[發明專利]一種節能電梯及其運行的控制方法

有效

• 申請號: 201310191889.1
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103241619A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 權龍;趙斌;權仲翊
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B66B11/04
• 分類號: B66B11/04;B66B1/04;B66B1/06
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及一種電梯及其控制方法，進一步地說，是一種利用電液儲能結構，再生利用電梯負重下行的勢能和減速制動過程所消耗的動能控制電梯節能運行的方法。

背景技術

隨著我國城市化進程的加速、高層建筑的飛速發展，電梯的使用量和年產量也在飛速增長，長此下去，電梯在我國的保有量將十分巨大，由于電梯在使用過程中常常要負重下行、不斷地加速和減速，因此，有許多的勢能和動能可以進一步的節約利用，所以在國家大力提倡節能減排的大背景下，發展電梯節能的新技術，再生利用這部分能量，將具有重要的經濟和社會價值。

減少電梯運行過程中的能耗，目前可采用的方法有多種，其中一種低成本的方法是將電梯下行和制動產生的能量轉換為電能存儲在蓄電池中，雖然蓄電池儲能具有價格低的優點，但蓄電池充放電不能承受大電流，無法做到電梯再生能量的完全吸收；充放電次數也和電梯運行頻率不匹配，壽命較短，為了保護電池，還需要采用電阻輔助制動。

采用具有能量回饋的變頻器控制電梯的運行速度，即使電機具有四象限工作特性，也能利用電梯負重下行和減速制動中的勢能和動能，但由于電網中沒有蓄能元件，大量電梯運行中隨機的向電網饋電，會對電網造成大的電流沖擊和諧波干擾，影響電網質量，因此，推廣應用受到一定的限制。

美國專利局2010年授權的一項專利，專利號：US?7，681,694?B2，公開了一項采用飛輪電池用作儲能單元的電梯節能運行方案，即在控制電梯速度的變頻器直流母線上，并接了專用于控制飛輪轉速的單元，但是飛輪儲能，目前技術尚不成熟，特別是需要在真空環境中運行，現有技術水平很難滿足。

美國專利局2004年授權的一項專利，專利號：US?6,742,630?B2，公開了一項采用超級電容作為儲能單元的電梯節能運行方案，通過直流——直流變換器，將電梯運行中產生的能量存儲在超級電容中，相對傳統的蓄電池或普通電容，超級電容雖然具有充放點速度快、壽命長的優勢，但目前這一技術仍處于發展階段，單個儲能單元耐壓很低，需要多個超級電容串并聯組合才能使用，許多技術還有待突破，目前還不能夠實用化。

上述兩種節電方式都是通過直流母線進行儲能與釋能的轉換，不能直接對電機施加扭矩，所以不能減小電機的裝機功率，對電機的安全運行也沒有幫助。

發明內容

本發明的目的是解決現有電梯系統采用能耗制動，能量效率低，向電網饋電，對電網沖擊大、飛輪和超級電容儲能技術尚不成熟、用戶難以直接受益等技術難點，并提供一種能夠減小裝機功率，回收再利用電梯下放和減速制動過程勢能和動能的節能電梯及其運行的控制方法。

為解決上述技術難點，本發明所采取的技術方案是一種節能電梯及其運行的控制方法，其中，所提供的一種節能電梯，包括電動機；其特征是在電動機上同軸設置有離合器和液壓泵/馬達，所述液壓泵/馬達的兩個油口分別與液壓控制閥的第Ⅰ出油口A和第Ⅱ出油口B連通，液壓控制閥在中位時，第Ⅰ出油口A、第Ⅱ出油口B和回油口T連通，液壓控制閥的進油口P、液壓蓄能器的油口和安全閥的進油口相連通；并設置有壓力傳感器檢測蓄能器的內部油壓，設置有計算機連接有壓力傳感器、液壓控制閥和離合器，實現對整體電梯的節能控制。

在上述節能電梯的技術方案中，進一步的技術方案如下：

所采用的液壓泵/馬達是定量液壓泵/馬達、或是電子控制的變排量比例液壓泵/馬達。

所采用的液壓控制閥是電磁換向閥、或是電磁比例閥。

所采用的液壓蓄能器是一個蓄能器，或是兩個以上蓄能器構成的蓄能器組。

所采用的液壓油箱是一低壓液壓蓄能器。

所提供的一種用于上述節能電梯運行的控制方法，其所述節能控制方法是當電梯在大于平衡重量的載荷下下行，或小于平衡重量的載荷下上行，電動機處于發電狀態，變頻器中的電壓升高并由控制計算機控制輸入到直流電壓傳感器直流電壓傳感器的輸出信號也相應增大，控制計算機給出控制信號到液壓控制閥，使液壓控制閥換向到工作位置；電梯上行時，液壓控制閥P口和B口連通，電梯下行時，P口和A口連通，液壓泵/馬達處于液壓泵工況，將油液從液壓油箱泵入到液壓蓄能器；當電梯在小于平衡重量的載荷下下行，或大于平衡重量的載荷下上行，電動機處于電動狀態，變頻器中的電壓不會升高，控制計算機依據壓力傳感器給出的信號，控制液壓控制閥處于中位或是換向到工作位置，液壓泵/馬達處于液壓馬達工況，輔助驅動電動機運行，液壓蓄能器中的油液排入到液壓油箱中。