電梯自動解救及節(jié)能裝置、以及超級電容器模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及電梯故障測試，尤其涉及一種電梯自動解救及節(jié)能裝置、以及超級電容器模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前使用的電梯主要有兩個缺點:其一是在斷電緊急情況下電梯不能使用，造成原來運行的電梯會突然停下，電梯里的乘客由于稀薄的空氣而受到安全的威脅，導(dǎo)致乘客緊張不安、焦慮、恐慌的情緒，而且把乘客從電梯里解救出來也是困難的；其二是在電梯牽引電機制動時產(chǎn)生的回饋電能被制動電阻器所消耗，因此降低了電梯系統(tǒng)的效率。
[0003]對于目前的電梯緊急停靠樓層技術(shù)來說，一般選擇可充電電池做為電梯緊急情況下的備用電源。應(yīng)該指出的是，可充電電池具有如下缺點:一定的使用壽命、比較長的充電時間、比較小的電壓范圍。這些缺點會對電梯緊急?？繕菍釉O(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生不良影響。
[0004]對電梯系統(tǒng)來說，重載向下運行或輕載向上運行會帶來勢能的變化，因此電梯減速時牽引電機會產(chǎn)生制動能量，通過電機和逆變器，這種制動能量能夠回饋到逆變器的直流母線，這將造成直流母線電壓升高。然而，總所眾知，直流母線電壓不能超過限值。為了保持直流母線電壓處于安全水平，通常采用兩種方法釋放回饋電能。第一種方法是由制動電阻耗散回饋電能，第二種方法是通過逆變器回饋電能到電網(wǎng)。顯然，前者浪費了回饋電能，后者有效地回收了回饋電能。但是，后者具有不可忽視的缺點，那就是輸出到電網(wǎng)的回饋電力具有諧波，因而會對電網(wǎng)造成污染。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為解決以上問題，本申請?zhí)峁┝艘粋€基于超級電容器模塊的電梯自動解救及節(jié)能裝置，能夠穩(wěn)定可靠地提供，突然停電時電梯緊急停靠樓層的備用電源并能夠?qū)崿F(xiàn)電梯的節(jié)能運行。根據(jù)本申請的一個方案，提供一種電梯自動解救及節(jié)能裝置，包括:
[0006]超級電容器模塊，用于存儲電能，該電能包括用于電梯斷電緊急?？康膫溆秒娔芤约盃恳姍C制動時產(chǎn)生的回饋電能；直流-直流變換器，其連接所述超級電容器模塊并連接用于驅(qū)動電梯的牽引電機的電機驅(qū)動器，用來將所述超級電容器模塊的電壓轉(zhuǎn)換為所述電機驅(qū)動器中直流母線的電壓，也用于將所述直流母線的電壓轉(zhuǎn)換為所述超級電容器模塊的電壓；直流-交流逆變器，其連接所述直流-直流變換器，用于將所述直流-直流變換器輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電；開關(guān)轉(zhuǎn)換電路，其連接所述直流-交流逆變器和一電網(wǎng)，用于在所述直流-交流逆變器和所述電網(wǎng)之間進行選擇切換，以將所述直流-交流逆變器所轉(zhuǎn)換后的交流電輸出給一電梯控制系統(tǒng)或?qū)⑺鲭娋W(wǎng)的電力輸出給所述電梯控制系統(tǒng)；能量管理系統(tǒng)，連接所述直流-直流變換器、所述直流-交流逆變器、所述開關(guān)轉(zhuǎn)換電路，用于當所述電網(wǎng)正常供電時，控制所述開關(guān)轉(zhuǎn)換電路將所述電網(wǎng)連接至所述電梯控制系統(tǒng)作為其交流電源，并控制所述直流-直流變換器對所述超級電容器模塊充電至規(guī)定的備用電能，并用于當所述電網(wǎng)突然斷電時，控制所述直流-直流變換器將來自所述超級電容器模塊中的電能轉(zhuǎn)換為直流電傳輸給所述直流-交流逆變器，控制所述直流-交流逆變器將所述直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并控制所述開關(guān)轉(zhuǎn)換電路將該交流電連接至所述電梯控制系統(tǒng)以作為其交流電源，同時控制所述直流-直流變換器將來自所述超級電容器模塊中的電能供電給所述電機驅(qū)動器。
[0007]根據(jù)本申請的一個實施例，所述超級電容器模塊包括多個并聯(lián)連接的支路，其中每個支路由多個串聯(lián)連接的超級電容器單元組成，所述超級電容器單元包括并聯(lián)連接的超級電容器及均衡電路，其中所述均衡電路用于保持與其并聯(lián)連接的超級電容器工作在正常的容許范圍內(nèi)。
[0008]根據(jù)本申請的一個實施例，所述能量管理系統(tǒng)還用于當所述牽引電機制動時，控制所述直流-直流變換器使所述超級電容器模塊存儲由牽引電機制動產(chǎn)生的回饋電能，且當所述牽引電機工作于電動模式時，控制所述直流-直流變換器將所述超級電容模塊所存儲的回饋電能供電給所述牽引電機。
[0009]根據(jù)本申請的一個實施例，所述能量管理系統(tǒng)還用于:在牽引機制動運行時，如果所述超級電容器模塊的電能小于制動回饋電能限值，則控制所述直流-直流變換器將由于牽引機制動運行所產(chǎn)生的回饋電能傳送給所述超級電容器模塊存儲；否則，將由于牽引機制動運行所產(chǎn)生的回饋電能釋放掉；其中所述制動回饋電能限值表示所述超級電容器模塊允許的最大容量。
[0010]根據(jù)本申請的一個實施例，所述能量管理系統(tǒng)還用于:在牽引電機電動運行時，確定所述超級電容器模塊的電能是否大于用于電梯急救運行所需的解救電能；如果所述超級電容器模塊的電能大于所述解救電能，通過所述直流-直流變換器將所述超級電容器模塊的回饋電能傳送給電機驅(qū)動器；否則控制所述直流-直流變換器停止工作。
[0011]根據(jù)本申請的一個實施例，所述能量管理系統(tǒng)還用于根據(jù)所述超級電容器模塊的電能大小，確定是否需要向所述超級電容器模塊充電；如果所述超級電容器模塊的電能小于用于電梯急救運行所需的解救電能，則控制與超級電容器模塊相連的直流-直流變換器向超級電容器模塊充電；否則，停止向所述超級電容器模塊充電。
[0012]根據(jù)本申請的一個實施例，所述能量管理系統(tǒng)還用于當突然斷電時發(fā)送指令給電梯控制系統(tǒng)，從而通過電梯控制系統(tǒng)使電梯緊急?？康阶罱鼧菍?。
[0013]根據(jù)本申請的一個實施例，所述電梯自動解救及節(jié)能裝置還包括超級電容管理系統(tǒng)，用來監(jiān)視和管理所述超級電容器模塊的運行，在發(fā)現(xiàn)所述超級電容器模塊出現(xiàn)故障時發(fā)送相應(yīng)的故障信息給所述能量管理系統(tǒng)。
[0014]根據(jù)本申請的一個實施例，所述直流-直流變換器是一個多相雙向功率變換器，其由多個相電路構(gòu)成，每個相電路包括一個電感和兩個功率開關(guān)器件。
[0015]根據(jù)本申請的一個實施例，所述直流-交流逆變器可由功率開關(guān)器件、功率二極管、電感、電容器、驅(qū)動電路和控制電路組成。
[0016]根據(jù)本申請的一個實施例，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換電路由接觸器或功率開關(guān)器件和驅(qū)動電路組成。
[0017]根據(jù)本申請的再一個方案，還提供一種超級電容器模塊，所述超級電容器模塊存儲用于電梯斷電緊急?？康膫溆秒娔芤约盃恳姍C制動產(chǎn)生的回饋電能，所述超級電容器模塊包括多個并聯(lián)連接的支路，其中每個支路由多個串聯(lián)連接的超級電容器單元組成，所述超級電容器單元包括并聯(lián)連接的超級電容器及均衡電路，其中所述均衡電路用于保持與其并聯(lián)連接的超級電容器工作在正常的容許范圍內(nèi)。
[0018]根據(jù)本申請的一個實施例，所述超級電容器為超級電容器單體或由并聯(lián)連接的多個超級電容器單體組成。
[0019]本申請使用超級電容器模塊，可使得能夠在電網(wǎng)突然斷電時，提供穩(wěn)定可靠的電梯解救電源，并且還能存儲電梯制動運行時所耗散的回饋電能，并在電動運行時利用該回饋電能，從而節(jié)約了能源。
[0020]盡管在不背離本申請的新穎性概念的精神和范圍可實現(xiàn)其中的變型和修正，但從結(jié)合如下附圖的如下優(yōu)選實