專利名稱：基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置及其運行控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電梯控制領(lǐng)域，尤其是一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置及其運行控制方法。
背景技術(shù)：
電梯現(xiàn)在越來越多，在對賓館、寫字樓等的用電情況調(diào)查統(tǒng)計中，電梯用電量占總用電量的17%-25%以上，僅次于空調(diào)用電量，高于照明、供水等的用電量。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大和人們生活水平不斷提高，電能供需矛盾日益突出，節(jié)電呼聲日益高漲。有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，電動機(jī)拖動負(fù)載消耗的電能占總耗電量的70%以上。因此，電機(jī)拖動系統(tǒng)節(jié)約電能具有特別重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)效益。電機(jī)拖動系統(tǒng)節(jié)約電能的途徑主要有兩大類一類是提高電機(jī)拖動系統(tǒng)的運行效率，如風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)速是以提高負(fù)載運行效率為目標(biāo)的節(jié)能措施，再如電梯曳引機(jī)采用變頻器調(diào)速取代異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速是以提高電動機(jī)運行效率為目標(biāo)的節(jié)能措施。另一類是將運動中負(fù)載上的機(jī)械能(位能、動能)通過能量回饋器變換成電能(再生電能)并回送給交流電網(wǎng)，供附近其它用電設(shè)備使用，使電機(jī)拖動系統(tǒng)在單位時間消耗電網(wǎng)電能下降，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。然而，電梯裝置中，其供電電源部分如果工作不穩(wěn)定則會嚴(yán)重影響電梯的使用，因此，非常有必要開發(fā)出一套適用于電梯電源自動切換的控制系統(tǒng)。本發(fā)明提出采用太陽能與市電輸入混合供電的理念對電梯的供電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的運行控制方法。本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置，包括一嵌入式微處理器控制電路，其特征在于所述嵌入式微處理器控制電路分別連接一狀態(tài)檢測電路的輸出端、一第一直流電壓調(diào)整電路的控制端、一第二直流電壓調(diào)整電路的控制端和一光伏控制器的控制端；所述第一直流電壓調(diào)整電路的低壓端連接一超級電容模組和所述第二直流電壓調(diào)整電路的高壓端；所述第二直流電壓調(diào)整電路的低壓端連接一蓄電池模組和所述控制器的輸出端；所述控制器的輸入端連接一太陽能光伏系統(tǒng)；所述蓄電池模組的電壓端、所述超級電容模組的電壓端和所述第一直流電壓調(diào)整電路的高壓端分別連接所述狀態(tài)檢測電路的輸入端；所述第一直流電壓調(diào)整電路的高壓端作為所述基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的輸出端。在本發(fā)明一實施例中，還包括一故障提示及緊急處理電路；所述故障提示及緊急處理電路的輸入端連接所述嵌入式微處理器控制電路。在本發(fā)明一實施例中，所述基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的輸出端連接一電梯變頻器直流母線的電壓端。
本發(fā)明還提供一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的運行控制方法，其特征在于狀態(tài)檢測電路檢測蓄電池模組的電壓、超級電容模組的電壓和電梯變頻器直流母線的電壓，此時嵌入式微處理器控制電路根據(jù)這些電壓來控制第一直流電壓調(diào)整電路、第二直流電壓調(diào)整電路和光伏控制器的工作模式，具體控制方式如下
1)當(dāng)超級電容模組的電壓超過其設(shè)定的高壓門限時，嵌入式微處理器控制電路開啟第二直流電壓調(diào)整電路并使其工作在降壓模式，能量從超級電容模組流向蓄電池模組；此時，若蓄電池模組電壓超過其設(shè)定的高壓門限時，嵌入式微處理器控制電路使第二直流電壓調(diào)整電路工作在升壓模式或待機(jī)模式，并且控制光伏控制器停止工作，太陽能光伏系統(tǒng)不往蓄電池模組充電；
2)當(dāng)超級電容模組的電壓介于其設(shè)定的高壓門限和低壓門限之間時，嵌入式微處理器控制電路停止第二直流電壓調(diào)整電路使其處于待機(jī)模式；
3)當(dāng)超級電容模組的電壓低于其設(shè)定的低壓門限時，嵌入式微處理器控制電路開啟第二直流電壓調(diào)整電路并使其工作在升壓模式；能量從蓄電池模組流向超級電容模組；此時，若蓄電池模組電壓低于其設(shè)定的低壓門限時，嵌入式微處理器控制電路使第二直流電壓調(diào)整電路工作在降壓模式或待機(jī)模式；若兩者能量均不足，所述節(jié)能裝置自動切換由市電電網(wǎng)提供電梯運行所需要的能量；
4 )當(dāng)電梯變頻器直流母線的電壓超過其設(shè)定的高壓門限時，嵌入式微處理器控制電路開啟第一直流電壓調(diào)整電路并使其工作在降壓模式，能量從電梯變頻器直流母線流向超級電容模組，所述節(jié)能裝置吸收電梯釋放出的能量；此時，若超級電容模組電壓高于該模組的設(shè)定高值時，嵌入式微處理器控制電路使第一直流電壓調(diào)整電路工作在升壓?；虼龣C(jī)模式式；
5)當(dāng)電梯變頻器直流母線的電壓介于其設(shè)定的高壓門限和低壓門限之間時，嵌入式微處理器控制電路停止第一直流電壓調(diào)整電路使其處于待機(jī)狀態(tài)；
6 )當(dāng)電梯變頻器直流母線的電壓低于其設(shè)定的低壓門限時，嵌入式微處理器控制電路啟用第一直流電壓調(diào)整電路并使其工作在升壓模式，能量從超級電容模組流向電梯變頻器直流母線，再通過電梯變頻器中的逆變裝置逆變后供給電梯使用，所述節(jié)能裝置釋放出能量供電梯使用；此時，若超級電容模組電壓低于該模組的設(shè)定低值時，嵌入式微處理器控制電路使第一直流電壓調(diào)整電路工作在降壓模式或待機(jī)模式，所述節(jié)能裝置自動切換由市電電網(wǎng)提供電梯運行所需要的能量。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠使得電梯的動力電源在不同的工作環(huán)境和狀態(tài)進(jìn)行自動切換，保障電梯安全穩(wěn)定的工作。


圖1是本發(fā)明的太陽能電梯裝置的系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關(guān)附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置，包括一嵌入式微處理器控制電路，其特征在于所述嵌入式微處理器控制電路分別連接一狀態(tài)檢測電路的輸出端、一第一直流電壓調(diào)整電路的控制端、一第二直流電壓調(diào)整電路的控制端和一光伏控制器的控制端；所述第一直流電壓調(diào)整電路的低壓端連接一超級電容模組和所述第二直流電壓調(diào)整電路的高壓端；所述第二直流電壓調(diào)整電路的低壓端連接一蓄電池模組和所述控制器的輸出端；所述控制器的輸入端連接一太陽能光伏系統(tǒng)；所述蓄電池模組的電壓端、所述超級電容模組的電壓端和所述第一直流電壓調(diào)整電路的高壓端分別連接所述狀態(tài)檢測電路的輸入端；所述第一直流電壓調(diào)整電路的高壓端作為所述基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的輸出端。如圖1所示，本實施例提供一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置，包括一嵌入式微處理器控制電路，其特征在于所述嵌入式微處理器控制電路分別連接一狀態(tài)檢測電路的輸出端、一第一直流電壓調(diào)整電路的控制端、一第二直流電壓調(diào)整電路的控制端和一光伏控制器的控制端；所述第一直流電壓調(diào)整電路的低壓端連接一超級電容模組和所述第二直流電壓調(diào)整電路的高壓端；所述第二直流電壓調(diào)整電路的低壓端連接一蓄電池模組和所述控制器的輸出端；所述控制器的輸入端連接一太陽能光伏系統(tǒng)；所述蓄電池模組的電壓端、所述超級電容模組的電壓端和所述第一直流電壓調(diào)整電路的高壓端分別連接所述狀態(tài)檢測電路的輸入端；所述第一直流電壓調(diào)整電路的高壓端作為所述基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的輸出端。還包括一故障提示及緊急處理電路；所述故障提示及緊急處理電路的輸入端連接所述嵌入式微處理器控制電路。所述基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的輸出端連接一電梯變頻器直流母線的電壓端。本發(fā)明還提供一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的運行控制方法，其特征在于狀態(tài)檢測電路檢測蓄電池模組的電壓、超級電容模組的電壓和電梯變頻器直流母線的電壓，此時嵌入式微處理器控制電路根據(jù)這些電壓來控制第一直流電壓調(diào)整電路、第二直流電壓調(diào)整電路和光伏控制器的工作模式，具體控制方式如下
1)當(dāng)超級電容模組的電壓超過其設(shè)定的高壓門限時，嵌入式微處理器控制電路開啟第二直流電壓調(diào)整電路并使其工作在降壓模式，能量從超級電容模組流向蓄電池模組；此時，若蓄電池模組電壓超過其設(shè)定的高壓門限時，嵌入式微處理器控制電路使第二直流電壓調(diào)整電路工作在升壓模式或待機(jī)模式，并且控制光伏控制器停止工作，太陽能光伏系統(tǒng)不往蓄電池模組充電；
2)當(dāng)超級電容模組的電壓介于其設(shè)定的高壓門限和低壓門限之間時，嵌入式微處理器控制電路停止第二直流電壓調(diào)整電路使其處于待機(jī)模式；
3)當(dāng)超級電容模組的電壓低于其設(shè)定的低壓門限時，嵌入式微處理器控制電路開啟第二直流電壓調(diào)整電路并使其工作在升壓模式；能量從蓄電池模組流向超級電容模組；此時，若蓄電池模組電壓低于其設(shè)定的低壓門限時，嵌入式微處理器控制電路使第二直流電壓調(diào)整電路工作在降壓模式或待機(jī)模式；若兩者能量均不足，所述節(jié)能裝置自動切換由市電電網(wǎng)提供電梯運行所需要的能量；
4)當(dāng)電梯變頻器直流母線的電壓超過其設(shè)定的高壓門限時，嵌入式微處理器控制電路開啟第一直流電壓調(diào)整電路并使其工作在降壓模式，能量從電梯變頻器直流母線流向超級電容模組，所述節(jié)能裝置吸收電梯釋放出的能量；此時，若超級電容模組電壓高于該模組的設(shè)定高值時，嵌入式微處理器控制電路使第一直流電壓調(diào)整電路工作在升壓模式或待機(jī)模式；
5)當(dāng)電梯變頻器直流母線的電壓介于其設(shè)定的高壓門限和低壓門限之間時，嵌入式微處理器控制電路停止第一直流電壓調(diào)整電路使其處于待機(jī)狀態(tài)；
6)當(dāng)電梯變頻器直流母線的電壓低于其設(shè)定的低壓門限時，嵌入式微處理器控制電路啟用第一直流電壓調(diào)整電路并使其工作在升壓模式，能量從超級電容模組流向電梯變頻器直流母線，再通過電梯變頻器中的逆變裝置逆變后供給電梯使用，所述節(jié)能裝置釋放出能量供電梯使用；此時，若超級電容模組電壓低于該模組的設(shè)定低值時，嵌入式微處理器控制電路使第一直流電壓調(diào)整電路工作在降壓模式或待機(jī)模式，所述節(jié)能裝置自動切換由市電電網(wǎng)提供電梯運行所需要的能量。在本發(fā)明一具體實施例中，具體工作說明當(dāng)每次開機(jī)時，電梯狀態(tài)檢測電路采集超級電容模組的高壓端電壓；當(dāng)檢測電壓處于DC250V-DC350V之間時，控制器處于待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)檢測電壓高于DC350V時，第二直流電壓調(diào)整電路處于降壓操作模式，一直給蓄電池的低壓端充電，直到蓄電池的低壓端電壓達(dá)到DC51V時停止充電；當(dāng)檢測電壓低于DC250V時，第二直流電壓調(diào)整電路處于升壓操作模式，轉(zhuǎn)換時間為200ms以內(nèi)，超級電容模組的高壓端充電時的穩(wěn)壓值為DC320V。當(dāng)檢測電壓高于DC650V時，所述故障提示及緊急處理電路發(fā)出故障警報信號(可以是發(fā)出刺眼的燈光或者發(fā)出刺耳的聲音等)并發(fā)出控制信號使該裝置停止工作。另外，太陽能電池板能夠通過控制器，在蓄電池模組處于空閑狀態(tài)時對其進(jìn)行充電。另外，當(dāng)每次開機(jī)時，電梯狀態(tài)檢測電路同時還采集變頻器整流電路直流母線的高壓端電壓；當(dāng)檢測電壓處于DC570V-DC590V之間時，控制器處于待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)檢測電壓高于DC590V時，第一直流電壓調(diào)整電路處于降壓操作模式，一直給超級電容模組的低壓端充電，直到超級電容模組的低壓端電壓達(dá)到DC400V時停止充電；當(dāng)檢測電壓低于DC570V時，第一直流電壓調(diào)整電路處于升壓操作模式，轉(zhuǎn)換時間為200ms以內(nèi)，變頻器整流電路直流母線的高壓端充電時的穩(wěn)壓值為DC580V，承受電壓在DC1000V以下；另外，當(dāng)超級電容模組的低壓端電壓低于200V時，第一直流電壓調(diào)整電路只能夠工作在降壓操作模式；當(dāng)超級電容模組的低壓端電壓處于200V到400V之間時，第一直流電壓調(diào)整電路能夠工作在升壓操作模式或降壓操作模式；當(dāng)超級電容模組的低壓端電壓高于400V時，第一直流電壓調(diào)整電路只能夠工作在升壓操作模式；當(dāng)檢測電壓高于DC650V時，所述故障提示及緊急處理電路發(fā)出故障警報信號(可以是發(fā)出刺眼的燈光或者發(fā)出刺耳的聲音等)并發(fā)出控制信號使該裝置停止工作。另外，太陽能電池板能夠通過控制器，在蓄電池模組處于空閑狀態(tài)時對其進(jìn)行充電。上列較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置，包括一嵌入式微處理器控制電路，其特征在于:所述嵌入式微處理器控制電路分別連接一狀態(tài)檢測電路的輸出端、一第一直流電壓調(diào)整電路的控制端、一第二直流電壓調(diào)整電路的控制端和一光伏控制器的控制端；所述第一直流電壓調(diào)整電路的低壓端連接一超級電容模組和所述第二直流電壓調(diào)整電路的高壓端；所述第二直流電壓調(diào)整電路的低壓端連接一蓄電池模組和所述控制器的輸出端；所述控制器的輸入端連接一太陽能光伏系統(tǒng)；所述蓄電池模組的電壓端、所述超級電容模組的電壓端和所述第一直流電壓調(diào)整電路的高壓端分別連接所述狀態(tài)檢測電路的輸入端；所述第一直流電壓調(diào)整電路的高壓端作為所述基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置，其特征在于:還包括一故障提示及緊急處理電路；所述故障提示及緊急處理電路的輸入端連接所述嵌入式微處理器控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置，其特征在于:所述基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的輸出端連接一電梯變頻器直流母線的電壓端。
4.一種如權(quán)利要求1中的基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置的運行控制方法，其特征在于:狀態(tài)檢測電路檢測蓄電池模組的電壓、超級電容模組的電壓和電梯變頻器直流母線的電壓，此時嵌入式微處理器控制電路根據(jù)這些電壓來控制第一直流電壓調(diào)整電路、第二直流電壓調(diào)整電路和光伏控制器的工作模式，具體控制方式如下: 1)當(dāng)超級電容模組的電壓超過其設(shè)定的高壓門限時，嵌入式微處理器控制電路開啟第二直流電壓調(diào)整電路并使其工作在降壓模式，能量從超級電容模組流向蓄電池模組；此時，若蓄電池模組電壓超過其設(shè)定的高壓門限時，嵌入式微處理器控制電路使第二直流電壓調(diào)整電路工作在升壓模式或待機(jī)模式，并且控制光伏控制器停止工作，太陽能光伏系統(tǒng)不往蓄電池模組充電； 2)當(dāng)超級電容模組的電壓介于其設(shè)定的高壓門限和低壓門限之間時，嵌入式微處理器控制電路停止第二直流電壓調(diào)整電路使其處于待機(jī)模式； 3)當(dāng)超級電容模組的電 壓低于其設(shè)定的低壓門限時，嵌入式微處理器控制電路開啟第二直流電壓調(diào)整電路并使其工作在升壓模式；能量從蓄電池模組流向超級電容模組；此時，若蓄電池模組電壓低于其設(shè)定的低壓門限時，嵌入式微處理器控制電路使第二直流電壓調(diào)整電路工作在降壓模式或待機(jī)模式；若兩者能量均不足，所述節(jié)能裝置自動切換由市電電網(wǎng)提供電梯運行所需要的能量； 4)當(dāng)電梯變頻器直流母線的電壓超過其設(shè)定的高壓門限時，嵌入式微處理器控制電路開啟第一直流電壓調(diào)整電路并使其工作在降壓模式，能量從電梯變頻器直流母線流向超級電容模組，所述節(jié)能裝置吸收電梯釋放出的能量；此時，若超級電容模組電壓高于該模組的設(shè)定高值時，嵌入式微處理器控制電路使第一直流電壓調(diào)整電路工作在升壓模式或待機(jī)模式； 5)當(dāng)電梯變頻器直流母線的電壓介于其設(shè)定的高壓門限和低壓門限之間時，嵌入式微處理器控制電路禁用停止第一直流電壓調(diào)整電路使其處于待機(jī)狀態(tài)； 6)當(dāng)電梯變頻器直流母線的電壓低于其設(shè)定的低壓門限時，嵌入式微處理器控制電路啟用第一直流電壓調(diào)整電路并使其工作在升壓模式，能量從超級電容模組流向電梯變頻器直流母線，再通過電梯變頻器中的逆變裝置逆變后供給電梯使用，所述節(jié)能裝置釋放出能.量供電梯使用；此時，若超級電容模組電壓低于該模組的設(shè)定低值時，嵌入式微處理器控制電路使第一直流電壓調(diào)整電路工作在降壓模式或待機(jī)模式，所述節(jié)能裝置自動切換由市電電網(wǎng)提供電梯運行所需要的能量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于太陽能技術(shù)的電梯節(jié)能裝置，其特征在于包括一嵌入式微處理控制電路、一狀態(tài)檢測電路、一第一直流電壓調(diào)整電路、一第二直流電壓調(diào)整電路、一光伏控制器、一超級電容模組、一蓄電池模組和一故障提示及緊急處理電路。本發(fā)明能夠使得電梯的動力電源在不同的工作環(huán)境和狀態(tài)進(jìn)行自動切換，提升工作效率。
文檔編號B66B1/06GK103072854SQ20131001321
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者林堯, 林清華, 陳潔 申請人:福建省特種設(shè)備檢驗研究院