专利名称：升降机再生电能回馈方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及塔机、电梯领域，尤其涉及一种既有利于塔机、电梯设备安全运行又能 达到节能减排目的的升降机再生电能回馈方法及装置。
背景技术：
塔机、电梯上的电动机在制动过程中会工作于发电状态，所产生的电能量经变频 器制动工作状态产生泵升直流电压，该电压会破坏变频器的工作状态，对设备元件造成危害。将电机制动时所产生的电能经整流后变成直流储存在大电容中，但过多的电荷积 累会造成电压升高，从而影响变频器的正常工作。为此，传统方法是用电阻对多余电荷进行 泄放。据资料介绍，我国现有91万台电梯，大部分为老旧工作方式，当其工作于发电状态 时，采用的是利用电阻进行制动，即将所发出的电能让其在大功率电阻上消耗掉，同时产生 很大的热量，对电机的运行十分不利。为了使电阻散热，还得有相应的降温设备，既增加了 设备投资，还额外产生了更多的能耗，每年白白浪费掉大量电能。
发明内容
本发明主要解决原有塔机、电梯上的电动机在制动过程中产生的电能通过大功率 电阻消耗掉，既不利于电动机的运行，会对设备元件造成危害，又浪费掉大量电能的技术问 题；提供一种升降机再生电能回馈方法及装置，能将塔机、电梯上的电动机在制动过程中产 生的电能进行处理再回馈给电网，有效利用这部份电能，达到节约能源的目的，而且对设备 元件也起到很好的保护作用，有利于电动机的运行，降低维修、维护次数。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本发明的升降机再 生电能回馈方法，包括下述步骤对升降机变频调速器的直流输出电压进行监测，当其达到 所设定值时，结合给升降机变频调速器供电的电网电压的相位和频率进行综合运算后对连 接在升降机变频调速器的直流输出电压和输入电压间的逆变器进行控制，使逆变器产生与 该电网性质相匹配的电压，回馈给该电网，供给升降机变频调速器。作为优选，对所述的逆变器的输出电压进行检测和分析，然后对逆变器进行控制， 防止逆变器弓I入的直流分量注入电网。作为优选，所述的测得的升降机变频调速器的实时直流电压值输送给DSP控制单 元，所述的测得的给升降机变频调速器供电的电网电压的相位和频率值也输送给DSP控制 单元，所述的测得的逆变器的输出电压也输送给DSP控制单元，由DSP控制单元进行综合运 算，输出的控制信号通过IGBT驱动器驱动逆变器的IGBT可控桥式电路。本发明的升降机再生电能回馈装置，包括由IGBT可控桥式电路和电抗器相连构 成的逆变器以及电网电压检测单元、电网电流检测单元、DSP控制单元、直流电压测量单元， 升降机变频调速器的直流输出端接所述的IGBT可控桥式电路的直流端，逆变器的输出电 压经电抗器并入供升降机变频调速器工作的电网，所述的电网电压检测单元的输入端、电网电流检测单元的输入端分别连接到供升降机变频调速器工作的电网，电网电压检测单元 的输出端、电网电流检测单元的输出端分别与所述的DSP控制单元相连，所述的DSP控制单 元经IGBT驱动器与所述的IGBT可控桥式电路的控制端相连，升降机变频调速器的直流输 出经直流电压测量单元和DSP控制单元相连。通过直流电压测量单元对升降机变频调速 器的直流输出电压进行监测，通过电网电压检测单元、电网电流检测单元分别检测给升降 机变频调速器供电的电网的电压和电流，上述测得值均输送给DSP控制单元。当升降机变 频调速器的直流输出电压达到所设定值时，DSP控制单元结合该电网电压的相位和频率进 行综合分析和运算后输出信号控制IGBT驱动器，进而对逆变器的IGBT可控桥式电路的工 作状态进行控制，使逆变器产生与该电网性质相匹配的电压，回馈给供升降机变频调速器 工作的电网，达到有效利用电动机在制动过程中产生的多余电能的目的，既节约能源，又对 电动机、变频器中的设备元件起到很好的保护作用，有利于电动机的运行，降低维修、维护 次数。本发明利用DSP控制单元进行数字处理，实现软件锁相环，从而可以很容易地进行灵 活的软件分析和控制。因为用硬件实现锁相环的电路会变得较为复杂，因此我们利用快速 DSP处理器对电网和逆变器输出进行控制检测分析，并可采用自适应最优控制方案，以使回 馈电网的电能达到最优条件。作为优选，所述的升降机再生电能回馈装置还包括逆变输出 电压检测单元，所述 的逆变输出电压检测单元的输入端连接到IGBT可控桥式电路的输出端，逆变输出电压检 测单元的输出端与所述的DSP控制单元相连。实现对逆变器输出的直流分量等进行分析， 以防逆变器弓I入的直流分量注入电网。作为优选，所述的电网电压检测单元包括变压器Tl、运放器U5A及A/D变换器，变 压器Tl的输入侧与电容C9并联后再与电阻R41、供升降机变频调速器工作的电网构成串联 回路，变压器Tl的输出侧与电阻R43并联后接运放器TOA的同相输入端，运放器TOA的反 相输入端和运放器U5A的输出端并接，运放器U5A的输出端接电阻R42和电阻R45的串联 电路后接地，电阻R42和电阻R45的并接端经电阻R44、电容C12接地，电阻R44和电容C12 的并接端和A/D变换器的输入端相连，A/D变换器的输出端与所述的DSP控制单元相连，电 阻R44和电容C12的并接端与二极管Dl的负极相连、又与二极管D2的正极相连，二极管Dl 的正极接地，二极管D2的负极接电压3. 3V。供升降机变频调速器工作的电网的三相上均连 有电网电压检测单元。这里介绍的是连在单相上的电网电压检测单元的结构。电网单相上 的电压信号经变压器Tl后，直流分量波将被滤除，经运放器U5A放大滤波后，送入A/D变换 器转变为DSP控制单元可处理的数字信号。作为优选，所述的逆变输出电压检测单元包括RC滤波单元及电阻Rl、R2、R3、R4、 R5、R6，所述的IGBT可控桥式电路的三相输出中，A相和零线之间串联有电阻Rl和R4，B相 和零线之间串联有电阻R2和R5，C相和零线之间串联有电阻R3和R6，电阻Rl和R4的并 接点、电阻R2和R5的并接点及电阻R3和R6的并接点分别经所述的RC滤波单元连到所述 的DSP控制单元。IGBT可控桥式电路的输出电压信号通过电阻分压直接获得，经RC滤波后 送入DSP控制单元可对逆变器输出的直流分量等进行分析，以防逆变器引入的直流分量注 入电网。结构简单，实现方便，性能稳定。本发明的有益效果是通过逆变器及对逆变器的智能控制，能将塔机、电梯上的电 动机在制动过程中产生的电能进行处理再回馈给供升降机变频调速器工作的电网，有效利用这部份多余电能，大大节约了能源，而且塔机、电梯系统的发热量降低，机房不再需要使用空调，对设备元件也起到很好的保护作用，有利于电动机的运行，完善制动效果，减少日 常维修工作，提高整个升降机的使用寿命，适应快速制动和频繁制动的工程需求。
图1是本发明的一种主电路原理框图。图2是本发明中电网电压检测单元的一种电路原理图。图3是本发明中逆变输出电压检测单元的一种电路原理图。图中1.电抗器，2.电网电压检测单元，3.电网电流检测单元，4. DSP控制单元， 5.逆变输出电压检测单元，6.直流电压测量单元，7. IGBT可控桥式电路，8. IGBT驱动器， 9. RC滤波单元，10.升降机变频调速器。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 本实施例的升降机再生电能回馈装置，如图1所示，包括由IGBT可控桥 式电路7和电抗器1相连构成的逆变器以及电网电压检测单元2、电网电流检测单元3、DSP 控制单元4、直流电压测量单元6、逆变输出电压检测单元5。升降机变频调速器10的直流 输出端接IGBT可控桥式电路7的直流端，逆变器的输出电压经电抗器1并入供升降机变频 调速器10工作的电网。电网电压检测单元2的输入端、电网电流检测单元3的输入端分别 连接到供升降机变频调速器10工作的电网，电网电压检测单元2的输出端、电网电流检测 单元3的输出端分别与DSP控制单元4相连。逆变输出电压检测单元5的输入端连接到 IGBT可控桥式电路7的输出端，逆变输出电压检测单元5的输出端与DSP控制单元4相连。 DSP控制单元4经IGBT驱动器8与IGBT可控桥式电路7的控制端相连，升降机变频调速器 10的直流输出经直流电压测量单元6和DSP控制单元4相连。如图2所示为连在电网的A相上的电网电压检测单元2的电路原理图，连在B、C 相上的电网电压检测单元与此类同。A相上的电网电压检测单元2包括变压器Tl、运放器 U5A及A/D变换器，变压器Tl的输入侧与电容C9并联后再与电阻R41、供升降机变频调速 器10工作的电网中的A相线路构成串联回路，变压器Tl的输出侧与电阻R43并联后接运 放器U5A的同相输入端，运放器U5A的反相输入端和运放器U5A的输出端并接，运放器U5A 的输出端接电阻R42和电阻R45的串联电路后接地，电阻R42和电阻R45的并接端经电阻 R44、电容Q2接地，电阻R44和电容C12的并接端和A/D变换器的输入端相连，A/D变换器 的输出端与DSP控制单元4相连，电阻R44和电容C12的并接端既与二极管Dl的负极相连、 又与二极管D2的正极相连，二极管Dl的正极接地，二极管D2的负极接电压3. 3V。如图3所示，逆变输出电压检测单元5包括RC滤波单元9及电阻Rl、R2、R3、R4、 R5、R6。IGBT可控桥式电路7的三相输出中，A相和零线之间串联有电阻Rl和R4，B相和 零线之间串联有电阻R2和R5，C相和零线之间串联有电阻R3和R6，电阻Rl和R4的并接 点、电阻R2和R5的并接点及电阻R3和R6的并接点分别经RC滤波单元9连到DSP控制单 元4。本实施例的IGBT驱动器采用带有软关断功能的驱动电路，将使输出电压从15V降低到9V，以限制IGBT可控桥式电路的电流，从而彻底关断前的预处理，进而实现软关断的 目的。
使用上述升降机再生电能回馈装置的升降机再生电能回馈方法为通过直流电压 测量单元6对升降机变频调速器10的直流输出电压进行监测，通过电网电压检测单元2、电 网电流检测单元3分别检测给升降机变频调速器10供电的电网的电压和电流，通过逆变输 出电压检测单元5对逆变器中的IGBT可控桥式电路7的输出电压进行检测，上述测得值均 输送给DSP控制单元4。当升降机变频调速器10的直流输出电压达到所设定值时，DSP控 制单元结合该电网电压的相位和频率以及逆变器的输出电压进行综合分析和运算后输出 信号控制IGBT驱动器8，进而对逆变器的IGBT可控桥式电路7的工作状态进行控制，使逆 变器产生与该电网性质相匹配的电压，回馈给供升降机变频调速器10工作的电网。本发明将塔机、电梯上的电动机在制动过程中产生的电能起到很好的回收利用作 用，达到节约能源的目的，而且对塔机、电梯上的设备元件也起到很好的保护作用，有利于 电动机的运行，降低维修、维护次数。
权利要求
一种升降机再生电能回馈方法，其特征在于包括下述步骤对升降机变频调速器的直流输出电压进行监测，当其达到所设定值时，结合给升降机变频调速器供电的电网电压的相位和频率进行综合运算后对连接在升降机变频调速器的直流输出电压和输入电压间的逆变器进行控制，使逆变器产生与该电网性质相匹配的电压，回馈给该电网，供给升降机变频调速器。
2.根据权利要求1所述的升降机再生电能回馈方法，其特征在于对所述的逆变器的输 出电压进行检测和分析，然后对逆变器进行控制，防止逆变器引入的直流分量注入电网。
3.根据权利要求2所述的升降机再生电能回馈方法，其特征在于所述的测得的升降机 变频调速器的实时直流电压值输送给DSP控制单元，所述的测得的给升降机变频调速器供 电的电网电压的相位和频率值也输送给DSP控制单元，所述的测得的逆变器的输出电压也 输送给DSP控制单元，由DSP控制单元进行综合运算，输出的控制信号通过IGBT驱动器驱 动逆变器的IGBT可控桥式电路。
4.一种使用如权利要求1所述的升降机再生电能回馈方法的升降机再生电能回馈装 置，其特征在于包括由IGBT可控桥式电路(7)和电抗器⑴相连构成的逆变器以及电网 电压检测单元(2)、电网电流检测单元(3)、DSP控制单元(4)、直流电压测量单元(6)，升降 机变频调速器(10)的直流输出端接所述的IGBT可控桥式电路(7)的直流端，逆变器的输 出电压经电抗器(1)并入供升降机变频调速器(10)工作的电网，所述的电网电压检测单元 (2)的输入端、电网电流检测单元(3)的输入端分别连接到供升降机变频调速器(10)工作 的电网，电网电压检测单元(2)的输出端、电网电流检测单元(3)的输出端分别与所述的 DSP控制单元(4)相连，所述的DSP控制单元(4)经IGBT驱动器(8)与所述的IGBT可控桥 式电路(7)的控制端相连，升降机变频调速器(10)的直流输出经直流电压测量单元(6)和 DSP控制单元(4)相连。
5.根据权利要求4所述的升降机再生电能回馈装置，其特征在于还包括逆变输出电压 检测单元(5)，所述的逆变输出电压检测单元(5)的输入端连接到IGBT可控桥式电路(7) 的输出端，逆变输出电压检测单元(5)的输出端与所述的DSP控制单元(4)相连。
6.根据权利要求4所述的升降机再生电能回馈装置，其特征在于所述的电网电压检测 单元(2)包括变压器Tl、运放器U5A及A/D变换器，变压器Tl的输入侧与电容C9并联后 再与电阻R41、供升降机变频调速器(10)工作的电网构成串联回路，变压器Tl的输出侧与 电阻R43并联后接运放器U5A的同相输入端，运放器U5A的反相输入端和运放器U5A的输 出端并接，运放器U5A的输出端接电阻R42和电阻R45的串联电路后接地，电阻R42和电阻 R45的并接端经电阻R44、电容C12接地，电阻R44和电容C12的并接端和A/D变换器的输 入端相连，A/D变换器的输出端与所述的DSP控制单元(4)相连，电阻R44和电容C12的并 接端既与二极管Dl的负极相连、又与二极管D2的正极相连，二极管Dl的正极接地，二极管 D2的负极接电压3. 3V。
7.根据权利要求5所述的升降机再生电能回馈装置，其特征在于所述的逆变输出电压 检测单元(5)包括RC滤波单元(9)及电阻附、1 2、1 3、1 4、1 5、1 6，所述的IGBT可控桥式电 路(7)的三相输出中，A相和零线之间串联有电阻Rl和R4，B相和零线之间串联有电阻R2 和R5，C相和零线之间串联有电阻R3和R6，电阻Rl和R4的并接点、电阻R2和R5的并接 点及电阻R3和R6的并接点分别经所述的RC滤波单元(9)连到所述的DSP控制单元⑷。
全文摘要
本发明涉及一种升降机再生电能回馈方法及装置，它包括由IGBT可控桥式电路和电抗器相连构成的逆变器以及电网电压检测单元、电网电流检测单元、DSP控制单元、直流电压测量单元，升降机变频调速器的直流输出端接的IGBT可控桥式电路的直流端，逆变器的输出电压经电抗器并入供升降机变频调速器工作的电网，电网电压检测单元的输入端、电网电流检测单元的输入端分别连接到供升降机变频调速器工作的电网，电网电压检测单元的输出端、电网电流检测单元的输出端分别与DSP控制单元相连，DSP控制单元经IGBT驱动器与IGBT可控桥式电路的控制端相连，升降机变频调速器的直流输出经直流电压测量单元和DSP控制单元相连。
文档编号G01R19/00GK101882795SQ201010174590
公开日2010年11月10日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者孟明, 戴旭阳, 方飞鸽 申请人:宁波倍加福电子科技有限公司