[實用新型]飛輪共直流母線型電梯節能系統

有效

• 申請號: 201720132221.3
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN206412890U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 王大杰;唐英偉;溫海平;趙思鋒;朱文元;李勝飛;張建平;于金龍
• 申請（專利權）人: 盾石磁能科技有限責任公司
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所13103
• 代理人: 張云和

技術領域

本實用新型涉及節能控制系統，確切地說是一種飛輪共直流母線型電梯節能系統。

背景技術

隨著科技的高速發展和房地產業的倔起，電梯工業隨之呈井噴式成長，在一些大型商場和工廠都會集中安裝多部電梯。這為電梯節能提供了新的方向，電梯設計者嘗試將多臺電梯在運行中所產生的電能轉化到梯群的共用直流母線上，實現多臺電梯產生的能源被一臺電梯集中消耗，達到能源利用的目的，稱之為共直流母線的電梯節能系統。

電梯是一個位能性負載。為了減小拖動負荷，降低電梯電機的功率，電梯的轎廂都配有對重平衡塊。對重平衡塊的重量一般等于轎廂載重50％額定負載時的重量。當二者之間存在質量差時，電梯升降就會引起機械位能的改變。其中電梯重載上行和輕載下行時，電梯電機從電網吸收能量，拖動電梯使電梯的機械位能增加；電梯啟動運行達到最高運行速度后具有最大的機械動能，電梯到達目標樓層前要逐步減速直到電梯停止運動為止，這一過程也電梯釋放機械動能的過程，當電梯輕載上行或重載下行時，運行過程需要使機械勢能減少，電梯機械勢能通過曳引機轉換為電能，曳引機處于發電狀態。曳引機發電過程產生的電能需要及時處理，不然對曳引機有嚴重的危害。對于交流變頻電梯，曳引機發電過程產生的電能通過變頻器的三相IGBT逆變橋反向回到變頻的直流端，存儲到直流電容里面，而直流電容的容量有限，當曳引機產生的電能足夠大，超過直流電容的容量，使直流母線電壓過高，嚴重時將對變頻器造成損害，造成電梯不可恢復的故障，所以多出的電能部分必須消耗掉。

現階段國內的大部分電梯在制動過程中均使用制動電阻進行能耗制動，同時由于制動過程中大量熱量的產生而不得不在電梯機房曾設空調等散熱設備，這就進一步增加了電能的浪費以及電梯的運營成本。因此廣大電梯用戶迫切希望有一種裝置能夠回收利用電梯制動過程中產生的能量，減少能源的浪費。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種飛輪共直流母線型電梯節能系統，該系統具有使用壽命長、儲能密度高、不受充放電次數限制、安裝方便、免維護、對所處環境危害小、節省電能等優點。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種飛輪共直流母線型電梯節能系統，包括飛輪儲能單元、功率單元、控制系統、操作面板，所述的功率單元通過直流母線與多臺電梯電機連接，多臺電梯電機之間為并聯，功率單元通過接觸器與飛輪儲能單元電連接，功率單元與控制系統電連接，控制系統與飛輪儲能單元電連接，控制系統設有操作面板，操作面板設有鍵區和工控機。

飛輪儲能單元設有轉子系統、轉換能量系統；轉子系統設有飛輪本體；飛輪本體由碳纖維復合轉子、被動磁軸承、高速永磁電機組成，其中碳纖維復合轉子具有高強度、抗拉伸的特點；被動磁軸承是磁懸浮技術，無控制單元，不耗電，零磨損，20年免維護；轉換能量系統設有高速永磁電機，其可以達到較高轉速，效率高。

飛輪儲能單元有充電閾值和放電閾值兩個參數，可根據實際情況進行設置，同時飛輪控制器內嵌了優化算法，具備閾值自適應調整功能，確保飛輪在任何時刻能夠存儲和釋放再生能量，并使節能效益達到最佳。

功率單元，為逆變、整流四象限可逆運行，完成電能和動能的雙向轉換。

控制系統，操作飛輪的啟停，當飛輪啟動完成進入恢復區后，飛輪便可配合電梯自動完成充放電工作。當系統出現故障時，飛輪可滑行停機，也可通過操作控制系統使飛輪進入BREAK模式手動干預停機。控制系統可以采集飛輪本體的溫度、壓力和速度信號并進行相關操作。控制系統可通過采集直流母線電壓驅動功率單元進行充放電。

操作面板，包括鍵區和工控機，可通過操作面板給控制系統輸入指令，控制系統也可將其采集到的信號顯示在工控機上。

采用上述技術方案的本實用新型，與現有技術相比，其有益效果是：

在電梯安裝比較集中的區域采用共直流母線形式安裝電梯，直流母線與飛輪儲能單元通過功率單元連接；共直流母線把多臺設備連接在一起，使各電梯的能量可以共享，將再生電能被處在耗電狀態的電梯電機吸收；當多臺電梯同時處于發電狀態時，直流母線電壓升高，飛輪自動處于充電狀態；當多臺電梯同時處于耗電狀態時，飛輪儲能單元自動處于發電狀態為電梯提供能量。將電梯回饋的能量回收再利用，達到節能和減輕電網負荷的目的；在電網突發故障時充當備用電源，確保電梯的安全可靠；本系統具有使用壽命長、儲能密度高、不受充放電次數限制、安裝方便、免維護、對所處環境危害小、節省電能等優點。

進一步的優選技術方案如下：