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一种节能电梯控制装置及方法


技术摘要:
本发明公开了一种节能电梯控制装置及方法,属于电梯节能技术领域,装置包括:电源端、整流模块、直流母线、逆变模块、曳引电机、储能电容、放电模块;方法包括:检测储能电容中存储的第一电能值,处理得到储能电容的第一可储电能值,判断第一可储电能值大小,于实时电  全部
背景技术:
电梯节能技术主要存在两种技术方向,第一种是利用能量回馈装置,通过可控整 流器将电梯再生运行时曳引电机产生的再生电能返回至电网中;第二种是利用超级电容装 置,通过超级电容和直流母线之间的双向直流变换器对曳引电机产生的再生电能进行储 存,待后续电梯处于电动运行时,再提供给曳引电机。对于能量回馈技术,由于目前绝大部 分电表,特别是家用电表都是单向电表,业主并不能从中获得明显的经济利益,造成其推广 始终比较缓慢。而超级电容储能技术则可以通过双向直流变换电路,把电梯自身再生的电 能回馈给自身使用,节能效果和经济收益都很明显。 当超级电容处于满充电状态,无法继续吸收曳引电机释放到直流母线上的再生电 能时,必须通过放电单元,例如再生电阻,来消耗这部分多余的电能。如果再生电能得不到 及时有效的消耗,将会使得直流母线的电压不断升高,最终引起与母线相关联的电气器件 的损坏。现有技术中,再生电阻通常直接连接在直流母线上,当拽引电机再生运行时,直流 母线的电压会急剧升高,在电压值达到预设阈值时,再生电阻的相关电路会导通以消耗直 流母线上的多余电能,该种工作方式决定了电梯只有在再生运行时再生电阻才会开启工作 以消耗多余电能,由于单位时间内需要消耗的电能大,因此较大规格的再生电阻以实现快 速大功率的电能消耗,这使得再生电阻的成本相对较高。同时,由于再生电阻需要在短时间 内释放大量的热能,将难以避免的出现烧红、过热等现象,不仅对维护人员的安全造成威 胁,还增加了引发火灾的风险。
技术实现要素:
根据现有技术中存在的不足,现提供一种节能电梯控制装置及方法,通过调整放 电单元的回路,以使得电梯连续再生运行时,放电单元可以在电梯停层和开关门的时候仍 旧保持工作,延长放电时间,降低单位时间内需要消耗的电能值,从而降低放电单元的设置 成本。 上述技术方案具体包括: 一种节能电梯控制装置,其中包括: 电源端,用于提供来自电网的交流电; 整流模块,通过一第一开关与所述电源端相连,用于进行交流电到直流电的变换; 直流母线,所述直流母线的一端连接所述整流模块; 逆变模块,连接所述直流母线的另一端,用于进行交流电与直流电之间的变换; 曳引电机,连接所述逆变模块,用于驱动电梯轿厢的运行,并于电梯处于再生运行 状态时产生再生电能; 储能电容,通过一双向直流变换单元与所述直流母线连接,所述储能电容用于存 5 CN 111555326 A 说 明 书 2/8 页 储电梯运行过程中的再生电能,所述双向直流变换单元用于进行直流电压的变换; 放电模块,并联于所述储能电容的两端,并通过所述双向直流变换单元连接所述 直流母线,用于消耗所述曳引电机产生的再生电能以及所述储能电容存储的再生电能。 优选地,其中,所述放电模块进一步包括: 再生电阻,用于通过发热消耗所述曳引电机产生的再生电能以及所述储能电容存 储的再生电能; 第二开关,与所述再生电阻串联,用于控制所述放电模块的接通与断开。 优选地,其中,所述整流模块为二极管整流桥堆。 优选地,其中,所述放电模块还包括: 散热风扇,并联于所述再生电阻的两端,用于消耗所述曳引电机产生的再生电能 以及所述储能电容存储的再生电能,并促使所述再生电阻周围的空气流动以增强所述再生 电阻的散热能力。 优选地,其中,所述双向直流变换单元采用Buck-Boost电路。 优选地,其中,所述逆变模块采用IPM功率模块,所述IPM功率模块包括一集电极, 所述再生电阻的一端连接所述集电极,所述再生电阻的另一端连接所述储能电容的正极。 一种节能电梯控制方法,应用于如上所述的节能电梯控制装置,其中包括: 步骤A1,于电梯停层后检测所述储能电容中存储的第一电能值; 步骤A2,根据所述第一电能值处理得到所述储能电容的第一可储电能值; 步骤A3,判断所述第一可储电能值是否小于一第一预设阈值: 若是,则使所述放电模块处于接通状态,以消耗所述再生电能; 若否,则使所述放电模块处于断开状态; 步骤A4,于所述电梯再次启动后实时检测所述储能电容的实时电能值,并于所述 实时电能值大于所述第一电能值时,使所述放电模块处于接通状态;以及于所述实时电能 值与所述第一电能值的比值小于一第二预设阈值时,使所述放电模块处于断开状态; 其中,所述第二预设阈值小于1。 优选地,其中,所述第一预设阈值通过如下公式计算得到: Y1=Pfmax×tfmax-Pkmax×tfmax 其中, Y1用于表示第一预设阈值; Pfmax用于表示电梯的最大再生功率; Pkmax用于表示所述放电模块的最大放电功率; tfmax用于表示电梯于上下两个终端层之间的运行时间。 一种节能电梯控制方法,应用于如上所述的节能电梯控制装置,其中,所述节能电 梯控制装置还包括一称重单元,用于测量电梯轿厢的重量,所述节能电梯控制方法包括: 步骤B1,于电梯停层后检测所述储能电容中存储的第二电能值; 步骤B2,根据所述第一电能值处理得到所述储能电容的第二可储电能值; 步骤B3,于所述第二可储电能值小于一第一预设阈值时使所述放电模块处于接通 状态,以消耗所述再生电能,随后转向步骤B4; 步骤B4,于所述电梯关门准备再次启动时,采用所述称重单元测量所述电梯的轿 6 CN 111555326 A 说 明 书 3/8 页 厢重量,并根据所述轿厢重量处理得到本次电梯运行的再生功率; 步骤B5,根据所述电梯的下一目的层处理得到本次电梯的运行时间; 步骤B6,检测所述储能电容中存储的第三电能值,并根据所述第三电能值处理得 到第三可储电能值; 步骤B7,根据所述再生功率、所述运行时间、所述第三可储电能值以及所述放电模 块的最大放电功率处理得到延时时间,所述电梯于再次启动后经过所述延时时间后断开所 述放电模块。 优选地,其中,所述第一预设阈值通过如下公式计算得到: Y1=Pfmax×tfmax-Pkmax×tfmax 其中, Y1用于表示第一预设阈值; Pfmax用于表示电梯的最大再生功率; Pkmax用于表示所述放电模块的最大放电功率; tfmax用于表示电梯于上下两个终端层之间的运行时间。 优选地,其中,所述延时时间根据如下公式计算得到: 其中, tk用于表示所述延时时间; n用于表示储能电容吸收再生电能的损耗折算系数; Pf1用于表示所述再生功率; tf1用于表示所述运行时间; ΔE用于表示第三可储能值; Pkmax用于表示所述放电模块的最大放电功率。 上述技术方案的有益效果在于: 提供一种节能电梯控制装置及方法,通过调整放电单元的回路,以使得电梯连续 再生运行时,放电单元可以在电梯停层和开关门的时候仍旧保持工作,延长放电时间,降低 单位时间内需要消耗的电能值,从而降低放电单元的设置成本。 附图说明 图1-图3是本发明的较佳实施例中,一种节能电梯控制装置的结构示意图; 图4-图5是本发明的较佳实施例中,一种节能电梯控制方法步骤流程图; 上述附图标记表示说明: 电源端(100),第一开关(101),整流模块(102),直流母线(103),逆变模块(104), 曳引电机(105),储能电容(110),双向直流变换单元(111),放电模块(120),再生电阻 (121),第二开关(122),散热风扇(112)。 7 CN 111555326 A 说 明 书 4/8 页
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