)的第一二極管、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)的第二二極管和控制裝置(417)之一，所述第一至第n+m+1電路保險(xiǎn)裝置用于隔離出現(xiàn)短路故障的η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器(411A)、m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器011B)或控制裝置017)。
31.如權(quán)利要求30所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述超級(jí)電容器(UC)的電容值被固定以存儲(chǔ)用于所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)整個(gè)循環(huán)的所有能量。
32.如權(quán)利要求31所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中所述超級(jí)電容器(UC)的電壓低于預(yù)定電壓。
33.如權(quán)利要求32所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其中當(dāng)所述超級(jí)電容器(UC)的電壓高于所述預(yù)定電壓時(shí)，通過控制n+m個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器來對(duì)超級(jí)電容器(UC)放電以對(duì)m個(gè)第二電容器(C》和η個(gè)第一電容器(Cl)進(jìn)行充電。
34.如權(quán)利要求33所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，利用m個(gè)第二電容器(C2)和η個(gè)第一電容器(Cl)分別為m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器GllB)和η個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器GllA)供電。
35.如權(quán)利要求34所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)還包括附加裝置，該附加裝置包括空調(diào)、燈、傳感器，超級(jí)電容器(UC)通過第二直流/直流轉(zhuǎn)換器(416) 對(duì)所述附加裝置供電。
36.如權(quán)利要求35所述的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)還包括系統(tǒng)傳感器G14)，連接到η個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(Ml)和m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(Μ》，用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度和位置。
全文摘要
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種應(yīng)用超級(jí)電容器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理。其利用超級(jí)電容器來管理變速驅(qū)動(dòng)器的直流網(wǎng)絡(luò)，以儲(chǔ)存制動(dòng)能量并將它返還給該系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)臨界載荷。通過這種方式，能降低存儲(chǔ)元件的大小，并當(dāng)存在故障時(shí)，能確保系統(tǒng)的故障安全運(yùn)行。本發(fā)明提供一種應(yīng)用超級(jí)電容器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)車廂的n個(gè)第一電動(dòng)機(jī)(M1)；驅(qū)動(dòng)門的m個(gè)第二電動(dòng)機(jī)(M2)，n和m為自然數(shù)；n個(gè)第一驅(qū)動(dòng)器(411A)；m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器(411B)；并聯(lián)直流總線管理裝置(412)，耦合或解耦n個(gè)第一和m個(gè)第二驅(qū)動(dòng)器(411A、411B)、和采用超級(jí)電容器的直流不間斷電源(415)；直流不間斷電源(415)，通過并聯(lián)直流總線管理裝置(412)與驅(qū)動(dòng)器連接，存儲(chǔ)制動(dòng)能量并為系統(tǒng)提供能量。
文檔編號(hào)H02J15/00GK102195284SQ20101012477
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者法布里斯·賈多, 皮塔·格魯伯維奇, 菲利普·鮑德遜 申請(qǐng)人:施耐德東芝換流器歐洲公司