一种直流储能式机械停车场伺服系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直流储能式机械停车场伺服系统，包括：A、直流储能式变频电源部分；B、直流储能式变频电源与控制器或PLC联合对三相交流减速电机的四象限运行控制部分；C、控制器或PLC实现的泊车存取的升降横移运动轨迹控制部分；D、三相交流减速电机、传感器及各机械部件组成的立体停车场伺服机构部分；E、储能电池及光伏辅助发电部分。采用本发明专利技术，能够实现在没有电网交流电源的情况下，用锂电池储能直流电源，可辅以小功率光伏发电系统，通过逆变变频控制输出变频动力电源，实现以交流电机为动力装置的机械停车场，快捷而低成本的建设、运营。方便立体停车场建设，增加停车位供应，有助于停车难问题的解决。

A DC Energy Storage Mechanical Parking Lot Servo System

【技术实现步骤摘要】
一种直流储能式机械停车场伺服系统
本专利技术涉及直流储能式变频电源和储能式机械停车场交流伺服驱动
，尤其涉及一种直流储能式机械停车场伺服系统。
技术介绍
机械停车场提供的车位密度高占地面积少，是解决停车难有效方法。为了占领市场，提供更好的停车服务，当前机械停车设备正不断推陈出新。本项目所研究开发的直流储能式机械停车场伺服系统，是针对交流市电取电受限的建设环境，而提出的一种采用直流储能式变频动力电源，驱动机械停车伺服机构的新技术手段。交流供电的机械停车场应用广泛，但也存在特定的不足：1)其取电各项手续办理、配电设计、挖沟布线周期长，影响工程建设速度；2)一定范围内没有市电的建设环境下，受成本限制停车场建设将会受阻；3)大型停车场，多电机频繁启停，会产生较强的谐波干扰，对市电电源质量有较大污染，按照标准还需要一些电能治理设备，会增加投资成本。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种直流储能式机械停车场伺服系统，解决没有交流电源的情况下，用电池储能直流电源及辅助小功率光伏发电系统，减小投资成本，实现机械停车场快速设计、建造，和安全可靠运行。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种储能式机械停车场伺服系统，其特征在于，是由以下部分组成：A、直流储能式变频电源部分；B、直流储能式变频电源与控制器或PLC联合对三相交流减速电机的四象限运行控制部分；C、控制器或PLC实现的泊车存取的升降横移运动轨迹控制部分；D、三相交流减速电机、传感器及各机械部件组成的立体停车场伺服机构部分；E、储能电池及光伏辅助发电部分。其中：所述直流储能式变频电源部分，又包括：A、实现电池低压直流母线与变频高压直流母线之间的直流高低压转换的高频LLC升压逆变与降压充电双向DC/DC环节；B、实现交流电机自适应矢量控制和交流电机四象限运行控制的双向三相变频，及额外工频调压逆变电路环节；C、实现辅助光伏电源MPPT电池充电，及电池BMS管理的储能电池充电管理控制环节。其中，所述直流储能式变频电源与控制器或PLC，联合对三相交流减速电机的四象限运行控制部分，又包括：A、控制器或PLC对减速电机电源通路的合闸与储能变频电源输出的延迟启动的闭锁控制；B、储能变频电源输出的停止与控制器或PLC对减速电机电源通路的延迟跳闸的闭锁控制；C、储能式变频电源启动输出并泊车上升的控制；D、储能式变频电源启动输出并泊车下降的控制；E、储能式变频电源停止输出并结束泊车上升的控制；F、储能式变频电源停止输出并结束泊车下降的控制。本专利技术的有益效果是：(1)取消了市电限制这一环节，不需要用电初装、挖沟、施工，节省成本、节省时间；(2)实现无关第三方的最佳建设模式：货到即安装，安装即调试，调试即运行；(3)本申请设置直流储能式变频电源单元、三相交流减速电机、第一控制单元、泊车机构、第二控制单元、锂电池储能单元，采用一体化的逆变、变频，及电池充放电管理技术和功能，实现电机启停、四象限运转等环节的最优控制，确保停车车辆的安全，提高电机及机械系统的寿命；(6)采用离网的直流储能电源，将避免频繁电机启停运行带来的市电电源污染，有助于电能质量的提高。最终方便立体停车场建设，有效增加停车位，有助于停车难问题的解决。附图说明图1为本专利技术直流储能式机械停车伺服系统示意图。图2为本专利技术直流储能式变频电源示意图。图3为本专利技术第一控制单元的示意图。图中，1、直流储能式变频电源；2、控制器或PLC；3、锂电池储能单元；4、380V三相变频电源；5、定子电源接触器；6、220V工频调压电源；7、抱闸电源接触器；8、三相交流减速电机；9、泊车机构；10、光伏辅助发电；11、泊车启、停、升、降控制信号；12、定子及抱闸电源接触器控制信号；13、泊车启动信号；14、泊车停止信号；15、泊车上升信号；16、泊车下降信号；17、抱闸电源接触器控制；18、定子电源接触器控制；19、减速电机四象限运行逻辑控制；20、高频LLC降压充电PWM控制；21、高频LLC升压逆变PWM控制；22、自适应矢量速度环控制；23、双向三相变频PWM控制；24、单相工频调压PWM控制；25、光伏电源充电电路；26、高频LLC升压与降压DC/DC转换电路；27双向三相变频电路；28、单相逆变电路；29、低压直流母线；30、高压直流母线；31、BMS管理；32、MPPT控制。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。如图1-图3所示，本实施例公开了一种直流储能式机械停车场伺服系统，首先，提供一种直流储能式变频电源，为机械停车系统提供三相变频动力电源，实现减速电机矢量控制和四象限运行控制的同时，提供电机制动回馈电源和光伏辅助电源对电池的充电控制。具体需要实施以下环节：其一，设置电池低压直流母线与变频高压直流母线之间直流高低压转换的高频LLC升压与降压双向DC/DC变换的电路，和配置高频LLC升压逆变和高频LLC降压充电PWM控制软件，实现电池低压母线直流电源升压后输入高压直流母线，用于三相变频电路逆变输出三相变频电源，以及电机制动回馈到高压母线的直流电源，经过稳压降压后输入到电池低压母线给母线充电；其二，设置双向三相变频电路，和配置减速电机四象限运行控制逻辑、自适应矢量速度环控制、以及双向三相变频PWM控制软件，控制输出380V三相变频电源，及控制感应电能的反向回馈，进而实现减速电机四象限运转、速度的自适应矢量控制，以及储能电池、电源器件的安全运行；其三，设置单相逆变电路，和配置工频调压PWM控制软件，输出220V工频调压电源，控制抱闸支持减速电机四象限运行控制；其四，设置辅助光伏电源电池充电电路，和配置MPPT方式的充电控制软件，及电池BMS管理软件，实现光伏电源对电池的充电控制；其次，需要实现直流储能式变频电源与控制器或PLC，联合对三相交流减速电机的四象限运行控制，在实现泊车机构的启、停、升、降操作，给定速度曲线下的伺服控制，同时确保储能电池、电源器件、机械泊车机构等的安全运行。其需要以下具体控制方法实施：其一，控制器或PLC对减速电机电源通路的合闸与储能变频电源输出的延迟启动的闭锁控制。即控制器或PLC，仅在控制电动机动力电源接触器合闸，接通某减速电机动力电源通路，控制该减速电机抱闸电源接触器合闸，接通抱闸电源通路之后，再延迟一定时间后给储能式变频电源发送减速电机启动及升降指令的控制，以避免带电、带载合闸，对电源器件、电池造成冲击和损害。其二，储能变频电源输出的停止与控制器或PLC对减速电机电源通路的延迟跳闸的闭锁控制。即控制器或PLC，仅在给储能式变频电源发送减速电机停止指令后，再延迟一定时间后，控制减速电动机动力电源接触器跳闸，切断减速电机动力电源通路，控制减速电机抱闸电源接触器跳闸，切断电机抱闸线圈电源通路的控制，以避免带电、带载跳闸，对电源器件、电池造成冲击和损害。其三，储能式变频电源启动输出并泊车上升的控制。即储能式变频电源，在收到减速电机启动及上升信号后，结合电池出力曲线、电源器件安全参数，以及设定的上升速度曲线，控制输出优化的三相变频动力电源，并同时输出恒压恒频的抱闸电源，打开抱闸，实现最优化启动和提升的控制，以避免对电源器件、电池造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能式机械停车场伺服系统，其特征在于，是由以下部分组成：A、直流储能式变频电源部分；B、直流储能式变频电源与控制器或PLC联合对三相交流减速电机的四象限运行控制部分；C、控制器或PLC实现的泊车存取的升降横移运动轨迹控制部分；D、三相交流减速电机、传感器及各机械部件组成的立体停车场伺服机构部分；E、储能电池及光伏辅助发电部分。

【技术特征摘要】
1.一种储能式机械停车场伺服系统，其特征在于，是由以下部分组成：A、直流储能式变频电源部分；B、直流储能式变频电源与控制器或PLC联合对三相交流减速电机的四象限运行控制部分；C、控制器或PLC实现的泊车存取的升降横移运动轨迹控制部分；D、三相交流减速电机、传感器及各机械部件组成的立体停车场伺服机构部分；E、储能电池及光伏辅助发电部分。2.根据权利要求1所述直流储能式变频电源部分，其特征在于以下环节：A、实现电池低压直流母线与变频高压直流母线之间的直流高低压转换的高频LLC升压逆变与降压充电双向DC/DC环节；B、实现交流电机自适应矢量控制和交流电机四象限运行控制的双向三相...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱磊，王振存，魏学森，
申请(专利权)人：朱磊，
类型：发明
国别省市：北京,11