專利名稱：一種hybrid電梯控制柜及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電梯控制裝置，特別是一種指使用電網(wǎng)電力與蓄電池、超級(jí)電容 組儲(chǔ)能設(shè)備作為電力同時(shí)供電的HYBRID電梯控制柜及其控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的主流電梯控制柜主要有以下三種1、電阻制動(dòng)型電梯控制柜采用制動(dòng)電阻將電梯曳引機(jī)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化成 熱能消耗掉，該種電梯控制柜的缺點(diǎn)是，制動(dòng)電阻產(chǎn)生熱量大，沒有對電梯曳引機(jī)制動(dòng)能量 加以利用，故耗能比較大。2、回饋電網(wǎng)型電梯控制柜利用三相并網(wǎng)逆變技術(shù)將電梯曳引機(jī)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能 量回饋給電網(wǎng)，可以節(jié)約很大一部分電能，其缺點(diǎn)是回饋給電網(wǎng)的電能質(zhì)量難以保證，存 在較大的諧波電流，容易對電網(wǎng)造成污染。3、傳統(tǒng)HYBRID電梯控制柜使用蓄電池存儲(chǔ)電梯曳引機(jī)馬達(dá)回饋的能量，然而蓄 電池充電速度非常慢，允許連續(xù)充電電流與額定容量的比值即充電率也非常低，不適合要 求快速大電流充電的場合。然而曳引機(jī)馬達(dá)回饋功率非常大，如果要想存儲(chǔ)全部回饋能量， 那么需要使用很大容量的蓄電池。中國專利200920247993. 7公開的“一種節(jié)能電梯控制 柜”采用了這一技術(shù)，使用蓄電池作為儲(chǔ)能裝置。由于蓄電池的特性是充電速度慢，即充電 功率小。所以要以較大功率完全吸收曳引機(jī)制動(dòng)發(fā)出的能量要選用大容量的蓄電池以滿足 充電功率的要求。然而相對于如此大容量的蓄電池，電梯曳引機(jī)制動(dòng)發(fā)出的總能量卻很小， 這導(dǎo)致蓄電池大部分容量都沒有得到利用。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種耗能低、不對電網(wǎng)造成污染 和不需要大容量蓄電池的HYBRID電梯控制柜及其控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種HYBRID電梯控制柜，包括整流器、馬達(dá)矢量變頻器、馬達(dá)矢量變頻控制電路、 電梯控制電路、馬達(dá)電動(dòng)功率計(jì)算電路、蓄電池、蓄電池充放電電路、蓄電池充放電控制電 路和主控制電路，還包括超級(jí)電容組和超級(jí)電容充放電電路和超級(jí)電容充放電控制電路， 所述的整流器一端與三相電網(wǎng)連接、另一端連接濾波電容后分別與蓄電池充放電電路、超 級(jí)電容充放電電路和馬達(dá)矢量變頻器連接，所述的馬達(dá)矢量變頻器通過動(dòng)力電纜與曳引 機(jī)，還通過控制電纜依次與IGBT驅(qū)動(dòng)電路、馬達(dá)矢量變頻控制電路和電梯控制電路連接， 所述的蓄電池充放電電路和超級(jí)電容充放電電路的輸入端分別通過動(dòng)力電纜接入馬達(dá)矢 量變頻器的直流母線，所述的蓄電池充放電電路的輸出端與蓄電池通過動(dòng)力電纜相連接， 所述的超級(jí)電容充放電電路的輸出端與超級(jí)電容組通過動(dòng)力電纜相連接，所述的蓄電池充 放電控制電路與蓄電池充放電電路通過控制電纜相連接，所述的超級(jí)電容充放電控制電路 與超級(jí)電容充放電電路通過控制電纜相連接，所述的主控制電路的輸出端分別通過控制電纜與蓄電池充放電控制電路和超級(jí)電容充放電控制電路相連、其輸入端通過控制電纜依次 與電機(jī)功率計(jì)算電路和電梯控制電路連接。本發(fā)明所述的超級(jí)電容組采用不同容量的單個(gè)超級(jí)電容器通過串聯(lián)、并聯(lián)或串聯(lián) 并聯(lián)組合的方式，構(gòu)成一個(gè)合適額定電壓及額定電容量的超級(jí)電容組。本發(fā)明所述的超級(jí)電容組采用128只韓國LS公司的超級(jí)電容器 LSUC002R8L0350FEA串聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)額定電壓358V和額定電容量2. 73F的超級(jí)電容組；所 述的超級(jí)電容器LSUC002R8L0350FEA的額定電壓為2. 8V、額定容量為350F。一種HYBRID電梯控制柜的控制方法，包括以下步驟A、主控制電路通過檢測抱閘BKM信號(hào)，判斷電梯是否正在移動(dòng)；如果電梯正在移 動(dòng)通過檢測馬達(dá)矢量變頻器直流母線電壓判斷出電梯是在電動(dòng)運(yùn)行還是制動(dòng)運(yùn)行，大于 590V即判斷電梯正制動(dòng)運(yùn)行，小于590V即判斷電梯正電動(dòng)運(yùn)行；B、當(dāng)主控制電路判斷出電梯制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，主控制電路發(fā)出充電指令分別給蓄電池 充放電控制電路和超級(jí)電容充放電控制電路；蓄電池充放電控制電路控制蓄電池充放電電 路動(dòng)作，以恒壓方式給蓄電池充電，其充電電流較小；主控制電路中設(shè)定的母線制動(dòng)電壓作 為母線電壓PI調(diào)節(jié)器的給定量，母線直流電壓檢測值作為母線電壓PI調(diào)節(jié)器的反饋量，經(jīng) 過PI調(diào)節(jié)運(yùn)算輸出蓄電池充電電壓給定量信號(hào)，主控制電路將該信號(hào)傳遞給蓄電池充放 電控制電路；蓄電池充放電控制電路完成蓄電池充電PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算及向蓄電池充放電電 路發(fā)出控制信號(hào)；同時(shí)超級(jí)電容充放電控制電路控制超級(jí)電容充電電路動(dòng)作，以恒流方式 給超級(jí)電容組充電，充電電流較大，吸收大部分回饋能量，維持馬達(dá)矢量變頻器直流母線電 壓恒定；超級(jí)電容充放電控制電路完成超級(jí)電容充電PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算及向超級(jí)電容充放電 電路發(fā)出控制信號(hào)；C、當(dāng)主控制電路判斷出電梯電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，由功率計(jì)算電路計(jì)算出曳引機(jī)電機(jī)電動(dòng) 需要的功率，主控制電路根據(jù)該功率和母線電壓反饋值計(jì)算出變頻器母線電流的給定值， 首先發(fā)出放電指令給超級(jí)電容充放電控制電路，并將曳引機(jī)電機(jī)電動(dòng)時(shí)變頻器直流母線所 需要的電流給定值傳遞給超級(jí)電容充放電控制電路，超級(jí)電容充放電控制電路控制超級(jí)電 容充放電電路動(dòng)作，向馬達(dá)矢量變頻器直流母線放電，超級(jí)電容充放電控制電路通過檢測 超級(jí)電容組的電壓來判斷其容量，當(dāng)電壓降低到額定電壓的50%時(shí)，即放電結(jié)束，超級(jí)電 容充放電控制電路將放電結(jié)束狀態(tài)反饋給主控制電路；主控制電路接到該狀態(tài)反饋后，馬 上將放電指令及曳引機(jī)電機(jī)電動(dòng)時(shí)變頻器直流母線所需要的電流給定值傳遞給蓄電池充 放電控制電路，蓄電池充放電控制電路將控制蓄電池充放電電路繼續(xù)向變頻器直流母線放 電；D、當(dāng)主控制電路判斷出電梯靜止不動(dòng)時(shí)，主控制電路發(fā)出向蓄電池放電指令給超 級(jí)電容充放電控制電路，發(fā)出從超級(jí)電容組充電指令給蓄電池充放電控制電路；超級(jí)電容 充放電控制電路控制超級(jí)電容充放電電路向蓄電池放電，蓄電池充放電控制電路控制蓄電 池充放電電路給蓄電池充電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、由于本發(fā)明使用蓄電池和超級(jí)電容組吸收曳引機(jī)馬達(dá)回饋能量，這樣可以擯棄 掉背景技術(shù)中提到的電阻制動(dòng)型電梯控制柜中的制動(dòng)電阻，故發(fā)熱量少，同時(shí)對曳引機(jī)制 動(dòng)能量加以利用，節(jié)約了電能。另外在電網(wǎng)用電高峰時(shí)，由于電梯曳引機(jī)可以由蓄電池和超級(jí)電容組提供電能，將吸收的制動(dòng)能量放電給曳引機(jī)，所以也削弱了電網(wǎng)用電高峰。另外在 電網(wǎng)停電時(shí)，電梯可以使用蓄電池和超級(jí)電容組的電能就近平層。故本發(fā)明具有耗能低、削 弱電網(wǎng)用電高峰和停電就近平層的特點(diǎn)。2、由于本發(fā)明使用蓄電池和超級(jí)電容組吸收曳引機(jī)馬達(dá)回饋能量，在曳引機(jī)電動(dòng) 時(shí)將吸收的能量放電給曳引機(jī)，能量的轉(zhuǎn)換都是在控制柜內(nèi)部，不對電網(wǎng)回饋任何能量，與 背景技術(shù)提到的回饋電網(wǎng)型電梯控制柜相比，不對電網(wǎng)產(chǎn)生任何諧波電流污染，故本發(fā)明 具有對電網(wǎng)無污染的特點(diǎn)。3、由于本發(fā)明使用的超級(jí)電容組具有充電速度快，充電率高的特點(diǎn)，適合用于吸 收馬達(dá)回饋能量，利用其充電速度快的特點(diǎn)，快速吸收曳引機(jī)馬達(dá)回饋能量，電梯靜止時(shí)再 將吸收的回饋能量，以很慢的速度給蓄電池充電，蓄電池容量較大，可以存儲(chǔ)相對較多的電 量。同時(shí)本專利使用的蓄電池容量相對于背景介紹中提到的傳統(tǒng)HYBRID控制柜而然卻小 很多，因?yàn)槔昧顺?jí)電容組來快速吸收制動(dòng)能量，并在電梯無人乘坐時(shí)轉(zhuǎn)存該能量給蓄 電池，所以解決了傳統(tǒng)HYBRID電梯控制柜蓄電池容量大的缺點(diǎn)。故本發(fā)明具有蓄電池容量 小的特點(diǎn)。4、由于本發(fā)明的超級(jí)電容組把吸收的電能以較小的充電功率存儲(chǔ)在蓄電池中，以 保證以后有足夠的制動(dòng)能力。一般來講由于電梯在一天24小時(shí)中，處于無人乘坐狀態(tài)時(shí)間 較長，所以超級(jí)電容組有足夠的時(shí)間將吸收的制動(dòng)能量轉(zhuǎn)存到蓄電池中。這樣即解決了蓄 電池充電速度慢的問題又解決了超級(jí)電容組相對容量小長期運(yùn)行制動(dòng)能力有限的問題。故 本發(fā)明具有蓄電池與超級(jí)電容組協(xié)調(diào)使用，彌補(bǔ)彼此不足，發(fā)揮各自長處的特點(diǎn)。


本發(fā)明共有附圖16張，其中圖1表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中蓄電池充放電電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中超級(jí)電容充放電電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1的超級(jí)電容充放電控制電路中電梯曳引機(jī)馬達(dá)回饋能量時(shí)超級(jí)電容充 電控制原理示意圖。圖5是圖1的蓄電池充放電控制電路中電梯曳引機(jī)馬達(dá)回饋能量時(shí)蓄電池充電控 制原理示意圖。圖6是圖1的超級(jí)電容充放電控制電路中電梯曳引機(jī)馬達(dá)電動(dòng)時(shí)超級(jí)電容放電控 制原理示意圖。圖7是圖1的蓄電池充放電控制電路中電梯曳引機(jī)馬達(dá)電動(dòng)時(shí)蓄電池放電控制原
理示意圖。圖8是圖1的超級(jí)電容充放電控制電路中電梯靜止時(shí)超級(jí)電容組向蓄電池轉(zhuǎn)換能 量超級(jí)電容放電控制原理示意圖。圖9是圖1的蓄電池充放電控制電路中電梯靜止時(shí)超級(jí)電容組向蓄電池轉(zhuǎn)換能量 蓄電池充電控制原理示意圖。圖10是傳統(tǒng)電梯結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是主控制電路中軟件總體流程圖示意圖。
圖12是蓄電池充放電控制電路中變頻器直流母線向蓄電池充電部分的軟件流程 圖。圖13是超級(jí)電容充放電控制電路中變頻器直流母線向超級(jí)電容充電部分的軟件 流程圖。圖14是蓄電池充放電控制電路中蓄電池向變頻器直流母線放電部分的軟件流程 圖。圖15是超級(jí)電容充放電控制電路中超級(jí)電容向變頻器直流母線放電部分的軟件 流程圖。圖16是主控制電路、蓄電池及超級(jí)電容充放電控制電路中超級(jí)電容組向蓄電池 放電部分的軟件流程圖。圖中1、整流器，2、馬達(dá)矢量變頻器，3、馬達(dá)矢量變頻控制電路，4、電梯控制電路， 5、馬達(dá)電動(dòng)功率計(jì)算電路，6、蓄電池，7、超級(jí)電容組，8、蓄電池充放電電路，9、超級(jí)電容充 放電電路，10、蓄電池充放電控制電路，11、超級(jí)電容充放電控制電路，12、主控制電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1-16所示，一種HYBRID電梯控 制柜，包括整流器1、馬達(dá)矢量變頻器2、馬達(dá)矢量變頻控制電路3、電梯控制電路4、馬達(dá)電 動(dòng)功率計(jì)算電路5、蓄電池6、蓄電池充放電電路8、蓄電池充放電控制電路10和主控制電 路12，還包括超級(jí)電容組7、超級(jí)電容充放電電路9和超級(jí)電容充放電控制電路11，所述的 整流器1 一端與三相電網(wǎng)連接、另一端連接濾波電容后分別與蓄電池充放電電路8、超級(jí)電 容充放電電路9和馬達(dá)矢量變頻器2連接，所述的馬達(dá)矢量變頻器2通過動(dòng)力電纜與曳引 機(jī)，還通過控制電纜依次與IGBT驅(qū)動(dòng)電路、馬達(dá)矢量變頻控制電路3和電梯控制電路4連 接，所述的蓄電池充放電電路8和超級(jí)電容充放電電路9的輸入端分別通過動(dòng)力電纜接入 馬達(dá)矢量變頻器2的直流母線，所述的蓄電池充放電電路8的輸出端與蓄電池6通過動(dòng)力 電纜相連接，所述的超級(jí)電容充放電電路9的輸出端與超級(jí)電容組7通過動(dòng)力電纜相連接， 所述的蓄電池充放電控制電路10與蓄電池充放電電路8通過控制電纜相連接，所述的超級(jí) 電容充放電控制電路11與超級(jí)電容充放電電路9通過控制電纜相連接，所述的主控制電路 12的輸出端分別通過控制電纜與蓄電池充放電控制電路10和超級(jí)電容充放電控制電路11 相連、其輸入端通過控制電纜依次與電機(jī)功率計(jì)算電路和電梯控制電路4連接。所述的超 級(jí)電容組7采用不同容量的單個(gè)超級(jí)電容器通過串聯(lián)、并聯(lián)或串聯(lián)并聯(lián)組合的方式，構(gòu)成 一個(gè)合適額定電壓及額定電容量的超級(jí)電容組7。所述的超級(jí)電容組7采用128只韓國LS 公司的超級(jí)電容器LSUC002R8L0350FEA串聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)額定電壓2. 8V*128 = 358V和額定 電容量350F/128 = 2. 73F的超級(jí)電容組7 ；所述的超級(jí)電容器LSUC002R8L0350FEA的額定 電壓為2. 8V、額定容量為350F。一種HYBRID電梯控制柜的控制方法，包括以下步驟A、主控制電路12通過檢測抱閘BKM信號(hào)，判斷電梯是否正在移動(dòng)；如果電梯正在 移動(dòng)通過檢測馬達(dá)矢量變頻器2直流母線電壓判斷出電梯是在電動(dòng)運(yùn)行還是制動(dòng)運(yùn)行，大 于590V即判斷電梯正制動(dòng)運(yùn)行，小于590V即判斷電梯正電動(dòng)運(yùn)行；B、當(dāng)主控制電路12判斷出電梯制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，主控制電路12發(fā)出充電指令分別給蓄電池充放電控制電路10和超級(jí)電容充放電控制電路11 ；蓄電池充放電控制電路10控制 蓄電池充放電電路8動(dòng)作，以恒壓方式給蓄電池6充電，其充電電流較??；主控制電路12中 設(shè)定的母線制動(dòng)電壓作為母線電壓PI調(diào)節(jié)器的給定量，母線直流電壓檢測值作為母線電 壓PI調(diào)節(jié)器的反饋量，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)運(yùn)算輸出蓄電池6充電電壓給定量信號(hào)，主控制電路12 將該信號(hào)傳遞給蓄電池充放電控制電路10 ；蓄電池充放電控制電路10完成蓄電池6充電 PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算及向蓄電池充放電電路8發(fā)出控制信號(hào)；同時(shí)超級(jí)電容充放電控制電路11 控制超級(jí)電容充電電路動(dòng)作，以恒流方式給超級(jí)電容組充電，充電電流較大，吸收大部分回 饋能量，維持馬達(dá)矢量變頻器2直流母線電壓恒定；超級(jí)電容充放電控制電路11完成超級(jí) 電容充電PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算及向超級(jí)電容充放電電路9發(fā)出控制信號(hào)；C、當(dāng)主控制電路12判斷出電梯電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，由功率計(jì)算電路計(jì)算出曳引機(jī)電機(jī) 電動(dòng)需要的功率，主控制電路12根據(jù)該功率和母線電壓反饋值計(jì)算出變頻器母線電流的 給定值，首先發(fā)出放電指令給超級(jí)電容充放電控制電路11，并將曳引機(jī)電機(jī)電動(dòng)時(shí)變頻器 直流母線所需要的電流給定值傳遞給超級(jí)電容充放電控制電路11，超級(jí)電容充放電控制電 路11控制超級(jí)電容充放電電路9動(dòng)作，向馬達(dá)矢量變頻器2直流母線放電，超級(jí)電容充放 電控制電路11通過檢測超級(jí)電容組的電壓來判斷其容量，當(dāng)電壓降低到額定電壓的50% 時(shí)，即放電結(jié)束，超級(jí)電容充放電控制電路11將放電結(jié)束狀態(tài)反饋給主控制電路12 ；主控 制電路12接到該狀態(tài)反饋后，馬上發(fā)出放電指令及曳引機(jī)電機(jī)電動(dòng)時(shí)變頻器直流母線所 需要的電流給定值傳遞給蓄電池充放電控制電路10，蓄電池充放電控制電路10將控制蓄 電池充放電電路8繼續(xù)向變頻器直流母線放電；D、當(dāng)主控制電路12判斷出電梯靜止不動(dòng)時(shí)，主控制電路12發(fā)出向蓄電池6放電 指令給超級(jí)電容充放電控制電路11，發(fā)出從超級(jí)電容組充電指令給蓄電池充放電控制電路 10 ；超級(jí)電容充放電控制電路11控制超級(jí)電容充放電電路9向蓄電池6放電，蓄電池充放 電控制電路10控制蓄電池充放電電路8給蓄電池6充電。下面根據(jù)附圖介紹本發(fā)明各個(gè)模塊的功能整流器1 把電網(wǎng)三相交流電變換成直流電馬達(dá)矢量變頻器2 把直流電變換成電壓和頻率可以調(diào)節(jié)的三相交流電驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)，閉環(huán)控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)距；馬達(dá)矢量變頻控制電路3 檢測馬達(dá)電流和轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)，完成馬達(dá)矢量控制算 法，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制馬達(dá)矢量變頻器2中IGBT功率管，馬達(dá)速度閉環(huán)驅(qū)動(dòng)；電梯控制電路4 完成整個(gè)電梯的邏輯控制、計(jì)算、檢測及保護(hù)；馬達(dá)電動(dòng)功率計(jì)算電路5 計(jì)算馬達(dá)電動(dòng)運(yùn)行需要的電功率；蓄電池6 —種直流電源，可以存儲(chǔ)或釋放直流電量；超級(jí)電容組7 —種充放電速度快，有較大電荷存儲(chǔ)能力的電力儲(chǔ)能器件；蓄電池充放電電路8 可以按照蓄電池充放電控制電路10的指令完成對蓄電池6 的充放電；超級(jí)電容充放電電路9 可以按照超級(jí)電容充放電控制電路11完成對超級(jí)電容組 的充放電；蓄電池充放電控制電路10 主要完成蓄電池充放電PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算，向蓄電池充放 電電路8發(fā)出控制信號(hào)；
超級(jí)電容充放電控制電路11 主要完成超級(jí)電容充放電PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算，向超級(jí)電 容充放電電路9發(fā)出控制信號(hào)；主控制電路12 根據(jù)變頻器直流母線電壓的檢測信號(hào)，電梯抱閘開閉信號(hào)及馬達(dá) 電動(dòng)功率計(jì)算電路5的輸入信號(hào)完成邏輯判斷及運(yùn)算，向蓄電池充放電控制電路10和超級(jí) 電容充放電控制電路11發(fā)出控制信號(hào)。下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的工作原理電梯曳引機(jī)馬達(dá)回饋時(shí)，變頻器直流母線電壓升高，蓄電池充放電電路8工作，以 恒壓方式給蓄電池6充電，其充電電流較小，控制原理見圖5。同時(shí)超級(jí)電容充放電電路9 工作，以恒流方式給超級(jí)電容組7充電，充電電流較大，吸收了大部分回饋能量，維持了變 頻器2直流母線電壓恒定，控制原理見圖4。電梯曳引機(jī)馬達(dá)電動(dòng)時(shí)，如圖1，由功率計(jì)算電路5計(jì)算出馬達(dá)電動(dòng)需要的功率。 按照圖6，超級(jí)電容組7放電到變頻器2直流母線，為馬達(dá)提供電能，由于超級(jí)電容組容量較 小，當(dāng)其放電到額度電壓一半時(shí)停止放電。由蓄電池6按照圖7放電到變頻器2直流母線， 為馬達(dá)繼續(xù)提供電能。電梯靜止不動(dòng)時(shí)，超級(jí)電容組7會(huì)把吸收的電能存儲(chǔ)在蓄電池6中，以保證以后有 足夠的制動(dòng)能力。按照圖8所示控制原理，超級(jí)電容組7先放電到變頻器2直流母線，使母 線電壓高于電網(wǎng)整流電壓值，并保持恒定，這樣可以防止蓄電池6從電網(wǎng)充電。蓄電池6按 照圖9所示控制原理充電。這樣超級(jí)電容組7吸收的電量便存儲(chǔ)在蓄電池6中。
權(quán)利要求
1.一種HYBRID電梯控制柜，包括整流器(1)、馬達(dá)矢量變頻器(2)、馬達(dá)矢量變頻控制 電路(3)、電梯控制電路(4)、馬達(dá)電動(dòng)功率計(jì)算電路(5)、蓄電池(6)、蓄電池充放電電路 ⑶、蓄電池充放電控制電路(10)和主控制電路(12)，其特征在于還包括超級(jí)電容組(7)、 超級(jí)電容充放電電路(9)和超級(jí)電容充放電控制電路(11)，所述的整流器(1) 一端與三相 電網(wǎng)連接、另一端連接濾波電容后分別與蓄電池充放電電路(8)、超級(jí)電容充放電電路(9) 和馬達(dá)矢量變頻器(2)連接，所述的馬達(dá)矢量變頻器(2)通過動(dòng)力電纜與曳引機(jī)，還通過控 制電纜依次與IGBT驅(qū)動(dòng)電路、馬達(dá)矢量變頻控制電路(3)和電梯控制電路(4)連接，所述 的蓄電池充放電電路(8)和超級(jí)電容充放電電路(9)的輸入端分別通過動(dòng)力電纜接入馬 達(dá)矢量變頻器(2)的直流母線，所述的蓄電池充放電電路(8)的輸出端與蓄電池(6)通過 動(dòng)力電纜相連接，所述的超級(jí)電容充放電電路(9)的輸出端與超級(jí)電容組(7)通過動(dòng)力電 纜相連接，所述的蓄電池充放電控制電路(10)與蓄電池充放電電路(8)通過控制電纜相連 接，所述的超級(jí)電容充放電控制電路(11)與超級(jí)電容充放電電路(9)通過控制電纜相連 接，所述的主控制電路(12)的輸出端分別通過控制電纜與蓄電池充放電控制電路(10)和 超級(jí)電容充放電控制電路(11)相連、其輸入端通過控制電纜依次與電機(jī)功率計(jì)算電路和 電梯控制電路⑷連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種HYBRID電梯控制柜，其特征在于所述的超級(jí)電容組 (7)采用不同容量的單個(gè)超級(jí)電容器通過串聯(lián)、并聯(lián)或串聯(lián)并聯(lián)組合的方式，構(gòu)成一個(gè)合適 額定電壓及額定電容量的超級(jí)電容組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種HYBRID電梯控制柜，其特征在于所述的超級(jí)電容 組(7)采用128只韓國LS公司的超級(jí)電容器LSUC002R8L0350FEA串聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)額定電壓 358V和額定電容量2. 73F的超級(jí)電容組；所述的超級(jí)電容器LSUC002R8L0350FEA的額定電 壓為2. 8V、額定容量為350F。
4.一種如權(quán)利要求1所述的HYBRID電梯控制柜的控制方法，其特征在于包括以下步驟A、主控制電路(12)通過檢測抱閘BKM信號(hào)，判斷電梯是否正在移動(dòng)；如果電梯正在移 動(dòng)通過檢測馬達(dá)矢量變頻器(2)直流母線電壓判斷出電梯是在電動(dòng)運(yùn)行還是制動(dòng)運(yùn)行，大 于590V即判斷電梯正制動(dòng)運(yùn)行，小于590V即判斷電梯正電動(dòng)運(yùn)行；B、當(dāng)主控制電路(12)判斷出電梯制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，主控制電路(12)發(fā)出充電指令分別 給蓄電池充放電控制電路(10)和超級(jí)電容充放電控制電路(11)；蓄電池充放電控制電路 (10)控制蓄電池充放電電路(8)動(dòng)作，以恒壓方式給蓄電池(6)充電，其充電電流較??；主 控制電路(12)中設(shè)定的母線制動(dòng)電壓作為母線電壓PI調(diào)節(jié)器的給定量，母線直流電壓檢 測值作為母線電壓PI調(diào)節(jié)器的反饋量，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)運(yùn)算輸出蓄電池(6)充電電壓給定量 信號(hào)，主控制電路(12)將該信號(hào)傳遞給蓄電池充放電控制電路(10)；蓄電池充放電控制電 路(10)完成蓄電池(6)充電PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算及向蓄電池充放電電路⑶發(fā)出控制信號(hào)；同 時(shí)超級(jí)電容充放電控制電路(11)控制超級(jí)電容充電電路動(dòng)作，以恒流方式給超級(jí)電容組 (7)充電，充電電流較大，吸收大部分回饋能量，維持馬達(dá)矢量變頻器(2)直流母線電壓恒 定；超級(jí)電容充放電控制電路(11)完成超級(jí)電容充電PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算及向超級(jí)電容充放電 電路(9)發(fā)出控制信號(hào)；C、當(dāng)主控制電路(12)判斷出電梯電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，由功率計(jì)算電路計(jì)算出曳引機(jī)電機(jī)電動(dòng)需要的功率，主控制電路(12)根據(jù)該功率和母線電壓反饋值計(jì)算出變頻器母線電流的 給定值，首先發(fā)出放電指令給超級(jí)電容充放電控制電路(11)，并將曳引機(jī)電機(jī)電動(dòng)時(shí)變頻 器直流母線所需要的電流給定值傳遞給超級(jí)電容充放電控制電路(11)，超級(jí)電容充放電控 制電路(11)控制超級(jí)電容充放電電路(9)動(dòng)作，向馬達(dá)矢量變頻器(2)直流母線放電，超 級(jí)電容充放電控制電路(11)通過檢測超級(jí)電容組的電壓來判斷其容量，當(dāng)電壓降低到額 定電壓的50%時(shí)，即放電結(jié)束，超級(jí)電容充放電控制電路(11)將放電結(jié)束狀態(tài)反饋給主控 制電路(12)；主控制電路(12)接到該狀態(tài)反饋后，馬上發(fā)出放電指令及曳引機(jī)電機(jī)電動(dòng)時(shí) 變頻器直流母線所需要的電流給定值傳遞給蓄電池充放電控制電路(10)，蓄電池充放電控 制電路(10)將控制蓄電池充放電電路(8)繼續(xù)向變頻器直流母線放電；D、當(dāng)主控制電路(12)判斷出電梯靜止不動(dòng)時(shí)，主控制電路(12)發(fā)出向蓄電池(6)放 電指令給超級(jí)電容充放電控制電路(11)，發(fā)出從超級(jí)電容組(7)充電指令給蓄電池充放電 控制電路(10)；超級(jí)電容充放電控制電路(11)控制超級(jí)電容充放電電路(9)向蓄電池(6) 放電，蓄電池充放電控制電路(10)控制蓄電池充放電電路⑶給蓄電池(6)充電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種HYBRID電梯控制柜及其控制方法，所述的控制柜包括整流器、馬達(dá)矢量變頻器、蓄電池、蓄電池充放電電路、蓄電池充放電控制電路和主控制電路，還包括超級(jí)電容組和超級(jí)電容充放電電路和超級(jí)電容充放電控制電路。由于本發(fā)明使用蓄電池和超級(jí)電容吸收曳引機(jī)馬達(dá)回饋能量，這樣可以摒棄掉現(xiàn)有技術(shù)中提到的電阻制動(dòng)型電梯控制柜中的制動(dòng)電阻，故發(fā)熱量少，同時(shí)對曳引機(jī)制動(dòng)能量加以利用，節(jié)約了電能。另外在電網(wǎng)用電高峰時(shí)，由于電梯曳引機(jī)可以由蓄電池和超級(jí)電容組提供電能，將吸收的制動(dòng)能量放電給曳引機(jī)，所以也削弱了電網(wǎng)用電高峰。另外在電網(wǎng)停電時(shí)，電梯可以使用蓄電池和超級(jí)電容組的電能就近平層。
文檔編號(hào)B66B1/28GK102001557SQ20101056792
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者權(quán)文浩, 李陽元, 王健 申請人:大連山億電子有限公司