[发明专利]一种HYBRID电梯控制柜及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电梯控制装置，特别是一种指使用电网电力与蓄电池、超级电容组储能设备作为电力同时供电的HYBRID电梯控制柜及其控制方法。

背景技术

现有的主流电梯控制柜主要有以下三种：

1、电阻制动型电梯控制柜：采用制动电阻将电梯曳引机制动时产生的能量转化成热能消耗掉，该种电梯控制柜的缺点是，制动电阻产生热量大，没有对电梯曳引机制动能量加以利用，故耗能比较大。

2、回馈电网型电梯控制柜：利用三相并网逆变技术将电梯曳引机制动时产生的能量回馈给电网，可以节约很大一部分电能，其缺点是：回馈给电网的电能质量难以保证，存在较大的谐波电流，容易对电网造成污染。

3、传统HYBRID电梯控制柜：使用蓄电池存储电梯曳引机马达回馈的能量，然而蓄电池充电速度非常慢，允许连续充电电流与额定容量的比值即充电率也非常低，不适合要求快速大电流充电的场合。然而曳引机马达回馈功率非常大，如果要想存储全部回馈能量，那么需要使用很大容量的蓄电池。中国专利200920247993.7公开的“一种节能电梯控制柜”采用了这一技术，使用蓄电池作为储能装置。由于蓄电池的特性是充电速度慢，即充电功率小。所以要以较大功率完全吸收曳引机制动发出的能量要选用大容量的蓄电池以满足充电功率的要求。然而相对于如此大容量的蓄电池，电梯曳引机制动发出的总能量却很小，这导致蓄电池大部分容量都没有得到利用。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种耗能低、不对电网造成污染和不需要大容量蓄电池的HYBRID电梯控制柜及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种HYBRID电梯控制柜，包括整流器、马达矢量变频器、马达矢量变频控制电路、电梯控制电路、马达电动功率计算电路、蓄电池、蓄电池充放电电路、蓄电池充放电控制电路和主控制电路，还包括超级电容组和超级电容充放电电路和超级电容充放电控制电路，所述的整流器一端与三相电网连接、另一端连接滤波电容后分别与蓄电池充放电电路、超级电容充放电电路和马达矢量变频器连接，所述的马达矢量变频器通过动力电缆与曳引机，还通过控制电缆依次与IGBT驱动电路、马达矢量变频控制电路和电梯控制电路连接，所述的蓄电池充放电电路和超级电容充放电电路的输入端分别通过动力电缆接入马达矢量变频器的直流母线，所述的蓄电池充放电电路的输出端与蓄电池通过动力电缆相连接，所述的超级电容充放电电路的输出端与超级电容组通过动力电缆相连接，所述的蓄电池充放电控制电路与蓄电池充放电电路通过控制电缆相连接，所述的超级电容充放电控制电路与超级电容充放电电路通过控制电缆相连接，所述的主控制电路的输出端分别通过控制电缆与蓄电池充放电控制电路和超级电容充放电控制电路相连、其输入端通过控制电缆依次与电机功率计算电路和电梯控制电路连接。

本发明所述的超级电容组采用不同容量的单个超级电容器通过串联、并联或串联并联组合的方式，构成一个合适额定电压及额定电容量的超级电容组。

本发明所述的超级电容组采用128只韩国LS公司的超级电容器LSUC002R8L0350FEA串联，构成一个额定电压358V和额定电容量2.73F的超级电容组；所述的超级电容器LSUC002R8L0350FEA的额定电压为2.8V、额定容量为350F。

一种HYBRID电梯控制柜的控制方法，包括以下步骤：

A、主控制电路通过检测抱闸BKM信号，判断电梯是否正在移动；如果电梯正在移动通过检测马达矢量变频器直流母线电压判断出电梯是在电动运行还是制动运行，大于590V即判断电梯正制动运行，小于590V即判断电梯正电动运行；

B、当主控制电路判断出电梯制动运行时，主控制电路发出充电指令分别给蓄电池充放电控制电路和超级电容充放电控制电路；蓄电池充放电控制电路控制蓄电池充放电电路动作，以恒压方式给蓄电池充电，其充电电流较小；主控制电路中设定的母线制动电压作为母线电压PI调节器的给定量，母线直流电压检测值作为母线电压PI调节器的反馈量，经过PI调节运算输出蓄电池充电电压给定量信号，主控制电路将该信号传递给蓄电池充放电控制电路；蓄电池充放电控制电路完成蓄电池充电PI调节器运算及向蓄电池充放电电路发出控制信号；同时超级电容充放电控制电路控制超级电容充电电路动作，以恒流方式给超级电容组充电，充电电流较大，吸收大部分回馈能量，维持马达矢量变频器直流母线电压恒定；超级电容充放电控制电路完成超级电容充电PI调节器运算及向超级电容充放电电路发出控制信号；