电梯智能电源装置的制作方法

专利名称：电梯智能电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电源电路技术领域，具体地说，是涉及一种绿色节能型电梯智能
电源装置。
背景技术：
随着人口的不断增长，土地资源日渐短缺。特别是发达城市，人口集中、密度大，可 用土地面积更加紧张。为了在有限的土地资源上建造出满足绝大多数城镇人口居住和办公 要求的住宅和办公楼，高层建筑模式被大范围采用。 在高层建筑中，电梯扮演着至关重要的角色。电梯在运转过程中，当负载与配重不 平衡而往重量重的一端运行时，升降电机会产生并发出一些电能，有时甚至高达电机标称 功率的30%以上。目前的电梯对于升降电机所发出的这部分电能一般都是通过卸载电阻白 白地释放掉，造成能源的极大浪费。如果能够将这些电能有效的回收利用起来，无疑将会起 到很好的节能效果。 为了解决这一问题，某些电梯制造商对电梯的电源进行了改进设计，对升降电机 发出的这部分电能进行采集回收后，反馈至电网。这种设计方式会对电网产生污染，甚至会 对电网的正常供电造成影响。 基于以上原因，亟待需要提出一种集电能回收、解决停电、断电、电梯自动平层一 体化的解决方案。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种全新的电梯智能电源装置，通过对电梯升降电机 在运行过程中产生的电能进行回收利用，在有效节约电力资源的基础上，保持了电网电压 的纯净。 为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现 —种电梯智能电源装置，包括切换装置、控制器、储能装置、逆变器以及用于连接
电网的电源输入端和用于连接电梯控制柜的电源输出端；所述切换装置包括两条开关通
路，一条开关通路连接在电源输入端与电源输出端之间，另一条开关通路连接在逆变器的
输出端与电源输出端之间，切换装置受控于所述的控制器，根据控制器输出的控制指令选
择连通其中一条开关通路；电梯升降电机输出的电流通过电梯控制柜转换为直流电能后输
入到所述的储能装置，把电能进行储存；所述储能装置连接逆变器的输入端，在选择储能装
置中的电能为电梯控制柜供电时，为所述逆变器供电。 为了避免储能装置的电流向电梯控制柜回流，造成能源浪费，在所述电梯智能电
源装置中还设计了一个能够引导电流准确地向所述储能装置流通的电能回收装置，电梯升
降电机输出的电流通过电梯控制柜转换为直流电能后输入到所述的电能回收装置，通过所
述电能回收装置将电能传输至储能装置进行储存。 优选的，所述储能装置优选采用蓄电池组设计实现。[0011] 进一步的，为了确保供电安全，所述的切换装置优选采用由交流接触器组成的双 路互锁切换开关电路设计实现。 为了在网电消失时，电源能够准确地切换至备用电来为电梯持续供电，在所述的 电源输入端上连接有一可对电网电压进行检测的采样检测电路，其检测结果反馈至所述的 控制器，通过控制器来控制供电通路的准确切换。 为了控制逆变器仅在采用储能装置中的电能为电梯供电时才进入上电运行状态， 以进一步降低能源的消耗，将所述控制器与逆变器的控制端相连接，在选择储能装置中的 电能为电梯控制柜供电时，输出控制指令控制逆变器运行。 又进一步的，在所述电梯智能电源装置中还包含有一电池管理器，连接所述的储
能装置，对储能装置的剩余电量进行检测，并将检测结果反馈至所述的控制器。 再进一步的，所述储能装置还与太阳能光伏电池或风能发电系统相连接，将外界
太阳能或者风能转换为电能为储能装置充电蓄能。 优选的，所述储能装置通过电能优选器连接所述的电能回收装置、太阳能光伏电 池和风能发电系统。 更进一步的，在电梯智能电源装置出现故障时，为了方便维修，将所述的电源输入 端通过一个旁路开关连接所述的电源输出端，闭合所述的旁路开关，可以在进行电源维修 的同时，使电梯在网电下继续正常工作。 与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的电梯智能电源 装置通过对电梯升降电机输出的电能进行回收并加以重复利用，不仅确保了电梯在电网停 电或者断电时能够继续使用，自动平层，安全放人，而且有效节约了能源，能够比传统电梯 节电约20%以上，具有无噪音、无排放、对电网无污染、安全可靠、对负载变化适应能力强等 显著优势。 结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点 将变得更加清楚。

图1是电梯供电系统的整体结构示意图； 图2是本实用新型所提出的电梯智能电源装置的内部电路结构的一种实施例的 电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细地描述。 本实用新型的电梯智能电源装置LPS通过自备储能装置对电梯升降电机输出的
电能进行自动回收，并在电能蓄满或者电网断电、无电、停电时重新输出给电梯，为其供电，
维持电梯继续运行，从而在有效节约能源的前提下，避免了对电网的污染。 图1是采用本实用新型的电梯智能电源装置LPS设计的电梯供电系统的结构示
意图。所述LPS装置由机壳和设置在机壳内部的电路系统组成，将电梯智能电源装置LPS
连接在电网与电梯控制柜之间，具体可以将电梯智能电源装置LPS放置在电梯控制柜的旁
边，将其电源输入端与电网连接，电源输出端与电梯控制柜连接，为电梯控制柜提供交流供电。电梯控制柜产生并输出电梯负载所需的工作电源，控制电梯负载正常运行。作为电梯 负载的升降电机在运行过程中将其产生的电能反馈至电梯控制柜，通过电梯控制柜转换成 直流电能输出至电梯智能电源装置LPS，并通过电梯智能电源装置LPS内部的储能装置将 所述电能储存起来。 电梯智能电源装置LPS在检测到其内部的储能装置储存的电能已满或者电网电 压消失时，自动启用储能装置中的电能为电梯控制柜供电，以达到节约电能和维持电梯不 间断运行的设计目的。 下面通过一个具体的实施例来详细阐述所述电梯智能电源装置LPS的具体设计 方式及其工作原理。 实施例一，参见图2所示，本实施例的电梯智能电源装置LPS主要由机壳、切换装 置、控制器、储能装置、逆变器以及设置在机壳上的电源输入端Vin和电源输出端Vout等几 部分组成。其中，电源输入端Vin用于连接外部电网，在采用网电对电梯供电时，将电网电 压引入LPS装置；电源输出端Vout用于连接电梯控制柜的电源端，输出交流电压为电梯控 制柜供电；切换装置用于在网电和储能装置的储备电之间进行切换，包括两条开关通路，一 条开关通路连接在电源输入端Vin与电源输出端Vout之间，另一条开关通路连接在逆变器 的输出端与电源输出端Vout之间，控制器根据电梯开门信号和LPS装置的自身检测信号产 生并发出控制指令，进而控制切换装置选择连通其中一条开关通路，以实现两种供电方式 的选择切换；储能装置用于保存电梯升降电机在运行过程中产生并输出的电能，即将电梯 升降电机输出的电能通过电梯控制柜转换成直流电能后，输入到所述的储能装置，通过储 能装置进行储存；逆变器用于将储能装置输出的直流电逆变成交流电，在选择使用储能装 置中的电能为电梯供电时，输出至电梯控制柜，为其供电。 为了对本实施例的LPS装置进行开关控制，在所述LPS装置的电路系统中还设计 有一联动开关Kl，分别串联在切换装置与电源输入端Vin之间的连线上以及切换装置与电 源输出端Vout之间的连线上。当需要LPS装置投入运行时，只需手动闭合该联动开关Kl 即可。 为了能够将电梯升降电机产生的电能准确地引导至LPS装置，为LPS装置内部的 储能装置充电蓄能，在本实施例的LPS装置中还设计了一个电能回收装置，连接所述的储 能装置。所述电能回收装置具有电能单向导通特性，只允许电能向储能装置流通，而不允许 储能装置中的电能回流。因此，可以有效避免储能装置的电能向电梯控制柜回流，造成能源 浪费问题。 此外，在所述电能回收装置与电梯控制柜的连接线路中还串联有一手动开关K2， 对是否进行电能回收进行控制。 考虑到通过电梯升降电机输出的电能毕竟有限，如果要将储能装置充满，需要花 费很长的时间。为了充分节约电网能源，本实施例的LPS装置还优选设计了太阳能光伏电 池，通过将采集到的太阳能转换为电能同时为储能装置充电蓄能，可縮短储能装置的蓄能 时间。 当然，也可以在此基础上再增加风能发电等其他多种形式的发电系统，同时为储 能装置蓄能，以进一步减少对网电的使用，增强节能效果。 作为一种优选设计方式，可以在各种发电系统与储能装置之间设计一个电能优选器，如图2所示，将电能优选器的两路输入端分别与电能回收装置的输出端和太阳能、风能 或者其它发电系统的电能输出端对应连接，电能优选器的输出端连接储能装置。电能优选 器对输入的电能进行比较，优选电能大的一路通过，为储能装置蓄能。 为了在网电消失时，本实施例的LPS装置能够瞬间准确地切换至储能装置中的电 能来为电梯持续供电，以保障电梯在一定的时间段内正常运行，而在电网恢复供电后，能够 自动切换回电网供电。本实施例在LPS装置的电源输入端Vin处连接有一个可对电网电压 的有无进行检测的采样检测电路，所述采样检测电路将其检测到的结果以模拟或者数字信 号的形式反馈至控制器，通过控制器生成相应的控制指令输出至切换装置，来实现对供电 通路的准确切换。 为了控制逆变器仅在选用储能装置中的电能来为电梯供电时才进入上电运行状
态，以进一步降低能源的消耗，本实施例采用控制器来对逆变器的运行状态进行控制。当选
择储能装置中的电能为电梯控制柜供电时，控制器产生控制指令输出至逆变器的控制端，
以启动逆变器进入运行状态，将储能装置输出的直流电逆变成交流电为电梯供电。 与此同时，在本实施例的LPS装置中还设计了一个电池管理器，连接所述的储能
装置，对储能装置的剩余电量进行检测，并将检测结果反馈至控制器，以防止储能装置中的
电能耗尽。所述控制器工作所需的直流供电也可以通过电池管理器产生并提供。 在LPS装置出现故障时，为了不影响电梯正常运行，本实施例在LPS装置的电源输
入端Vin与电源输出端Vout之间连接了一条维修旁路，在所述维修旁路中串联有一个旁路
开关K3。在对LPS装置进行维修时，只需将所述的旁路开关K3闭合，即可在进行电源维修 的同时，维持电梯在网电下的持续运行。 下面结合图2对本实施例的LPS装置的工作原理进行详细地阐述。 a)当电网有电时，常规状态下控制器控制切换装置将网电直接接入电梯控制柜，
为电梯供电。 b)当有太阳能、风能或者其他形式可转换为电能的能源时，将转换输出的电能通 过电能优选器首选送给储能装置进行储存备用。 c)当电梯运行过程中升降电机产生电能时，电能回收装置将回收的电能通过电能 优选器输送给储能装置，储能装置将直流电能储存备用。 d)当储能装置电能储满时，控制器将逆变器打开，并将切换装置转为采用储能装 置中的电能供电，储能装置中的直流电能经逆变器转换为交流电能通过切换装置输出，为 电梯供电；当储能装置中的电能释放到总电能的90 %时，控制器控制逆变器关闭，并将切 换装置切换至网电供电。储能装置中留存10%的电能以备电网突然停电时电梯自动平层使 用。 e)当电网突然停(断)电时，控制器瞬间(一般小于0.2秒)将切换装置切换 至储能装置供电，逆变器将储能装置中的直流电能逆变成交流电能通过切换装置给电梯供 电，保证电梯继续正常运行。这时，若有电梯升降电机产生的电能或者太阳能光伏电能等， 则均参与为储能装置充电蓄能。 f)当LPS装置中的任何部件发生故障时，闭合旁路开关K3，在不影响正常维修的 同时，确保电梯在网电下继续正常工作。 本实施例的电梯智能电源装置LPS，其机壳为金属箱，在机壳前面板上可以设置LCD液晶屏，以显示输入输出电压等参数。储能装置可以采用蓄电池组设计实现。为了确保 供电安全，切换装置优选采用由交流接触器组成的双路互锁切换开关电路进行设计， 一条 开关通道连通的同时，另一条开关通道立刻关断，以有效保护电梯安全用电。控制器可以采 用数字信号处理器DSP或者其他具有信号处理能力的集成芯片实现。逆变器可以应用最新 的SP丽技术采用IGBT模块进行设计，具有动态响应快，对负载变化有很强的适应能力。 本实施例的电梯智能电源装置LPS自身具备可回收和储备电能的功能，并具有电 梯第二电源之功能，成功地解决了 (l)电梯运行过程中升降电机输出电能的储备与回用； (2)电网停电、断电时电梯的持续正常使用；(3)当网电消失且储能装置中的电能储备不足 时，电梯自动平层，安全放人。 无论是新装的电梯还是正在使用的电梯，都可以加装本实施例的电梯智能电源装 置LPS，且不需要改造电梯的原有电路。 当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这 些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种电梯智能电源装置，其特征在于包括切换装置、控制器、储能装置、逆变器以及用于连接电网的电源输入端和用于连接电梯控制柜的电源输出端；所述切换装置包括两条开关通路，一条开关通路连接在电源输入端与电源输出端之间，另一条开关通路连接在逆变器的输出端与电源输出端之间，切换装置受控于所述的控制器，根据控制器输出的控制指令选择连通其中一条开关通路；电梯升降电机输出的电流通过电梯控制柜转换为直流电能后输入到所述的储能装置，把电能进行储存；所述储能装置连接逆变器的输入端，在选择储能装置中的电能为电梯控制柜供电时，为所述逆变器供电。
2. 根据权利要求1所述的电梯智能电源装置，其特征在于在所述电梯智能电源装置 中还包含有一引导电能向所述储能装置流通的电能回收装置，电梯升降电机输出的电流通 过电梯控制柜转换为直流电能后输入到所述的电能回收装置，通过所述电能回收装置将电 能传输至储能装置进行储存。
3. 根据权利要求1所述的电梯智能电源装置，其特征在于所述切换装置是由交流接 触器组成的双路互锁切换开关电路。
4. 根据权利要求2所述的电梯智能电源装置，其特征在于在所述电源输入端连接有 对电网电压进行检测的采样检测电路，其检测结果反馈至所述的控制器。
5. 根据权利要求4所述的电梯智能电源装置，其特征在于所述控制器连接逆变器的 控制端，在选择储能装置中的电能为电梯控制柜供电时，输出控制指令控制逆变器运行。
6. 根据权利要求2至5中任一项所述的电梯智能电源装置，其特征在于在所述电梯 智能电源装置中还包含有一电池管理器，连接所述的储能装置，对储能装置的剩余电量进 行检测，并将检测结果反馈至所述的控制器。
7. 根据权利要求6所述的电梯智能电源装置，其特征在于所述储能装置连接太阳能 光伏电池或风能发电系统。
8. 根据权利要求7所述的电梯智能电源装置，其特征在于所述储能装置通过电能优 选器连接所述的电能回收装置、太阳能光伏电池和风能发电系统。
9. 根据权利要求6所述的电梯智能电源装置，其特征在于所述电源输入端通过旁路 开关连接所述的电源输出端。
10. 根据权利要求6所述的电梯智能电源装置，其特征在于所述储能装置为蓄电池组。
专利摘要本实用新型公开了一种电梯智能电源装置，包括切换装置、控制器、储能装置、逆变器以及用于连接电网的电源输入端和用于连接电梯控制柜的电源输出端；所述切换装置包括两条开关通路，一条开关通路连接在电源输入端与电源输出端之间，另一条开关通路连接在逆变器的输出端与电源输出端之间，切换装置受控于所述的控制器，根据控制器输出的控制指令选择连通其中一条开关通路；电梯升降电机输出的电流通过电梯控制柜转换为直流电能后输入到所述的储能装置，把电能进行储存；所述储能装置连接逆变器的输入端，在选择储能装置中的电能为电梯供电时，为所述逆变器供电。该装置对电梯升降电机输出的电能进行回收并加以重复利用，节电能力强、对电网无污染。
文档编号H02M7/42GK201490757SQ20092022496
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月18日 优先权日2009年8月18日
发明者刘同利, 孔杰, 郜克存, 随学礼 申请人:青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司