电梯驱动器的线路电流和能量存储控制制造技术

在连接到电梯升降马达(12)的再生驱动器(10)和连接到该再生驱动器的主电源(20)和电能存储(EES)系统(36)之间管理电力分配。测量EES系统的荷电状态(SOC)和主电源和再生驱动器之间的主电流。EES系统和再生驱动器之间的次电流的方向和大小然后作为主电流和EES系统的SOC的函数而被控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电力系统。更具体地，本专利技术涉及用于管理来自电梯系统中的来自多 个来源的次电源的电力以控制从主电源汲取的电力的系统。
技术介绍
用于操作电梯的电力需求在从以最大比率使用外部生成的电力(例如来自电力 公用网等)时的明显地正的值到电梯中的负载驱动马达使得它作为发电机而产生电力的 负值的范围中变化。马达作为发电机产生电力的用途通常叫做再生。在常规的系统中，如 果再生能量没有提供给电梯系统的另一个部件或返回公用电网，它通过动态制动电阻器或 其他负载耗散。在该配置中，甚至在峰值电力状况期间(例如，当多个马达同时起动时或在 高需求时段期间)，所有需求保持在电力公用网上以向电梯系统供电。从而，传递来自电力 公用网的电力的电梯系统的部件需要大小合适以适应电力需求浪涌，这可消耗建筑物中的 大量空间。同样，耗散的再生能量没有被使用，由此降低了电力系统的效率。另外，电梯驱动系统典型地设计成在来自例如公用网电源等主电源的特定输入电 压范围上操作。该驱动器的部件具有允许驱动器连续操作的额定电压和电流，同时电源保 持在指定的输入电压范围内。当公用网电压下跌时和/或在由驱动系统部件的峰值电力需 求时段期间，电梯系统从电源汲取更多的电流以维持均勻电力到升降马达(hoist motor), 从而增加向电梯系统提供电力的总体成本。一些常规系统试图通过连接次电源以提供补充 电力给电梯驱动系统来缓解电力需求。然而，这没有防止电梯驱动系统从主电源汲取过多 电流，这加重了连接到主电源的部件的负担并且增加了操作电梯驱动系统的总体成本。
技术实现思路
本专利技术涉及管理连接到电梯升降马达的再生驱动器和连接到该再生驱动器的主 电源与电能存储(EES)系统之间的电力分配。测量EES系统的荷电状态(SOC)和主电源和 再生驱动器之间的主电流(primary current) 0 EES系统和再生驱动器之间的次电流的方 向和大小然后作为主电流和EES系统的SOC的函数而被控制。附图说明图1是包括用于监测来自主电源的电流并且基于该电流管理到电梯系统的电力 的控制器的电梯电力系统的示意图。图2是用于基于主电源电流和EES系统的荷电状态(SOC)管理在升降马达、主电 源和EES系统之间交换的电力的过程的流程图。具体实施例方式图1是电力系统10的示意图，其包括主电源20、电流传感器21、电力转换器22、电 力总线M、平滑电容器沈、电力逆变器观、电能存储(EEQ系统控制器30、主电流控制模块32、EES系统荷电状态(SOC)传感器34、电能存储(EEQ系统36和驱动控制器38。EES系 统控制模块30和主电流控制模块32可共同称为电力系统10的电力管理模块。电力转换 器22、电力总线M、平滑电容器沈和电力逆变器28包括在再生驱动器四中。主电源20 可以是公用电网，例如市电源(commercial power source)等。EES系统36包括能够存储 电能的装置或多个装置。电梯14包括电梯轿厢40和配重42，它们通过绳索44连接到升降 马达12。如将在本文中描述的，电力系统10配置成控制在电梯升降马达12、主电源20和/ 或EES系统36之间交换的电力以基于由电流传感器21感测的电流解决升降马达12的电 力需求并且维持SOC传感器34所感测的EES系统36的荷电状态(SOC)在SOC范围内。电 力系统10控制分配给EES系统36和从EES系统36分配的电力以限制从主电源20汲取或 发送给主电源20的电流量。另外，电力系统10还在电梯升降马达12的电力需求大约是零 或负时控制再生驱动器四和EES系统36之间的电力分配，并且在主电源20故障的情况下 控制EES系统36和电梯升降马达12之间的电力分配。电力转换器22和电力逆变器28通过电力总线M连接。平滑电容器沈跨接电力 总线M连接。主电源20提供电力给电力转换器22或从其上接收电力。电流传感器21测 量主电源20和电力转换器22之间的电流。电力转换器22是可操作成将来自主电源20的 三相AC电力转换成DC电力的三相电力逆变器。在一个实施例中，电力转换器22包括多个 功率晶体管电路，其包括并联连接的晶体管50和二极管52。每个晶体管50可以是例如绝 缘栅双极晶体管(IGBT)。每个晶体管50的受控电极(S卩，栅极或基极)连接到驱动控制器 38。驱动控制器38控制功率晶体管电路以将来自主电源20的三相AC电力转换成DC输出 电力。该DC输出电力由在电力总线对上的电力转换器22提供。平滑电容器26平滑由在 DC电力总线M上的电力转换器22提供的整流电力。要注意，尽管主电源20示为三相AC 电源，电力系统10可适应于接收来自任何类型电源的电力，其包括(但不限于)单相AC电 源和DC电源，这是重要的。电力转换器22的功率晶体管电路还允许在电力总线M上的电力被逆变并且提供 给主电源20。在一个实施例中，驱动控制器38采用脉冲宽度调制(PWM)以产生选通脉冲以 便周期性地开关该电力转换器22的晶体管50以提供三相AC电力信号给主电源20。该再 生配置减少对主电源20的需求。 电力逆变器观是三相电力逆变器，其可操作成将来自电力总线M的DC电力逆变 为三相AC电力。电力逆变器观包括多个功率晶体管电路，其包括并联连接的晶体管讨和 二极管56。每个晶体管M可以是例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)。每个晶体管M的受控 电极(即，栅极或基极)连接到驱动控制器38，其控制功率晶体管电路以将在电力总线M 上的DC电力逆变为三相AC输出电力。在电力逆变器观的输出的三相AC电力提供给升降 马达12。在一个实施例中，驱动控制器38采用PWM以产生选通脉冲以周期性地开关该电力 逆变器观的晶体管M以提供三相AC电力信号给升降马达12。驱动控制器38可通过调节 到晶体管M的选通脉冲的频率和大小来改变电梯14移动的速度和方向。 另外，电力逆变器M的功率晶体管电路可操作成整流当电梯14驱动升降马达12 时生成的电力。例如，如果升降马达12正在发电，驱动控制器38控制电力逆变器观中的 晶体管M以允许生成的电力被转换并且提供给DC电力总线M。平滑电容器沈平滑由电力总线M上的电力逆变器观提供的转换电力。在DC电力总线M上的再生电力可用于给 EES系统36的EES元件再充电，或可返回到如上文描述的主电源20。升降马达12控制在电梯轿厢40和配重42之间移动的速度和方向。驱动升降马 达12所要求的电力随电梯14的加速度和方向以及电梯轿厢40中的负载而改变。例如，如 果电梯轿厢40正在加速，其带有大于配重42的重量的负载(即，重负载)而上行，或带有 小于配重42的重量的负载(即，轻负载)而下行，需要电力以驱动升降马达12。在该情况 下，升降马达12的电力需求是正的。如果电梯轿厢40正在减速，其带有重负载而下行或带 有轻负载而上行，电梯轿厢40驱动升降马达12。在负电力需求的该情况下，升降马达12生 成三相AC电力，在驱动控制器38的控制下，该三相AC电力由电力逆变器观转换成DC电 力的。如上文描述的，转换的DC电力可返回主电源20，用于给EES系统36再充电，和/或 在跨接电力总线M连接的动态制动电阻器中耗散。如果电梯14用平衡负载以固定速度运 行或调平(l本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于管理连接到电梯升降马达的再生驱动器和连接到所述再生驱动器的主电源和电能存储（ＥＥＳ）系统之间的电力分配的方法，所述方法包括：测量所述主电源和所述再生驱动器之间的主电流；测量所述ＥＥＳ系统的荷电状态（ＳＯＣ）；以及作为所述主电流和所述ＥＥＳ系统的ＳＯＣ的函数来控制所述ＥＥＳ系统和所述再生驱动器之间的次电流的方向和大小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于管理连接到电梯升降马达的再生驱动器和连接到所述再生驱动器的主电 源和电能存储(EEQ系统之间的电力分配的方法，所述方法包括测量所述主电源和所述再生驱动器之间的主电流；测量所述EES系统的荷电状态(SOC)；以及作为所述主电流和所述EES系统的SOC的函数来控制所述EES系统和所述再生驱动器 之间的次电流的方向和大小。2.如权利要求1所述的方法，其中所述控制步骤包括维持所述主电流低于阈值电流。3.如权利要求2所述的方法，其中所述维持步骤包括调节从所述EES系统供应到所述再生驱动器的能量以解决在所述阈值电流下超过主 电源电力的升降马达电力需求。4.如权利要求1所述的方法，其中所述控制步骤包括在负或零电梯升降马达电力需求的时段期间将来自所述再生驱动器的能量存储到所 述EES系统。5.如权利要求1所述的方法，并且进一步包括维持所述EES系统的所述荷电状态(SOC)在SOC范围内。6.如权利要求5所述的方法，其中所述维持步骤包括在负或零电梯升降马达电力需求的时段期间将来自所述再生驱动器的能量存储到所 述EES系统直到所述EES系统的SOC达到最大阈值S0C。7.如权利要求5所述的方法，其中所述维持步骤包括从所述EES系统供应能量到所述再生驱动器直到所述EES系统的SOC达到最小阈值SOC。8.一种用于管理连接到电梯升降马达的再生驱动器和连接到所述再生驱动器的主电 源和电能存储(EES)系统之间的电力分配的系统，所述系统包括可操作成测量所述主电源和所述再生驱动器之间的主电流的电流传感器；可操作成测量所述EES系统的SOC的荷电状态(SOC)传感器；以及可操作成作为所述主电流和所述EES系统的SOC的函数来控制所述EES系统和所述再 生驱动器之间的次电流的方向和大小的电力管理模块。9.10.如权利要求9所述的系统，其中所述电力管理模块可操作成维持所述主电流低于 阈值电流。11.如权利要求10所述的系统，其中所述电力管理模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·A·韦罗内西，
申请(专利权)人：奥蒂斯电梯公司，
类型：发明
国别省市：US