专利名称：一种变频调速电梯节电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电梯节电装置，尤其是一种对变频调速电梯运行中的制动电
能进行回收利用的节电装置。
背景技术：
我国在用电梯总量在2008年底已经超过100万部，年耗电量约300亿度。国务院 《特种设备监察条例》与国家质检总局新颁布的《高耗能特种设备节能监督管理办法》提出 了电梯节能降耗要求。 电梯是一种垂直运输设备，其特点是向上运送与向下运送的运送总量大体相当， 驱动电动机经常在"拖动用电工况"与"制动发电工况"短时交替工作，例如电梯满载上行时 驱动电动机处于"拖动用电工况"，满载下行时处于"制动发电工况"。在"拖动用电工况"， 电梯驱动电动机要消耗电能；在"制动发电工况"，电梯驱动电动机要发出电能。对于广泛 使用的变频调速电梯，当电梯驱动电动机处于"拖动用电工况"时，交流电源由电网引入变 频器，经整流滤波成为直流电，再由逆变电路输出频率与电压可控的三相交流电，驱动电动 机按工作要求运转，改善了机械性能与节电效果。当电梯驱动电动机处于"制动发电工况" 时，电动机的制动电能经逆变电路加载到变频器的直流母线上。目前有二种处理制动电能 的方案其一是加设制动单元把制动电能泻放，缺点是制动电能不仅全部浪费，而且制动单 元放电发热会造成环境温度升高；其二是另设逆变电路把加载到变频器直流母线上的制动 电能再变换成三相交流电反馈至电网，提高了电能使用效率，缺点是反馈电能的谐波对电 网存在干扰问题，以及反馈电能的计量未得到供电部门的普遍认同，回收电费在一部分地 区或部门不能兑现，影响了推广应用。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术状况，提供一种能够回收利用变频调速电梯制
动电能的节电装置。 本实用新型的技术方案是 在目前广泛使用的变频调速电梯电力拖动电路中，增设一个超级电容储能模块， 经充放电控制单元接入该电路的变频器。 所述充放电控制单元的放电二极管，其阳极接变频器直流母线DC(+)，阴极接超级 电容储能模块(+)端；超级电容储能模块(_)端接变频器直流母线DC(-)。 所述充放电控制单元的充电控制IGBT，其C极接变频器直流母线DC(+) ，E极接超 级电容储能模块(+)端，G极与触发控制电路连接。 由于采用上述技术方案，本实用新型提供的变频调速电梯节电装置具有这样的有 益效果可以把电梯驱动电动机制动工况发出的电能储存，供电动机在电动工况使用，提高 了能源使用效率，可显著地节省电梯运行电费，对电网不存在谐波干扰问题。
图1是现有技术的变频调速电梯电力拖动电路结构框图。 图2是本实用新型的电路结构框图。 图3是本实用新型实施例的电路原理框图。 图中1.电动机，2.变频器，3.制动单元，4.充放电控制单元，5.超级电容储能 模块，6.整流器，7.电容，8.制动电阻，9.制动二极管，IO.逆变电路，ll.变频器直流母线 DC(+)，12.放电二极管，13.充电控制IGBT，14.制动控制IGBT， 15.变频器直流母线DC(-)， 16.驱动控制电路。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。 在图1中，交流电源经变频器2接电动机1，以及接入变频器2的制动单元3，构成 了目前广泛使用的变频调速电梯电力拖动系统。其工作过程是变频器2把接入的交流电 源整流为直流电，再逆变成频率与电压可控的交流电，驱动电动机1带动电梯上下运行；当 电动机1处于制动发电工况时，其制动电能反馈到变频器2，经制动单元3释放。 图2是本实用新型的电气结构框图，与图1相比，增设了超级电容储能模块5，经充 放电控制单元4接入变频器2。超级电容是一种新型电能存贮器件，具有充放电速度快、使 用寿命长、免维护无污染等优点，其作用是在电梯驱动电动机1处于制动发电工况时，制 动电能反馈到变频器2，经充放电控制单元4向超级电容储能模块5充电，将电梯的制动电 能存储起来。在电动机1处于拖动用电工况时，由充放电控制单元4控制，先由超级电容储 能模块5供电，直至其放电电压到达规定值，然后再由交流电源整流的直流电供电。 制动单元3作过充电保护。受超级电容储能模块5的容量限制，在特殊工况有可 能出现超级电容储能模块5充电电压到达规定值时电梯驱动电动机1仍然处于制动发电状 态，此时，由制动单元放电做过充电保护，最高充电电压被限制在制动单元的放电电压值。 图3是本实用新型的一个实施例。图3中，三相交流电经整流器6成为直流电，正 极为变频器直流母线DC(+) 11，负极为变频器直流母线DC(-) 15 ;经电容7滤波后由逆变电 路10形成电压与频率可控制的三相交流电，驱动电梯的驱动电动机1运转。实施例选用超 级电容储能模块5的规格为组合件6F/700V，充放电容量约为15kW电动机工作60秒。 超级电容储能模块5经放电二极管12并联到变频器直流母线DC(+) 11，当电压高 于变频器直流母线DC(+)11的电压时，放电二极管12导通，逆变电路10由其供电。当超级 电容储能模块5放电电压小于变频器直流母线DC(+) 11的电压时，放电二极管12截止，逆 变电路10由变频器直流母线即交流电源整流的直流电供给。 充电控制IGBT 13由驱动控制电路16监控。当驱动控制电路16检测到变频器直 流母线DC(+)11的电压大于"充电设定电压"时，立即驱动充电控制IGBT 13导通，变频器 直流母线向超级电容储能模块5充电。为了避免电网电源经整流后的直流电向超级电容储 能模块5充电，"充电设定电压"约为电网电源经整流直流电压的1.2倍，或者按制动单元开 启电压减去50V，本实施例为630V。驱动控制电路16的另一个作用是监测充电电流，通过 调整充电控制IGBT 13的通断脉宽，限制充电电流在规定数值以内，本实施例为20A。 制动控制IGBT 14与制动电阻8、制动二极管9构成充电过压保护单元，与现有技术的变频器制动单元的原理与构成相同，当变频器直流母线电压到达规定值时，由制动单 元导通放电，限制电压再升高，消耗制动发电的电能。本实施例由380V三相交流电供电，开 启电压为DC680V。 以上结合附图与实施例对本实用新型的描述是示意性的，不具有限制性。所以，本 实用新型的变频调速电梯节电装置并不局限于所述的具体实施例。如果本领域的普通技术 人员受其启示，在不脱离本实用新型的宗旨与权利要求保护范围的情况下，对本实用新型 的变频调速电梯节电装置做出简单的变化或其它类似的实施方式，均应属于本实用新型的 保护范围。
权利要求一种变频调速电梯节电装置，其特征是，一个超级电容储能模块，经充放电控制单元接入变频调速电梯电力拖动电路的变频器。
2. 根据权利要求1所述的变频调速电梯节电装置，其特征是，所述充放电控制单元的放电二极管，其阳极接变频器直流母线DC(+)，阴极接超级电容储能模块(+)端；超级电容储能模块(_)端接变频器直流母线DC(-)。
3. 根据权利要求1所述的变频调速电梯节电装置，其特征是，所述充放电控制单元的 充电控制IGBT，其C极接变频器直流母线DC(+)，E极接超级电容储能模块(+)端，G极与驱 动控制电路连接。
专利摘要本实用新型公开了一种电动机制动电能回收利用装置，在电动机变频器驱动系统中，增设了由超级电容构成的储能模块，经充放电控制单元接变频器。可以把电动机制动工况发出的电能储存，供电动机在电动工况使用，提高了能源使用效率，显著地节省电动机运行电费，对电网无谐波干扰问题。适用于电动机的用电工况与发电工况经常短时交替变换工作的变频拖动系统。
文档编号H02J7/00GK201466762SQ20092009866
公开日2010年5月12日 申请日期2009年9月7日 优先权日2009年9月7日
发明者刘培 申请人:刘培