一种升降设备节能控制系统的制作方法

1.本发明属于节能设备技术领域，特别涉及一种升降设备节能控制系统。


背景技术：

2.在使用电机作为动力的建筑机械在使用过程中，在使用电机作为动力的大型机械在使用过程中，在特定场景应用下，如升降机上，下降过程中电机仍然处于控制状态，但属于超速状态，形成发电机。传统方式，配以制动电阻的方式(电压高于700v时制动电阻才会工作)，把电能通过大功率电阻进行吸收转换成热量进行耗散，发热巨大，浪费电机的动能。热量耗能原理为：在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变，当同步转速小于转子转速时，电机从电动状态变为发电状态；与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态；电机再生电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路，由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收(制动电阻耗散)，电容可能有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压升高，过高的直流电压将使各部分器件受到损害，意味着处于发电状态的电机不仅会对变频器造成损坏，且再生电能也会白白的浪费。而且，这种直接连接电网的方式在升降机运行时对电网的冲击大特别在是工地用电高峰期时，供电的电线也要粗才能保证供电的稳定。因此，针对现在有以电机为动力的机械设备需要设计一种能够回收电机空转或回转的电能及减少对电网冲击的控制系统以实现节约能源的效果。


技术实现要素：

3.本发明针对上述现有技术的不足，发明了一种升降设备节能控制系统。
4.为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
5.一种升降设备节能控制系统，包括变频器、蓄电池、充电器、控制器、电机和信号线，所述的变频器的直流输入端连接有用于供电和回收电机再生电能的蓄电池，变频器的输出端连接有电机，蓄电池上连接有充电器；所述的控制器与蓄电池之间设置有电压电流检测线路；控制器通过信号线与充电器和变频器进行通信；所述的控制器内设置有电能回收模块、蓄电池监测模块、充放电模块、运行模块、远程通信模块和cpu芯片，所述的电能回收模块用于监测再生电能的回收情况；所述的蓄电池监测模块用于监测蓄电池的电压、电流、电量及温度，所述的充放电模块用于控制蓄电池的充电和放电，并对充电电流和充电时间进行控制；所述的运行模块用于接收升降机上传感器的信息获取其状态信息；所述的远程通信模块用于与后台控制系统通信连接，为后台控制系统提供现场信息；所述的cpu芯片综合电能回收模块、蓄电池监测模块、充放电模块、运行模块和远程通信模块的信息为升降机提供最佳运行方案。
6.进一步，还包括接触开关，所述的充电器上设置有接触开关，所述的节能控制系统通过接触开关与外部电网连接供电，接触开关的作用是方便升降机回到初始位置时能够快
速的与外电网连接为蓄电池通电，不需要再经过人工操作，实现自动化智能管理。
7.进一步，还包括显示屏和操作平台，所述的控制器上连接有显示屏和操作平台，显示屏安装在升降笼内用于显示升降机的各种运行数据(位置、速度、重量、运行时间等)和蓄电池的信息(电压、电流、电量、温度等)；操作平台设置有对升降机的操作手柄，通过操作平台可以实现对升降机的手动控制。
8.进一步，所述的蓄电池的电容量为10kwh，蓄电池的内阻不大于1ω，使用时电机功率不大于50kw，吸收再生电能时不做电流限定。
9.进一步，所述的蓄电池设置有有最小放电量和最大充电量，当蓄电池达到最小放电量即只剩15％的电量时升降机需要回到初始位置进行充电；当蓄电池达到最大充电量即充满90％的电量时升降机停止充电，剩余的未充满的电量用于储存电机的再生电能。
10.进一步，所述的远程通信模块为4g/5g通信模块，4g/5g通信模块通信快速、稳定、防干扰性强。
11.进一步，所述的运行模块每50ms记录一次信息，记录的信息会被保存1个月以上。
12.进一步，所述的节能控制系统安装在升降机的升降笼内，在升降机运行过程中其就为一个独立的个体，不需要再通过拖拽的外接升降电缆为其供电，节省了电缆的使用。
13.本发明的优点在于：1.能够有效的回收电机的再生电能，避免了能量的浪费；2.升降机在运行时为独立的个体不需要通过电缆供电，降低了供电的电压要求，使用时对电网的冲击小，降低了电线的使用要求；3.蓄电池通过充电器的充电可以在工地机械都停止工作的时间段，错开用电高峰期，电机再生电能的充电不间断；4.能够通过主控制器实现智能化、自动化控制，有效的把变频器、充电器、蓄电池和电机整合成一个整体实现协同配合；5.整个控制系统集动力和控制为一体，实现安拆方便，也方便对旧的机械设备进行升级改进。
附图说明
14.图1是本发明一种基于变频器的电路控制原理图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.如图1所示，一种升降设备节能控制系统，包括变频器1、蓄电池2、充电器3、控制器4、电机5、信号线6、接触开关7、显示屏8和操作平台9，所述的变频器1的直流输入端连接有蓄电池2，蓄电池2通过直流输入端的电路为变频器1供电同时也通过直流输入端的电路回收电机的再生电能。电机5的再生电能因电池的吸收，所以电压都小于700v还达不到变频器1上制动电阻的启动要求，若不回收会对变频器造成损伤，也会浪费这部分再生电能。蓄电池2采用磷酸铁锂电池，电容量至少为10kwh，蓄电池内阻不大于1ω，吸收再生能时不做电流限定，需要保证充满一次电能够让升降机运行30次；蓄电池2设置有有最小放电量和最大充电量。变频器1的输出端连接有电机5，升降机在运行过程中电机5的电能全部由蓄电池2经过变频器1提供。蓄电池2上连接有充电器3，充电器3上设置有接触开关7，充电器3通过接
触开关与外接电网连接，在需要对蓄电池2进行充电时能够快速的实现电路的连接，即节能控制系统通过接触开关与外部电网连接供电。所述的控制器4与蓄电池2之间设置有电压电流检测线路，保证实时的监测到蓄电池12的安全状态。控制器4通过信号线6与充电器3和变频器1进行通信，方便控制器4对充电器3和变频器1下达指令；信号线6采用modbus协议。控制器4上还连接有显示屏8和操作平台9，显示屏8用于显示升降机运行过程中的各种数据，操作平台能够人为的手动操作升降平台的运行。在这个节能控制系统中还需要加入继电器，通过连接继电器使主控制器、充电器、蓄电池组合的整体具备用电策略自动控制和备远程监管功能。
17.本实施方式的控制器4内设置有电能回收模块、蓄电池监测模块、充放电模块、运行模块、远程通信模块和cpu芯片，所述的电能回收模块用于监测再生电能的回收情况。所述的蓄电池监测模块用于监测蓄电池的电压、电流、电量及温度，四个参数量都设置有最小值和最大值，当监测的数据不处于这两个值之间时控制器就会发出报警。所述的充放电模块用于控制蓄电池的充电和放电，并按预先设定好的补电策略对充电电流和充电时间进行控制；蓄电池只有在空闲状态下或电量低于15％时才会充电，这样可以有效的错开工地的用电高峰期；放电状态主要是为电机供电，当电量低于15％时就会停止供电，升降机会回落到初始位置充电。所述的运行模块用于接收升降机上传感器的信息获取其状态信息，通过各种传感器的数据来判断升降机的安全状态。运行模块每50ms记录一次信息，保证了对升降机的监控不间断，并且数据需要储存1个月以上。所述的远程通信模块用于与后台控制系统通信连接，为后台控制系统提供现场信息；远程通信模块采用4g/5g通信模块，保证信号传输的快速和稳定。所述的cpu芯片综合电能回收模块、蓄电池监测模块、充放电模块、运行模块和远程通信模块的信息为升降机提供最佳运行方案，保证电能的有效利用率，避免电能的浪费。
18.本实施方式的节能控制系统安装在升降机的升降笼上，在运行过程中升降机为一个独立的个体，无需外接电缆供电，减少了拖拽电缆的使用。在对蓄电池充电时只需要采用220v的电压即可，对供电的电线要求降低，减少了成本。
19.尽管上文对本发明的具体实施方案进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方案进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。