本實(shí)用新型涉及節(jié)能控制領(lǐng)域，特別涉及一種電梯節(jié)能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科技的高速發(fā)展和房地產(chǎn)業(yè)的倔起，電梯工業(yè)隨之呈井噴式成長(zhǎng)，人們的日常生活和工業(yè)物流等領(lǐng)域都大量使用了高效的變頻曳引系統(tǒng)，變頻曳引系統(tǒng)給生產(chǎn)生活提供了便利，提高了效率；但與此同時(shí)，變頻曳引系統(tǒng)也存在一個(gè)嚴(yán)重的共性問題，那就是運(yùn)用變頻曳引系統(tǒng)的電梯、系統(tǒng)都采用能耗電阻來耗能，這樣使大量可利用的能源浪費(fèi)掉，并由此產(chǎn)生了熱污染問題，該熱污染問題產(chǎn)生的原因是：變頻曳引系統(tǒng)中的設(shè)備在上升或下降運(yùn)行中所產(chǎn)生的勢(shì)能與制動(dòng)能量是由發(fā)熱電阻以熱能的形式來消耗的，如果產(chǎn)生的能量不及時(shí)地消耗就會(huì)使變頻器母線電壓升高影響設(shè)備的正常運(yùn)行，造成故障，由此就造成了能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。
電梯在運(yùn)行時(shí)重負(fù)載向下、輕負(fù)載向上及減速時(shí)會(huì)產(chǎn)生勢(shì)能和制動(dòng)能量，以電能方式輸出到母線，升高了母線電壓。變頻器中的IGBT(絕緣柵雙極型功率管)具有耐壓限制，電壓過高便會(huì)損壞功率模塊，造成變頻器損毀?，F(xiàn)有技術(shù)中，解決此問題的主要方案包括：第一，通過制動(dòng)電阻放電。此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、成本低；將能量通過制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)化為熱量的形式消耗掉，但通過電阻放掉的能量將產(chǎn)生大量的熱量，升高機(jī)房的溫度，不利于電梯的正常運(yùn)行，往往還需要配置空調(diào)達(dá)到降溫的目的，同時(shí)也造成了很大的能源浪費(fèi)；第二，電能反饋逆變技術(shù)。電梯采用能量回饋單元，即將變頻器直流母線上過高的電壓通過IGBT功率管逆變成三相交流電返回至電網(wǎng)，有效地將處于發(fā)電工作狀態(tài)的電機(jī)所產(chǎn)生的能量進(jìn)行了回收，但也存在一些缺點(diǎn)，如存在較多的諧波，工作時(shí)對(duì)電網(wǎng)有一定的污染，此方案能節(jié)約一定的電能，但從用戶的角度來講，由于反饋的電力不均衡，既不能被同一建筑內(nèi)的其它用電設(shè)施同時(shí)用盡，又不能沖減電表上的耗電量來降低用戶的電能使用成本，很多情況下用戶的電表在裝了能量回饋單元后電表的讀數(shù)不是減少而是增加了，故其尚難被接受；第三，電池儲(chǔ)能。此方案可以儲(chǔ)存能量和釋放能量，但由于電池充放電次數(shù)、效率和對(duì)環(huán)境影響，因此，此方案的應(yīng)用有一定的限制。
綜上所述，如何提供一種節(jié)能效果更好、性能更穩(wěn)定、對(duì)電網(wǎng)沒有污染的電梯節(jié)能控制系統(tǒng)，是本領(lǐng)域人員亟需解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種電梯節(jié)能控制系統(tǒng)，其不僅發(fā)熱量少、節(jié)能效果更好，而且對(duì)電網(wǎng)的污染也小。
本實(shí)用新型的解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：本實(shí)用新型提出一種電梯節(jié)能控制系統(tǒng)，包括DC/DC電能回收模塊、超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件、DC/DC電能釋放模塊、散熱模塊和檢測(cè)控制模塊，所述電梯的變頻器濾波電容通過DC/DC電能回收模塊與超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件相連，所述超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件與DC/DC電能釋放模塊相連，所述檢測(cè)控制模塊與所述DC/DC電能回收模塊、超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件和DC/DC電能釋放模塊相連，所述DC/DC電能釋放模塊與電梯的變頻器直流母線相連，所述散熱模塊與所述檢測(cè)控制模塊相連。這樣，當(dāng)電梯的電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，將發(fā)出的能量?jī)?chǔ)存于電梯變頻器的濾波電容中，當(dāng)電壓超過可回收閥值時(shí)，通過DC/DC電能回收模塊，將多余的能量?jī)?chǔ)存在超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件中，當(dāng)電梯負(fù)重運(yùn)行時(shí)，當(dāng)電壓達(dá)到節(jié)能閥值時(shí)，通過DC/DC電能釋放模塊將存儲(chǔ)在超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件中的能量輸送給電梯的變頻器直流母線，達(dá)到節(jié)能的目的。由于超級(jí)電容器具有功率密度大、充電迅速、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度較高、使用溫度范圍寬、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)、可靠性高、清潔環(huán)保等突出優(yōu)點(diǎn)，因此所述電梯節(jié)能控制系統(tǒng)，發(fā)熱量少，并且可以直接將存儲(chǔ)的能量輸送給電梯的變頻器直流母線，所以對(duì)電網(wǎng)的污染也小。而且設(shè)置了散熱模塊，當(dāng)檢測(cè)溫度高于設(shè)定閥值時(shí)，散熱模塊啟動(dòng)，進(jìn)行降溫，確保系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述檢測(cè)控制模塊包括電梯運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)子模塊和電壓檢測(cè)子模塊。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述電梯節(jié)能控制系統(tǒng)還包括DC/AC模塊，所述DC/AC模塊與所述超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件和電梯控制柜相連。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述電梯節(jié)能控制系統(tǒng)還包括輔助電源模塊，所述輔助電源模塊與所述檢測(cè)控制模塊相連。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述檢測(cè)控制模塊還包括市電斷電檢測(cè)子模塊，當(dāng)檢測(cè)到市電斷電時(shí)，啟動(dòng)DC/AC模塊。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述檢測(cè)控制模塊還包括溫度檢測(cè)子模塊，用于檢測(cè)超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件的溫度，當(dāng)檢測(cè)溫度超過預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)所述散熱模塊。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述檢測(cè)控制模塊還包括溫度檢測(cè)子模塊，用于檢測(cè)環(huán)境溫度，當(dāng)檢測(cè)溫度超過預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)所述散熱模塊。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述溫度檢測(cè)子模塊為溫度傳感器或溫度測(cè)量?jī)x。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述散熱模塊為散熱風(fēng)扇。
本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案在于在上述基礎(chǔ)之上，所述電梯節(jié)能控制系統(tǒng)還包括故障報(bào)警模塊，所述故障報(bào)警模塊與所述檢測(cè)控制模塊相連。
附圖說明
構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
圖1為本專利一種實(shí)施例涉及的電梯節(jié)能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍有任何的限制作用。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本文件的描述，可以對(duì)本文件中實(shí)施例中以及不同實(shí)施例中的特征進(jìn)行相應(yīng)組合。
本實(shí)用新型實(shí)施例如下，請(qǐng)參見圖1，一種電梯節(jié)能控制系統(tǒng)，包括DC/DC電能回收模塊、超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件、DC/DC電能釋放模塊、散熱模塊和檢測(cè)控制模塊，所述電梯的變頻器濾波電容通過DC/DC電能回收模塊與超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件相連，所述超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件與DC/DC電能釋放模塊相連，所述檢測(cè)控制模塊與所述DC/DC電能回收模塊、超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件和DC/DC電能釋放模塊相連，所述DC/DC電能釋放模塊與電梯的變頻器直流母線相連，所述散熱模塊與所述檢測(cè)控制模塊相連。這樣，當(dāng)電梯的電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，將發(fā)出的能量?jī)?chǔ)存于電梯變頻器的濾波電容中，當(dāng)濾波電容中的電壓超過可回收閥值時(shí)，可以通過DC/DC電能回收模塊，將濾波電容中多余的能量?jī)?chǔ)存在超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件中，當(dāng)電梯負(fù)重運(yùn)行時(shí)，當(dāng)電壓達(dá)到節(jié)能閥值時(shí)，通過DC/DC電能釋放模塊將存儲(chǔ)在超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件中的能量輸送給電梯的變頻器直流母線，達(dá)到節(jié)能的目的。由于超級(jí)電容器具有功率密度大、充電迅速、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度較高、使用溫度范圍寬、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)、可靠性高、清潔環(huán)保等突出優(yōu)點(diǎn)，因此所述電梯節(jié)能控制系統(tǒng)，發(fā)熱量少，并且可以直接將存儲(chǔ)的能量輸送給電梯的變頻器直流母線，所以對(duì)電網(wǎng)的污染也小。而且通過設(shè)置了散熱模塊，當(dāng)檢測(cè)溫度高于設(shè)定閥值時(shí)，散熱模塊啟動(dòng)，進(jìn)行降溫，確保系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。
所述電梯節(jié)能控制系統(tǒng)的具體工作原理是，當(dāng)電機(jī)負(fù)載是位能式負(fù)載如：電梯、油田抽油機(jī)、提升機(jī)等需要快速制動(dòng)類負(fù)載時(shí)，電機(jī)都不可避免地存在發(fā)電過程，即電機(jī)轉(zhuǎn)子在外力的拖動(dòng)或負(fù)載自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的維持下，使得電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于變頻器輸出的同步轉(zhuǎn)速，電機(jī)所發(fā)出的電能將會(huì)儲(chǔ)存在變頻器的直流母線濾波電容中，如果不把這部分能量消耗掉，那么直流母線電壓就會(huì)迅速升高，影響變頻器的正常工作。通常處理這部分能量的方法是增加制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，將這部分電能消耗在電阻上變成熱能浪費(fèi)掉，而采用本專利技術(shù)就可以把這部份電能儲(chǔ)存在超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件中，當(dāng)電梯進(jìn)入負(fù)重運(yùn)行時(shí)，再儲(chǔ)存在超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件中的電能回送給變頻器直流母線，由于回送的電能是直接給變頻器直流母線由設(shè)備自身使用的，所以對(duì)電網(wǎng)沒有任何干擾，達(dá)到綠色、環(huán)保、節(jié)能的目的。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，DC/DC電能回收模塊和DC/DC電能釋放模塊可以采用零電流諧振式DC/DC轉(zhuǎn)換器。這樣，一般DC/DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率為70％左右，而零電流諧振式DC/DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)85％，可以獲得更好的能量回收效果。進(jìn)一步的，超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件可以采用動(dòng)態(tài)均衡電壓控制系統(tǒng)，這樣可以更好的和零電流諧振式DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行配合，使模組中各個(gè)單體的充放電電壓更均衡，從而提高能量回收效率并能有效延長(zhǎng)超級(jí)電容器的使用壽命。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，所述檢測(cè)控制模塊包括電梯運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)子模塊和電壓檢測(cè)子模塊。電梯運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)子模塊用于檢測(cè)電梯的運(yùn)行狀態(tài)，如電梯的電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)或者電梯負(fù)重運(yùn)行狀態(tài)等，電壓檢測(cè)子模塊用于檢測(cè)濾波電容、超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件等的電壓，并可以根據(jù)電梯的運(yùn)行狀態(tài)和檢測(cè)的電壓信號(hào)，給DC/DC電能回收模塊、超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件和DC/DC電能釋放模塊發(fā)送控制指令。具體地，當(dāng)電梯在發(fā)電運(yùn)行時(shí)，對(duì)超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件進(jìn)行充電，當(dāng)超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件的電壓達(dá)到節(jié)能放電臨界電壓時(shí)，電梯運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)子模塊就自動(dòng)識(shí)別電梯運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)電梯處于負(fù)重運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，將超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件中存儲(chǔ)的電能，回送變頻器母線與市電并行供電，使的電梯設(shè)備降低對(duì)市電的供電需求，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，并提高電梯運(yùn)行的安全性。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，所述電梯節(jié)能控制系統(tǒng)還可以包括DC/AC模塊，所述DC/AC模塊與所述超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件和電梯控制柜相連。DC/AC模塊可以將超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件中儲(chǔ)存的能量逆變輸出供電梯控制柜使用。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，所述電梯節(jié)能控制系統(tǒng)還可以包括輔助電源模塊，所述輔助電源模塊與所述檢測(cè)控制模塊相連。這樣，輔助電源模塊可以給電梯的節(jié)能與應(yīng)急平層裝置提供工作電源。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，所述檢測(cè)控制模塊還可以包括市電斷電檢測(cè)子模塊，當(dāng)檢測(cè)到市電斷電時(shí)，啟動(dòng)DC/AC模塊。這樣，當(dāng)市電斷電檢測(cè)子模塊檢測(cè)到市電斷電時(shí)，DC/AC模塊啟動(dòng)，同時(shí)主接觸器動(dòng)作，完成將超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件的電能逆變交流供給電梯控制柜工作。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，所述檢測(cè)控制模塊還可以包括溫度檢測(cè)子模塊，用于檢測(cè)超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件的溫度，當(dāng)檢測(cè)溫度超過預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)所述散熱模塊。當(dāng)超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件溫度超過預(yù)設(shè)閥值時(shí)，散熱模塊啟動(dòng)，進(jìn)行局部降溫，確保系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，所述檢測(cè)控制模塊還可以包括溫度檢測(cè)子模塊，用于檢測(cè)環(huán)境溫度，當(dāng)檢測(cè)溫度超過預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)所述散熱模塊。當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定閥值時(shí)，散熱模塊啟動(dòng)，進(jìn)行局部降溫，確保系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，所述溫度檢測(cè)子模塊可以為溫度傳感器或溫度測(cè)量?jī)x。這樣，采用溫度傳感器或溫度測(cè)量?jī)x為溫度檢測(cè)子模塊，通用性好，成本較低。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，所述散熱模塊為散熱風(fēng)扇。這樣，采用風(fēng)扇進(jìn)行散熱，散熱快，成本低。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，所述電梯節(jié)能控制系統(tǒng)還包括故障報(bào)警模塊，所述故障報(bào)警模塊與所述檢測(cè)控制模塊相連。這樣，當(dāng)檢測(cè)控制模塊檢測(cè)到被監(jiān)控部件狀態(tài)異常時(shí)，發(fā)出指令，故障報(bào)警模塊啟動(dòng)，面板故障指示燈紅燈亮，同時(shí)切斷設(shè)備與電梯變頻器母線的連接，應(yīng)急系統(tǒng)停止工作，確保不會(huì)對(duì)電梯設(shè)備造成任何影響。
本專利所述的電梯節(jié)能控制系統(tǒng)，利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件作為儲(chǔ)能模塊，經(jīng)DC/DC電能回收模塊、DC/DC電能釋放模塊接入變頻器，在電梯的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)發(fā)電工況時(shí)，制動(dòng)電能反饋到變頻器，經(jīng)DC/DC電能回收模塊向超級(jí)電容器儲(chǔ)能模塊充電，將電梯的制動(dòng)電能存儲(chǔ)起來；而當(dāng)電梯的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)工況時(shí)，把超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件儲(chǔ)存的電能經(jīng)DC/DC電能釋放模塊變換后與市電并行供電，從而降低了對(duì)市電的供電需求。
本專利所述的超級(jí)電容器儲(chǔ)能組件在電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)反饋至變頻器直流母線并與市電一起供電，避免高次諧波對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，既保證了電網(wǎng)的安全運(yùn)行，又節(jié)約了電能消耗。相對(duì)于電能經(jīng)過DC/AC逆變直接回送到國家電網(wǎng)，本系統(tǒng)避免了電能在回送時(shí)因逆變?cè)斐傻母叽沃C波對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，同時(shí)因系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的直流電能給變頻器直流母線與市電并行供電，這樣能更好地改善電網(wǎng)的供電性能。
本專利采用超級(jí)電容器作為再生能量的儲(chǔ)存設(shè)備，但是在超級(jí)電容器的頻繁充放電過程中，超級(jí)電容器電壓隨著電容儲(chǔ)存能量的增減發(fā)生變化。因此所選用的雙向DC-DC變換器在充電時(shí)需要能快速地將機(jī)械能存儲(chǔ)到超級(jí)電容器，達(dá)到額定值后停止充電，根據(jù)超級(jí)電容器組件電壓和直流母線電壓的特征，本專利選擇零電流諧振式DC/DC轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換效率達(dá)到85％，節(jié)能效率為30.3％，節(jié)能效果較明顯，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。