本申请涉及一种电梯自动解救及节能装置以及电梯自动解救及节能控制方法、以及超级电容器模块。该方法包括：当电网正常供电时，选择三相电网中的单相电作为电梯控制系统的交流电源；控制直流-直流变换器对与其连接的超级电容器模块充电至规定的备用电能；当电网突然中断时，选择使用所述超级电容器模块存储的电能作为牵引机和电梯控制系统的解救电能。本申请使用超级电容器模块，可使得能够在电网突然断电时，提供稳定可靠的电梯解救电源，并且还能存储电梯制动运行时所耗散的回馈电能，并在电动运行时利用该回馈电能，从而节约了能源。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电梯故障测试，尤其涉及一种电梯自动解救及节能装置以及其控制方法、以及超级电容器模块。
技术介绍
目前使用的电梯主要有两个缺点:其一是在断电紧急情况下电梯不能使用，造成原来运行的电梯会突然停下，电梯里的乘客由于稀薄的空气而受到安全的威胁，导致乘客紧张不安、焦虑、恐慌的情绪，而且把乘客从电梯里解救出来也是困难的；其二是在电梯牵引电机制动时产生的回馈电能被制动电阻器所消耗，因此降低了电梯系统的效率。对于目前的电梯紧急停靠楼层技术来说，一般选择可充电电池做为电梯紧急情况下的备用电源。应该指出的是，可充电电池具有如下缺点:一定的使用寿命、比较长的充电时间、比较小的电压范围。这些缺点会对电梯紧急停靠楼层设备的稳定性和可靠性产生不良影响。对电梯系统来说，重载向下运行或轻载向上运行会带来势能的变化，因此电梯减速时牵引电机会产生制动能量，通过电机和逆变器，这种制动能量能够回馈到逆变器的直流母线，这将造成直流母线电压升高。然而，总所众知，直流母线电压不能超过限值。为了保持直流母线电压处于安全水平，通常采用两种方法释放回馈电能。第一种方法是由制动电阻耗散回馈电能，第二种方法是通过逆变器回馈电能到电网。显然，前者浪费了回馈电能，后者有效地回收了回馈电能。但是，后者具有不可忽视的缺点，那就是输出到电网的回馈电力具有谐波，因而会对电网造成污染。
技术实现思路
为解决以上问题，本申请提供了一个基于超级电容器模块的电梯自动解救及节能装置及其控制方法，能够稳定可靠地提供，突然停电时电梯紧急停靠楼层的备用电源并能够实现电梯的节能运行。根据本申请的一个方案，提供一种电梯自动解救及节能装置，包括:超级电容器模块，用于存储电能，该电能包括用于电梯断电紧急停靠的备用电能以及牵引电机制动时产生的回馈电能；直流-直流变换器，其连接所述超级电容器模块并连接用于驱动电梯的牵引电机的电机驱动器，用来将所述超级电容器模块的电压转换为所述电机驱动器中直流母线的电压，也用于将所述直流母线的电压转换为所述超级电容器模块的电压；直流-交流逆变器，其连接所述直流-直流变换器，用于将所述直流-直流变换器输出的直流电转换为交流电；开关转换电路，其连接所述直流-交流逆变器和一电网，用于在所述直流-交流逆变器和所述电网之间进行选择切换，以将所述直流-交流逆变器所转换后的交流电输出给一电梯控制系统或将所述电网的电力输出给所述电梯控制系统；能量管理系统，连接所述直流-直流变换器、所述直流-交流逆变器、所述开关转换电路，用于当所述电网正常供电时，控制所述开关转换电路将所述电网连接至所述电梯控制系统作为其交流电源，并控制所述直流-直流变换器对所述超级电容器模块充电至规定的备用电能，并用于当所述电网突然断电时，控制所述直流-直流变换器将来自所述超级电容器模块中的电能转换为直流电传输给所述直流-交流逆变器，控制所述直流-交流逆变器将所述直流电转换为交流电，并控制所述开关转换电路将该交流电连接至所述电梯控制系统以作为其交流电源，同时控制所述直流-直流变换器将来自所述超级电容器模块中的电能供电给所述电机驱动器。根据本申请的一个实施例，所述超级电容器模块包括多个并联连接的支路，其中每个支路由多个串联连接的超级电容器单元组成，所述超级电容器单元包括并联连接的超级电容器及均衡电路，其中所述均衡电路用于保持与其并联连接的超级电容器工作在正常的容许范围内。根据本申请的一个实施例，所述能量管理系统还用于当所述牵引电机制动时，控制所述直流-直流变换器使所述超级电容器模块存储由牵引电机制动产生的回馈电能，且当所述牵引电机工作于电动模式时，控制所述直流-直流变换器将所述超级电容模块所存储的回馈电能供电给所述牵引电机。根据本申请的一个实施例，所述能量管理系统还用于:在牵引机制动运行时，如果所述超级电容器模块的电能小于制动回馈电能限值，则控制所述直流-直流变换器将由于牵引机制动运行所产生的回馈电能传送给所述超级电容器模块存储；否则，将由于牵引机制动运行所产生的回馈电能释放掉；其中所述制动回馈电能限值表示所述超级电容器模块允许的最大容量。根据本申请的一个实施例，所述能量管理系统还用于:在牵引电机电动运行时，确定所述超级电容器模块的电能是否大于用于电梯急救运行所需的解救电能；如果所述超级电容器模块的电能大于所述解救电能，通过所述直流-直流变换器将所述超级电容器模块的回馈电能传送给电机驱动器；否则控制所述直流-直流变换器停止工作。根据本申请的一个实施例，所述能量管理系统还用于根据所述超级电容器模块的电能大小，确定是否需要向所述超级电容器模块充电；如果所述超级电容器模块的电能小于用于电梯急救运行所需的解救电能，则控制与超级电容器模块相连的直流-直流变换器向超级电容器模块充电；否则，停止向所述超级电容器模块充电。根据本申请的一个实施例，所述能量管理系统还用于当突然断电时发送指令给电梯控制系统，从而通过电梯控制系统使电梯紧急停靠到最近楼层。根据本申请的一个实施例，所述电梯自动解救及节能装置还包括超级电容管理系统，用来监视和管理所述超级电容器模块的运行，在发现所述超级电容器模块出现故障时发送相应的故障信息给所述能量管理系统。根据本申请的一个实施例，所述直流-直流变换器是一个多相双向功率变换器，其由多个相电路构成，每个相电路包括一个电感和两个功率开关器件。根据本申请的一个实施例，所述直流-交流逆变器可由功率开关器件、功率二极管、电感、电容器、驱动电路和控制电路组成。根据本申请的一个实施例，所述开关转换电路由接触器或功率开关器件和驱动电路组成。根据本申请的另一方案，提供一种电梯自动解救及节能控制方法，包括:当电网正常供电时，选择三相电网中的单相电作为电梯控制系统的交流电源；控制直流-直流变换器对与其连接的超级电容器模块充电至规定的备用电能；当电网突然中断时，选择使用所述超级电容器模块存储的电能作为牵引机和电梯控制系统的解救电能。根据本申请的一个实施例，在当电网正常供电时，所述方法还包括:根据所述超级电容器模块的电能大小，确定是否需要向所述超级电容器模块充电；如果所述超级电容器模块的电能小于用于电梯急救运行所需的解救电能，则控制与超级电容器模块相连的直流-直流变换器向超级电容器模块充电；否则，停止向所述超级电容器模块充电。根据本申请的一个实施例，当电网突然中断时，所述方法还包括:发出控制信号给依次连接的直流-直流变换器、直流-交流逆变器、开关转换电路，从而使得所述直流-直流变换器将超级电容器模块存储的电能传递至电机驱动器和所述直流-交流逆变器，所述开关转换电路将选择所述直流-交流逆变器的输出作为电梯控制系统的交流电源；同时发出控制信号给所述电梯控制系统，迫使电梯自动紧急停靠于最近的楼层。根据本申请的一个实施例，所述方法还包括:在牵引机制动运行时，如果所述超级电容器模块的电能小于制动回馈电能限值，则控制所述直流-直流变换器将由于牵引机制动运行所产生的回馈电能传送给所述超级电容器模块存储；否则，将由于牵引机制动运行所产生的回馈电能释放掉；其中所述制动回馈电能限值表示所述超级电容器模块允许的最大容量根据本申请的一个实施例，所述方法还包括:在牵引电机电动运行时，确定所述超级电容器模块的电能是否大于用于电梯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电梯自动解救及节能装置，包括：超级电容器模块，用于存储电能，该电能包括用于电梯断电紧急停靠的备用电能以及牵引电机制动时产生的回馈电能；直流‑直流变换器，其连接所述超级电容器模块并连接用于驱动电梯的牵引电机的电机驱动器，用来将所述超级电容器模块的电压转换为所述电机驱动器中直流母线的电压，也用于将所述直流母线的电压转换为所述超级电容器模块的电压；直流‑交流逆变器，其连接所述直流‑直流变换器，用于将所述直流‑直流变换器输出的直流电转换为交流电；开关转换电路，其连接所述直流‑交流逆变器和一电网，用于在所述直流‑交流逆变器和所述电网之间进行选择切换，以将所述直流‑交流逆变器所转换后的交流电输出给一电梯控制系统或将所述电网的电力输出给所述电梯控制系统；能量管理系统，连接所述直流‑直流变换器、所述直流‑交流逆变器、所述开关转换电路，用于当所述电网正常供电时，控制所述开关转换电路将所述电网连接至所述电梯控制系统作为其交流电源，并控制所述直流‑直流变换器对所述超级电容器模块充电至规定的备用电能，并用于当所述电网突然断电时，控制所述直流‑直流变换器将来自所述超级电容器模块中的电能转换为直流电传输给所述直流‑交流逆变器，控制所述直流‑交流逆变器将所述直流电转换为交流电，并控制所述开关转换电路将该交流电连接至所述电梯控制系统以作为其交流电源，同时控制所述直流‑直流变换器将来自所述超级电容器模块中的电能供电给所述电机驱动器。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑家伟，陈宇澄，薜向党，陈乐茵，
申请(专利权)人：富华德电子有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81
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