一种串接控制电容电梯的制作方法

本实用新型涉及电梯节能控制技术领域，尤其是一种串接控制电容电梯。

背景技术：

在电梯变频调速传动系统中，电梯在轻载上行、重载下行或者减速制动过程中，曳引机处于发电状态，产生了再生电能，这部分能量通过变频器转换成直流电，传输到直流母线侧连接的滤波电容上，使直流母线的电压升高。如果这部分电压不能及时处理，将会影响整个系统的安全，所以如何处理这部分电能，保证电梯的安全运行已成为解决问题的关键。

现有技术中，电梯再生电能的处理方式之一是用电容将再生电能存储起来，这种方式需要为电容配置隔离型双向DC/DC变换器来转换电平，其控制方式较为复杂，对负荷变化的适应能力较低，故其抗干扰能力不强，导致精度不高。

技术实现要素：

本申请的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种电容电梯，该电梯具有抗干扰、精度高的特点。

本申请的目的通过以下技术方案实现：

提供一种串接控制电容电梯，包括整流器、变频器、电梯曳引机、DC/DC变换器和电容组，整流器从三相交流电网中取电，并输出直流电给变频器，变频器把直流电逆变成交流电给电梯曳引机，DC/DC变换器的输入端与整流器的输出端对接，DC/DC变换器的输出端连接至电容组，

电梯还包括第一串级控制支路和PWM控制器U1，PWM控制器U1输出PWM信号给DC/DC 变换器，第一串级控制支路中沿信号传递路径依次串联有增益控制器A1、累加器A2、主PI 控制器A3、累加器A4、副PI控制器A5，副PI控制器A5的输出端连接PWM控制器U1的输入端，电容组的正极连接至累加器A4；

第一串级控制支路中还设有减法器A6，减法器A6的两个输入端分别连接在电容组的两端，减法器A6的输出端连接至累加器A2。

进一步地，所述减法器A6是减法运放电路。

进一步地，电梯还包括PWM控制器U2，所述DC/DC变换器是双向半桥DC-DC变换器，其设有正母线V+、负母线V-、晶体管VT1、晶体管VT2、二极管VD1、二极管VD2、电容C1 和电感L，

正母线V+与整流器的正电输出端电连接，负母线V-与整流器的负电输出端电连接，电容C1串接在正母线V+和负母线V-之间，

所述晶体管VT1的C极接正母线V+，晶体管VT1的E极依次经电感L、电容组电连接至负母线V-，晶体管VT1的G极接PWM控制器U1的输出端；晶体管VT1的E极还电连接晶体管VT2的C极，晶体管VT2的E极电连接负母线V-；晶体管VT1的G极接PWM控制器U2 的输出端；

所述二极管VD1的阴极接晶体管VT1的C极，二极管VD1的阳极接晶体管VT1的E极；二极管VD2的阴极接晶体管VT2的C极，二极管VD2的阳极接晶体管VT2的E极。

进一步地，还包括第二串级控制支路，第二串级控制支路中沿信号传递路径依次串联有增益控制器B1、累加器B2、主PI控制器B3、累加器B4、副PI控制器B5，副PI控制器 B5的输出端连接PWM控制器U2的输入端，电容组的正极连接至累加器B4；

第二串级控制支路中还设有减法器B6，减法器B6的两个输入端分别连接在电容C1的两端，减法器B6的输出端连接至累加器B2。

进一步地，所述整流器的输出端并联有电容C2。

有益效果：

本实用新型利用串级PID控制机制，副PI控制器A5所在的副回路在电梯运行过程中粗调流经电容组的电流，从而对副回路上的扰动加以克服，主PI控制器A3所在的主回路则细调校正电容组两端的电压，通过将两个PI控制器串联在一起，使主、副两条回路相互配合控制，使电梯中的电路具有具有较强的抗干扰能力以及较高的控制精度。

附图说明

利用附图对本申请作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本申请的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本申请的电梯的系统示意图。

图2为双向半桥DC-DC变换器及其控制支路的电路图。

具体实施方式

结合以下实施例对本申请作进一步描述。

如图1和图2所示，电梯包括三相交流电网、整流器1、变频器2、电梯曳引机3、双向半桥DC-DC变换器4、第一串级控制支路、第二串级控制支路、PWM控制器U1、PWM控制器U2和电容组5。

整流器1从三相交流电网中取电，并输出直流电给变频器2，变频器2把直流电逆变成交流电，然后输出至电梯曳引机3中，以驱动电梯曳引机3运行。

双向半桥DC-DC变换器4的输入端与整流器1的输出端对接，双向半桥DC-DC变换器4 的输出端连接至电容组5，电梯曳引机3在轻载上行、重载下行或者减速制动过程中产生再生电能，该部分再生电能经由变频器2回馈至整流器1的输出端，从而被双向半桥DC-DC 变换器4取电，双向半桥DC-DC变换器4将该电能转换成合适电压后存储在电容组5中。

其中，双向半桥DC-DC变换器4设有正母线V+、负母线V-、IGBT管VT1、IGBT管VT2、二极管VD1、二极管VD2、电容C1和电感L，正母线V+与整流器1的正电输出端电连接，负母线V-与整流器1的负电输出端电连接，电容C1串接在正母线V+和负母线V-之间，IGBT 管VT1的C极接正母线V+，IGBT管VT1的E极依次经电感L、电容组5电连接至负母线V-， IGBT管VT1的G极接PWM控制器U1的输出端；IGBT管VT1的E极还电连接IGBT管VT2的 C极，IGBT管VT2的E极电连接负母线V-；IGBT管VT1的G极接PWM控制器U2的输出端；二极管VD1的阴极接IGBT管VT1的C极，二极管VD1的阳极接IGBT管VT1的E极；二极管VD2的阴极接IGBT管VT2的C极，二极管VD2的阳极接IGBT管VT2的E极。

第一串级控制支路中沿信号传递路径依次串联有增益控制器A1、累加器A2、主PI控制器A3、累加器A4、副PI控制器A5，副PI控制器A5的输出端连接PWM控制器U1的输入端，电容组5的正极连接至累加器A4，第一串级控制支路中还设有减法器A6，减法器A6 的两个输入端分别连接在电容组5的两端，减法器A6的输出端连接至累加器A2。

第二串级控制支路中沿信号传递路径依次串联有增益控制器B1、累加器B2、主PI控制器B3、累加器B4、副PI控制器B5，副PI控制器B5的输出端连接PWM控制器U2的输入端，电容组5的正极连接至累加器B4；第二串级控制支路中还设有减法器B6，减法器B6 的两个输入端分别连接在电容C1的两端，减法器B6的输出端连接至累加器B2。

A.电梯制动时，电梯曳引机3所产生的再生电能使双向半桥DC-DC变换器4输入端上的电压Ud上升，此时PWM控制器U1控制IGBT管VT1以一定导通频率进行工作，PWM控制器U2控制IGBT管VT2截止，使双向半桥DC-DC变换器4处于降压状态。降压状态中，当 IGBT管VT1导通时，电压Ud加到电感L上；当IGBT管VT1截止时，电感L上的电流iL 通过二极管VD2续流，并向电容组5内转移，为电容组5充电。充电过程中，增益控制器 A1通过累加器A2与电容组5两端的电压Uc叠加，所产生的增益作用于主PI控制器A3，主PI控制器A3的输出信号与电感电流iL叠加，所产生的增益再作用于副PI控制器A5，副PI控制器A5通过PWM控制器U1负反馈调节IGBT管VT1的导通频率，保障电路的抗干扰能力，使电路获得较高的控制精度。

B.当电容组5放电时，PWM控制器U1控制IGBT管VT1截止，PWM控制器U2控制IGBT 管VT2以一定导通频率进行工作，使双向半桥DC-DC变换器4处于升压状态。升压状态中，当IGBT管VT2导通时，电容组5两端的电压Uc全部加到电感L上，电感所存储的电能线性增长；当IGBT管VT2截止时，电容组5和电感两者都给电容C1充电，实现升压，升压后的电压再被变频器2利用，从而给电梯曳引机3供能。升压过程中，增益控制器B1通过累加器B2与电容C1两端的电压Ud叠加，所产生的增益作用于主PI控制器B3，主PI控制器B3的输出信号与电感电流iL叠加，所产生的增益再作用于副PI控制器B5，副PI控制器B5通过PWM控制器U2负反馈调节IGBT管VT2的导通频率。

进一步地，整流器1的输出端并联有电容C2来进行初次滤波。此外，用结构简单的减法运放电路来实现减法器A6、减法器B6即可，从而达到简化电路的目的。为简化电路，主 PI控制器A3、副PI控制器A5、主PI控制器B3或副PI控制器B5可采用由集成运放构成的积分电路实现；累加器A2、累加器A4、累加器B2或累加器B4可采用由集成运放构成的加法电路实现。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。