[发明专利]一种电梯驱动控制、节能一体化系统及方法

摘要

本发明公开了一种电梯驱动控制、节能一体化系统，该系统采用基于双DSP和FPGA的主控单元，采集曳引机电压电流、速度位置等信息，综合判断后，完成对电梯曳引机控制。同时采用超级电容器组作为再生制动能量存储器件和电梯驱动控制子系统运行的供电电源，在电梯子系统运行的制动过程中存储能量。超级电容器通过双向直流变换器直接并联直流母线，主控单元利用电梯信号采集单元实时监测电梯运行状态，完成超级电容模块充放电模式的转变，达到节能目的。本系统充分利用超级电容器放电电流大、使用寿命长、充放电时间短和电容密度大等特点，提高了电梯运行的节能效率和安全性，具有很高的社会效益和经济效益，符合环保和可持续发展的观念。

主权项

1.一种电梯驱动控制、节能一体化系统，其特征在于，包括AC/DC整流器(2)，直流母线(3)，DC/AC逆变器(4)，曳引机驱动系统(6)，电梯曳引机(7)，超级电容器组(11)，双向DC/DC变换器(8)，DC/DC电源模块(5)，主控制单元(9)，电梯运行信息采集单元(10)，制动单元(12)；外部交流电网(1)通过AC/DC整流器(2)与直流母线(3)相连，直流母线(3)通过DC/AC逆变器(4)与曳引机驱动系统(6)连接，曳引机驱动系统(6)和电梯曳引机(7)相连，其中AC/DC整流器(2)与外部交流电网(1)相连，直流母线连接AC/DC整流器(2)与DC/AC逆变器(4)，电梯曳引机(7)运行时，外部交流电网(1)通过AC/DC整流器(2)、DC/AC逆变器(4)给曳引机驱动系统(6)提供能量；电梯运行信息采集单元(10)分别与曳引机驱动系统(6)和电梯曳引机(7)相连，采集电梯运行时的电压、电流、速度、位置信息，并与主控制单元(9)相连，将上述电梯运行信息发送给主控制单元(9)，主控制单元(9)根据上述信息通过双DSP以及可编程逻辑器件FPGA对曳引机驱动系统(6)进行控制，曳引机驱动系统(6)带动电梯曳引机运行；超级电容器组(11)通过双向DC/DC变换器(8)与直流母线(3)相连，超级电容器组(11)通过双向DC/DC变换器(8)吸收和存储电梯曳引机(7)运行过程中产生的制动能量，并在电梯曳引机(7)电动状态下将存储的能量回馈；双向DC/DC变换器(8)与主控制单元(9)相连，主控制单元(9)根据信号采样电路采集超级电容器组(11)和双向DC/DC变换器(8)的运行参数信号，并将所述信号存储在主控制单元(9)中；主控制单元(9)通过电梯运行信息采集单元(10)的输出信号以及双向DC/DC变换器(8)的运行信息综合判断来控制双向DC/DC变换器(8)，从而对超级电容器组(11)的充放电进行控制；DC/DC电源模块(5)从直流母线(3)上获取直流电压，并与主控制单元(9)相连，为其提供工作电压，在外部交流电网(1)发生故障停电时，利用超级电容器组(11)储存的能量，维持主控制单元(9)运行，主控制单元(9)发出故障报警，完成断电前的现场恢复，切换到紧急平层工作状态，利用超级电容器组(11)存储的能量对曳引机驱动系统(6)进行控制，实现电梯曳引机(7)的平稳安全运行，主控制单元(9)连接制动单元(12)，在发生紧急情况时通过抱闸将曳引机抱死；所述主控制单元(9)以双DSP和FPGA为核心，采集电梯驱动子系统和电梯节能子系统的信息，分别对双向DC/DC变换器(8)和曳引机驱动系统(6)加以控制，实现电梯驱动控制；主控制单元(9)包括主DSP模块、从DSP模块、FPGA模块信号采样电路、信号调理电路、辅助电源电路、驱动电路，通过信号采样电路和调理电路对电梯运行信息采集单元(10)各传感器输出的信号进行处理，结果输出给DSP和FPGA模块进行处理，FPGA实现双DSP模块的数据交换和SPI通信，FPGA模块对故障信号进行处理，根据随行电缆得到的各传感器信号得到继电器输出控制信号，DSP根据曳引机速度、位置、电压电流等信息通过控制算法得到曳引机控制决策信号，完成对曳引机驱动系统(6)的控制。