[实用新型]节能型电梯驱动及能量转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于电梯均衡用电的控制装置，特别是一种利用直流电池组直接对驱动系统的直流母线进行充电，调整电梯驱动装置用电负荷与电力系统用电波峰、波谷之间关系的节能型电梯驱动及能量转换装置。属于载人、载货升降设备技术领域。

背景技术

现有的电梯系统等载人、载货升降设备，一般主要由轿厢、对重、曳引机及驱动装置等构成，曳引机通过曳引用钢丝绳连接电梯轿厢及对重，通常对重的重量约为轿厢的自重连同额定载重的40-60%。电梯的曳引机大多采用变频调速的驱动方式，由市电电源直接供给变频器，再经变频器变换调制后供给曳引机。电梯系统主要有两种工作状态，其一是耗电状态：电梯的轿厢侧重量大于对重侧重量时，电梯轿厢向上运行；电梯的轿厢侧重量小于对重侧重量时，电梯轿厢向下运行的两种工况。其二是发电状态：电梯的轿厢侧重量大于对重侧重量时，电梯轿厢向下运行；电梯的轿厢侧重量小于对重侧重量，电梯轿厢向上运行的两种工况，势能做功，电梯处于发电状态。

在电梯处于发电状态时，通常的做法是将曳引机发出的电能回馈到变频器的直流母线上。此时，将造成直流母线电压的升高，当直流母线上电压值高于给定的阈值时，再从直流母线上将电能引出经逆变换成工频交流市电回馈到电网。因此，逆变换的电压、频率、及相位等参数要求较高，否则将变影响市电的品质。通常的做法还有：将该发出的电能通过制动电阻的发热消耗掉的方法，这种方法不适合当前节能减排要求；设置小容量的直流应急电源，其主要的作用是当市电电源发生停电时，作为后备的直流电源系统提供电梯就近停靠，打开电梯门，完成人员的解困等，但这种小容量的直流应急电源无法提供电梯系统的正常运行所需要的电能。如果想保证电梯能在市电电源停供的情况下运行，只能采用增加独立的多组应急电源同时供电，并可快速度切换的方法，来消除暂时某一路电源停供可能造成的电梯停运。

如公开号为CN1425214A的“交流电梯电源装置”采用镍氢电池作为能量存储装置，利用电源装置的直流母线环节充电，没能使用电波谷时的电能有效利用，也不能使用太阳能这一清洁能源；公开号为CN1835329A的“一种电梯用混合蓄能装置及其控制方法”采用了超级电容和蓄电池，充电电源利用电网电源或直流母线环节，没能有效利用电波谷时的电能，也不能使用太阳能这一清洁能源；公开号为CN101262139A“电梯专用太阳能转换控制装置”利用了太阳能，但不能将夜间用电波谷时的电能合理利用到白天用电波峰时段。

由于当前电梯等升降设备常采用市电电源经（变频器）整流、（脉宽）调制后，用于对曳引机进行供电。当电梯系统处于发电状态时，该系统还可将曳引机的电机所产生的电能回馈到电网系统；当为电梯系统供电的市电电源停电时，在没有备用电源的情况下电梯系统一般无法再进行工作。同时，通常电梯系统主要的运行时间在白天，白天通常也是用电的高峰时间，电梯系统作为民用建筑中主要的用电设备之一。当夜间到来时，电梯的使用频率也降低直至停止工作，此时也是电网系统的波谷期。因此，用电高峰时电梯的运用在某种程度上也加剧了电力供应的矛盾。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于电梯均衡用电的节能型电梯驱动及能量转换装置，它解决了现有市电电源停供的情况下电梯无法运行和用电高峰时运行电梯加剧电力供应矛盾等问题，其设计合理，结构紧凑，电源能量转换及时，用电匹配合理，有效地调整了电梯驱动装置用电负荷与电力系统用电波峰、波谷之间的关系，减少因直流变换成交流造成的能量损失，达到节能和提高电梯运行效率的目的。

本实用新型所采用的技术方案是：该节能型电梯驱动及能量转换装置包括与市电电源相连接的整流逆变单元、直流电池组、曳引机和将曳引机发出的电能回馈到直流电池组的直流母线，以及充、放电控制回路，其技术要点是：在所述直流电池组的输入端并联有太阳能电源或非市电的电源，直流电池组的输出端通过直流母线及整流逆变单元与曳引机的电机连接，作为控制开关的IGBT模块组装在壳体的底部，紧贴散热片，并在散热片侧面设置控制IGBT模块工作温度的调速风扇；控制回路的主控单元、充电单元、自动转换单元和整流逆变单元的控制板采用层叠方式顺序放置，充电单元叠放在自动转换单元的正上方；主控单元叠放在整流逆变单元正上方；主控单元与整流逆变单元的端口通过扁平电缆连接，充电单元与自动转换单元通过端口之间的扁平电缆传输驱动信号和电源信号，主控单元利用扁平电缆连接到充电单元；而直流母线通过自动转换单元的端口与整流逆变单元的端口用硬线进行连接，做为主回路的在市电电源无法满足需求的时候迅速提供保证电梯正常运行的电能的一个通道。