一种电梯能量回馈电路、装置及电梯控制器制造方法及图纸

本发明专利技术适用于电力电子领域，提供了一种电梯能量回馈电路、装置及电梯控制器，该电路包括：无源滤波单元，用于抑制谐波；逆变单元，用于根据驱动信号将直流电能转换为交流电能反馈给电网实现能量回馈；隔离单元，用于保持电流的单向流动性；动态补偿单元，用于根据逆变单元直流侧电参数、交流侧电参数和非线性负载电流中的谐波分量生成所述驱动信号，实现动态补偿和能量反馈控制；充电单元，用于在设备启动时限制电流过大。本发明专利技术通过逆变单元实现能量回馈，通过动态补偿单元实现有源滤波及动态补偿，通过无源滤波单元抑制谐波，使电梯能量回馈装置具有有源滤波功能，在提高电能利用率和供电质量的同时降低了设备投入成本，减小了占地面积。

【技术实现步骤摘要】
一种电梯能量回馈电路、装置及电梯控制器
本专利技术属于电力电子领域，尤其涉及一种能量回馈电路、装置及电梯控制器。
技术介绍
随着现代工业的发展，高层建筑的大量建设，使其各种电梯的使用以爆炸式增长，进而引起各种非线性和时变性电力电子装置(如整流器、逆变器及各种开关电源等)的广泛应用。这些电力电子装置的开关动作向电网中注入了大量的谐波和次谐波分量，导致了交流电网中电压和电流波形的严重失真，降低了电网的功率因数，严重影响了电网的供电质量。对于高层建筑电梯行业的特殊应用和发展，要求其有更高的安全性和可靠性，特别是对其设备的供电质量，提出了更高的要求。传统电梯控制系统的正常启动、运行和制动，是配有能耗制动单元，系统在制动过程中，能量以热的形式通过制动单元由制动电阻消耗掉，电能利用率很低。随着技术的发展和节能减排政策的实施，能量回馈装置在电梯行业中正逐步替代传统的能耗制动单元，实现电梯运行制动过程中产生的电能送回电网，供给周边其他设备使用，提高电能利用率。但是能量回馈装置本身也会对电网有谐波污染，加之电梯控制器本身(整流器、逆变器及各种开关电源等)对电网已经具有的谐波污染，电网污染进一步加重，严重影响电梯运行的可靠性和稳定性，因此，在电梯控制器应用系统中，就会使用一套独立的有源滤波器来治理现场实际电网的供电质量，提高电梯的安全可靠运行，这样，就必须有两种功能不同的设备配套使用，一个能量回馈装置，另一个有源滤波器，导致设备投入成本很高，增大了现场占地面积，维护难度加大等。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种电梯能量回馈电路，旨在解决现有电梯控制器为实现电能利用率高和供电质量好，同时采用能量回馈装置和有源滤波器，导致设备投入成本高，占地面积大，维护难度加大的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种电梯能量回馈电路，连接于电网与电梯制动单元之间，所述电路包括：无源滤波单元，用于抑制能量回馈时产生的谐波和外部引入谐波，所述无源滤波单元的输入端与所述电网连接；逆变单元，用于根据驱动信号将直流电能转换为交流电能反馈给电网实现能量回馈，所述逆变单元的输入端与所述无源滤波单元的输出端连接；隔离单元，用于保持电流从所述逆变单元向所述电梯制动单元的单向流动性，所述隔离单元的输入端与所述逆变单元的输出端连接，所述隔离单元的输出端与所述电梯制动单元的逆变直流端连接；动态补偿单元，用于根据所述逆变单元直流侧电参数、交流侧电参数和非线性负载电流中的谐波分量生成所述驱动信号，实现动态补偿和能量反馈控制，所述动态补偿单元的多个输入端分别与所述电网、所述无源滤波单元的输出端、所述逆变单元的输出端和非线性负载的谐波电流输出端连接，所述动态补偿单元的输出端与所述逆变单元的驱动端连接；充电单元，用于在能量反馈时作为所述逆变单元的能量限值缓冲，防止所述逆变单元过流损坏，所述充电单元的输入端与所述电网连接，所述充电单元的输出端与所述逆变单元的充电输入端连接。本专利技术实施例的另一目的在于，提供一种包括上述电梯能量回馈电路的电梯能量回馈装置。本专利技术实施例的另一目的在于，提供一种包括上述电梯能量回馈装置的电梯控制器。本专利技术实施例通过逆变单元实现能量回馈，通过动态补偿单元实现有源滤波及动态补偿，并通过无源滤波单元抑制谐波，使电梯能量回馈装置具有有源滤波功能，在提高电能利用率和供电质量的同时，降低了设备投入成本，减小了占地面积，便于维修。附图说明图1为本专利技术实施例提供的电梯能量回馈电路的结构图；图2为本专利技术实施例提供的电梯能量回馈电路中隔离单元的示例电路图；图3为本专利技术实施例提供的电梯能量回馈电路的优选结构图；图4为本专利技术实施例提供的电梯能量回馈电路中控制模块的示例电路图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术实施例通过逆变单元实现能量回馈，通过动态补偿单元实现有源滤波及动态补偿，并通过无源滤波单元抑制谐波，使电梯能量回馈装置具有有源滤波功能，在提高电能利用率和供电质量的同时，降低了设备投入成本，减小了占地面积，便于维修。图1示出了本专利技术实施例提供的电梯能量回馈电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术相关的部分。作为本专利技术一实施例，该电梯能量回馈电路可以应用于电梯能量回馈装置以及电梯控制器中，该电梯能量回馈电路，连接于电网与电梯制动单元2之间，包括：无源滤波单元11，用于抑制能量回馈时产生的谐波和外部引入谐波，无源滤波单元11的输入端与电网连接；优选地，无源滤波单元11可以采用由电抗器和电容器构成的LCL无源滤波器，该无源滤波单元11在能量回馈时既能够抑制自身的谐波，同时还具有治理周边其他设备产生谐波的功能。逆变单元12，用于根据驱动信号将直流电能转换为交流电能反馈给电网实现能量回馈，逆变单元12的输入端与无源滤波单元11的输出端连接；优选地，逆变单元12作为该电梯能量回馈电路的核心单元可以采用电压源型IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)逆变器以及电解电容构成，通过直流电容进行电压支撑。在本专利技术实施例中，逆变单元12的输入端为交流端，逆变单元12的输出端为直流端。隔离单元13，用于保持电流从逆变单元向电梯制动单元的单向流动性，隔离单元13的输入端与逆变单元12的输出端连接，隔离单元13的输出端与电梯制动单元2的逆变直流端连接；在本专利技术实施例中，隔离单元13用于保持电梯制动单元2(包括电梯曳引机及其控制器)的逆变直流端与逆变单元12的直流端之间的能量单向流动性，在电梯处于发电状态时，防止能量通过电梯制动单元的逆变直流端向逆变单元12倒灌，同时实现能量回馈和电网谐波治理的目的；在电梯处于非发电状态时，只实现电网谐波治理的目的，保障具有有源滤波器功能的能量回馈电路各工作状态的可靠运行。动态补偿单元14，用于根据逆变单元12直流侧电参数、交流侧电参数和非线性负载电流中的谐波分量生成驱动信号，实现动态补偿和能量反馈控制，动态补偿单元14的多个输入端分别与电网、无源滤波单元11的输出端、逆变单元12的输出端和非线性负载3的谐波电流输出端连接，动态补偿单元14的输出端与逆变单元12的驱动端连接；充电单元15，用于在能量反馈时作为逆变单元12的能量缓冲，防止逆变单元12过流损坏，充电单元15的输入端与电网连接，充电单元15的输出端与逆变单元12的充电输入端连接。具体地，充电单元15主要由接触器和旁路电阻构成，接入电网时实现融合有源滤波的能量回馈电路投入过程的能量缓冲，因为在电路投入时，如果逆变器直流侧电容两端电压为零或者太小，逆变器内部的反并联二极管将承受很大的电容充电电流，虽然电路中的电抗器会对该电流有一定抑制作用，但该电流还是有可能超过逆变器反并联二极管中的最大允许正向峰值电流而损坏器件。在本专利技术实施例中，电梯能量回馈电路具有能量回馈的功能和有源滤波的功能：对于能量回馈，动态补偿单元14检测逆变单元12直流侧电压和交流侧三相电压、电流的相位、幅值等参数进行对比和运算，当逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电梯能量回馈电路，连接于电网与电梯制动单元之间，其特征在于，所述电路包括：无源滤波单元，用于抑制能量回馈时产生的谐波和外部引入谐波，所述无源滤波单元的输入端与所述电网连接；逆变单元，用于根据驱动信号将直流电能转换为交流电能反馈给电网实现能量回馈，所述逆变单元的输入端与所述无源滤波单元的输出端连接；隔离单元，用于保持电流从所述逆变单元向所述电梯制动单元的单向流动性，所述隔离单元的输入端与所述逆变单元的输出端连接，所述隔离单元的输出端与所述电梯制动单元的逆变直流端连接；动态补偿单元，用于根据所述逆变单元直流侧电参数、交流侧电参数和非线性负载电流中的谐波分量生成所述驱动信号，实现动态补偿和能量反馈控制，所述动态补偿单元的多个输入端分别与所述电网、所述无源滤波单元的输出端、所述逆变单元的输出端和非线性负载的谐波电流输出端连接，所述动态补偿单元的输出端与所述逆变单元的驱动端连接；充电单元，用于在能量反馈时作为所述逆变单元的能量限流缓冲，防止所述逆变单元过流损坏，所述充电单元的输入端与所述电网连接，所述充电单元的输出端与所述逆变单元的充电输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种电梯能量回馈电路，连接于电网与电梯制动单元之间，其特征在于，所述电路包括：无源滤波单元，用于抑制能量回馈时产生的谐波和外部引入谐波，所述无源滤波单元的输入端与所述电网连接；逆变单元，用于根据驱动信号将直流电能转换为交流电能反馈给电网实现能量回馈，所述逆变单元的输入端与所述无源滤波单元的输出端连接；隔离单元，用于保持电流从所述逆变单元向所述电梯制动单元的单向流动性，所述隔离单元的输入端与所述逆变单元的输出端连接，所述隔离单元的输出端与所述电梯制动单元的逆变直流端连接；动态补偿单元，用于根据所述逆变单元直流侧电参数、交流侧电参数和非线性负载电流中的谐波分量生成所述驱动信号，实现动态补偿和能量反馈控制，所述动态补偿单元的多个输入端分别与所述电网、所述无源滤波单元的输出端、所述逆变单元的输出端和非线性负载的谐波电流输出端连接，所述动态补偿单元的输出端与所述逆变单元的驱动端连接；充电单元，用于在能量反馈时作为所述逆变单元的能量限流缓冲，防止所述逆变单元过流损坏，所述充电单元的输入端与所述电网连接，所述充电单元的输出端与所述逆变单元的充电输入端连接。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：保护单元，用于进行雷击、过流和短路保护，所述保护单元的输入端与所述电网连接，所述保护单元的输出端与所述无源滤波单元的输入端连接。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：开关单元，所述开关单元的一导通端与所述电网连接，所述开关单元的另一导通端与所述保护单元的输入端连接。4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述动态补偿单元包括：检测模块，用于采集所述逆变单元的直流侧电参数、交流侧电参数和非线性负载电流中的谐波分量，并将采集的参数、谐波分量转换为直流电压信号，所述检测模块的输入端为所述动态补偿单元的输入端；控制模块，用于根据所述直流电压信号进行分析、计算、处理，生成PWM控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宏伟，李夔，
申请(专利权)人：深圳市贝壳电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44