一种并联式能量回馈电梯系统技术方案

本发明专利技术公开了一种并联式能量回馈电梯系统，包括不可控整流桥模块、直流母线电容、逆变功率模块组成电梯的变频驱动主回路，和升压滤波装置、ＰＷＭ整流模块、直流母线电容、功率二极管模块组成的能量回馈装置，以及控制器，在三相电源输入端设有两个电流传感器，在电机三相输入电源端设置有两个电流传感器，分别用于为所述控制器提供电流反馈信号，所述控制器用于为逆变功率模块和ＰＷＭ整流模块提供ＰＷＭ控制信号，直接控制其开关通断，所述功率二极管模块由串联连接在直流母线正极侧和负极侧的两个功率二极管组成。本发明专利技术的能量回馈装置的容量可减半，同时很好的抑制回路间的循环电流，实现节能环保、成本降低的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种带能量回馈功能的电梯驱动系统，尤指一种具电动状态时作 功率因素补偿、发电状态时作能量回生的电梯驱动系统。
技术介绍
目前电梯行业中，带有能量回馈功能的电梯已经是各大厂家的在线产品， 而这些带能量回馈功能的电梯一般可分为两大类， 一类是串联式回馈系统，另 一类是并联式回馈系统。串联式回馈系统是指，直接将不可控整流模块替换为可控功率模块，采用可四象限工作的双PWM主功率拓朴，可直接实现能量的双向流动，整机效率高， 无论在电梯发电或电动状态下功率因素都可接近于1。目前采用该种串联式回馈 系统的电梯企业， 一般都是基于这种串联一体式回馈变频器来制造电梯产品。 但是采用这种方式的成本高，器件的体积较大。并联式回馈系统是指，保持原有的变频主回路不变，再增加一组能量回馈 装置来实现电梯发电状态下的能量回馈功能，而电梯电动状态时，则仍按原有 的不可控整流方式动行。这种系统在电梯发电状态时可使功率因素接近于1，但 在电动状态时的功率因素则较低，其产生的谐波会污染电网。目前采用该并联 式回馈系统的电梯企业，大多是直接外购成熟的能量回馈装置，并接在原来的 变频器中。例如，授权公告号为CN200990575Y的中国专利文献中公开了 一种"电 梯变频器外挂式能量回馈装置"，采用这种方式的成本也较高，且电梯在电动状 态时的功率因素低、谐波大。再如，公开号为CN101237185A的中国专利文献中 公开了一种"适用于整流装置的能量回馈与谐波无功补偿系统"，但该系统在直 流母线的N侧没有加二极管，会在P丽整流模块和不可控整流桥模块的回路中 由于三相不平衡而产生循环电流，需要加大模块的容量规格；系统输入电流谐 波大、峰值高，同样影响模块容量规格；并且其输入侧传感器的数量多，型号多，也会造成系统成本提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种并联式能量回馈电梯系统，该系统中的能量回馈 装置部分是以并联的形式接在驱动主回路中，能够改善功率因素，将发电状态 时的能量回馈到电网，并实现节能环保、成本降低的效果。本专利技术的技术解决方案是 一种并联式能量回馈电梯系统，包括不可控整 流桥模块、直流母线电容、逆变功率模块组成电梯的变频驱动主回路，和升压 滤波装置、P丽整流模块、直流母线电容、功率二极管模块组成的能量回馈装置， 以及控制器，在三相电源输入端i殳有两个电流传感器，在电机三相输入电源端 设置有两个电流传感器，分别用于为所述控制器提供电流反馈信号，所述控制 器用于为逆变功率模块和PWM整流模块提供P丽控制信号，直接控制其开关通 断，所述功率二极管模块由一个正极连接所述直流母线电容正极，负极连接直 流母线电容正极的功率二极管和一个正极连接所述直流母线电容负极，负极连 接直流母线电容负极的功率二极管组成。通过驱动控制器对逆变功率模块以及PWM整流模块的控制，可使电梯在电 动状态时，由能量回馈装置作PFC (功率因素补偿)的行为，可以削减电路中的 谐波THD，提高整个系统的功率因素；当电梯在发电状态时，电梯所产生的能量 通过能量回馈装置回馈到电网中去。在系统运行在电动状态兼PFC时，在能量 回馈装置的直流母线中串接两个功率二极管，用于抑制P丽整流模块和不可控 整流桥模块之间回路中产生的循环电流，使得三相回路平衡。在三相电源输入端与所述P丽整流模块之间设有电抗器，其作用是抑制不 可控整流模块的输入电流波形的峰值，并且能够使该电流的上升时间拉长，从 而降低P丽控制器的运算速度要求，使得系统中的驱动控制器能够更好响应电 流环控制，使得系统能够更好地实现PFC的功能，功率因素和谐波THD更优， 同时避免P丽载波信号对系统PFC功能的干扰。所述的升压滤波装置由升压电抗器及滤波电容组成。可滤掉高次谐波，并且该滤波装置中的电抗器与P聖整流模块共同组成一个斩波升压电路，使能量 回馈装置的直流母线电压升高，以便保证实现能量回馈的功能。本专利技术的优点在于使得电梯在电动状态时，由于进行了 PFC (功率因素补 偿)，所得功率因素可以提高，电梯在发电状态时，可将能量回馈到电网；并且 由于能量回馈装置并联在主回路中，使得能量回馈装置的容量可减半，同时很 好的抑制回路间的循环电流，实现节能环保、成本降低的目的。附图说明图l是本专利技术实施例的结构框图2是本专利技术实施例的电路图3是本专利技术实施例的不可控整流模块的输入电流波形图； 图4是本专利技术实施例的能量回馈装置的输入电流波形图； 图5是本专利技术实施例的电源输入电流波形1、 电流传感器，2、电抗器，3、不可控整流模块，4、逆变功率模块，5、 升压滤波装置，6、 P丽整流模块，7、直流母线电容，8、功率二极管模块，9、 电流传感器，10、电机，11、轿厢，12、对重，13、驱动控制器，14、直流母 线电容。具体实施例方式实施例参阅图1和2，本专利技术的一种并联式能量回馈电梯系统，由电流传感器l、 电抗器2、不可控整流模块3、逆变功率模块4、升压滤波装置5、 PWM整流模块 6、直流母线电容7、功率二极管模块8、电流传感器9、驱动控制器13、直流 母线电容14组成。其中电抗器2、不可控整流模块3、直流母线电容14、逆变 功率模块4组成本专利技术系统中的电梯驱动主回路；升压滤波装置5、 P觀整流模 块6、直流母线电容7及功率二极管模块8组成本专利技术系统中的能量回馈装置。能量回馈装置中的P画整流模块6的直流侧与不可控整流模块3的直流侧是用功率二极管模块8来连接的。功率二极管模块8由一个正极连接所述直流母 线电容14正极，负极连接直流母线电容7正极的功率二极管和一个正极连接所 述直流母线电容14负极，负极连接直流母线电容7负极的功率二极管组成。在 本专利技术系统的三相输入电源端设有两个电流传感器1，而在电机的三相输入电源 端同样设有两个电流传感器9,这两组电流传感器的信号输送到驱动控制器13 中去，参与P丽控制的算法。当本专利技术系统工作在电动状态时，不可控整流才莫块3的输入电流如图3所示， 而系统供电电源的电压波形为正弦波，如果想要输入功率为1的话，则电源输 入电流波形也要为正弦波，且相位与电源电压相同；因此，要^f吏电源电流波形 从如图3所示的波形变为正弦波，本专利技术系统中的能量回馈装置部分就要进行 PFC (功率因素补偿)的行为，并且该能量回馈装置(即升压滤波装置5)的输 入电流波形应如图4所示。也就是说，要使图3的电流波形加上图4的电流波 形应该成为一组正弦波，如图5的虚线所示。在三相输入电源端的两个电流传感器1将输入电流的信号反馈到驱动控制 器13，驱动控制器13输出P丽控制信号到PWM整流模块6，使得P丽整流模块 6工作，并由于直流母线电容14作为贮能原件，因而可以产生出PFC (功率因 素补偿)所需要的补偿电流。由于本专利技术系统工作在电动状态且作PFC时，在PWM整流;溪块6和不可控整 流桥模块3之间形成了回路，且由于直流母线电容等器件的影响，使得三相回 路不平衡，从而在PWM整流模块6和不可控整流桥模块3之间的回路中会产生 循环电流。因此，在母线负极侧的功率二极管就会抑制回路中的循环电流。在本专利技术系统的主驱动回路的前端增加一个电抗器2，能够有效地抑制不可 控整流模块3的输入电流波形的峰值，并且能够使该电流的上升时间拉长，使 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联式能量回馈式电梯系统，包括不可控整流桥模块（３）、直流母线电容（１４）、逆变功率模块（４）组成电梯的变频驱动主回路，和升压滤波装置（５）、ＰＷＭ整流模块（６）、直流母线电容（７）、功率二极管模块（８）组成的能量回馈装置，以及控制器（１３），其特征在于：在三相电源输入端设有两个电流传感器（１），在电机三相输入电源端设置有两个电流传感器（９），分别用于为所述控制器（１３）提供电流反馈信号，所述控制器（１３）用于为逆变功率模块（４）和ＰＷＭ整流模块（６）提供ＰＷＭ控制信号，直接控制其开关通断，所述功率二极管模块（８）由一个正极连接所述直流母线电容（１４）正极，负极连接直流母线电容（７）正极的功率二极管和一个正极连接所述直流母线电容（１４）负极，负极连接直流母线电容（７）负极的功率二极管组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪安国，杜永聪，郭志海，中田孝则，
申请(专利权)人：日立电梯中国有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]