[實(shí)用新型]飛輪儲(chǔ)能電梯節(jié)能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720132222.8
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN206538078U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）人: 盾石磁能科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: B66B11/04
• 分類號: B66B11/04;B66B5/00;H02K7/02
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所13103
• 代理人: 張?jiān)坪?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電氣控制裝置，具體是一種飛輪儲(chǔ)能電梯節(jié)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電梯是一個(gè)位能性負(fù)載。為了減小拖動(dòng)負(fù)荷，降低電梯電機(jī)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(fù)載時(shí)的重量。當(dāng)二者之間存在質(zhì)量差時(shí)，電梯升降就會(huì)引起機(jī)械位能的改變。其中電梯重載上行和輕載下行時(shí)，電梯電機(jī)從電網(wǎng)吸收能量，拖動(dòng)電梯使電梯的機(jī)械位能增加；電梯啟動(dòng)運(yùn)行達(dá)到最高運(yùn)行速度后具有最大的機(jī)械動(dòng)能，電梯到達(dá)目標(biāo)樓層前要逐步減速直到電梯停止運(yùn)動(dòng)為止，這一過程也電梯釋放機(jī)械動(dòng)能的過程，當(dāng)電梯輕載上行或重載下行時(shí)，運(yùn)行過程需要使機(jī)械勢能減少，電梯機(jī)械勢能通過曳引機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，曳引機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。曳引機(jī)發(fā)電過程產(chǎn)生的電能需要及時(shí)處理，不然對曳引機(jī)有嚴(yán)重的危害。對于交流變頻電梯，曳引機(jī)發(fā)電過程產(chǎn)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(chǔ)到直流電容里面，而直流電容的容量有限，當(dāng)曳引機(jī)產(chǎn)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(yán)重時(shí)將對變頻器造成損害，造成電梯不可恢復(fù)的故障，所以多出的電能部分必須消耗掉。

現(xiàn)階段國內(nèi)的大部分電梯在制動(dòng)過程中均使用制動(dòng)電阻進(jìn)行能耗制動(dòng)，同時(shí)由于制動(dòng)過程中大量熱量的產(chǎn)生而不得不在電梯機(jī)房曾設(shè)空調(diào)等散熱設(shè)備，這就進(jìn)一步增加了電能的浪費(fèi)以及電梯的運(yùn)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(dòng)過程中產(chǎn)生的能量，減少能源的浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種飛輪儲(chǔ)能電梯節(jié)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)有飛輪儲(chǔ)能單元，在電梯吸收能量時(shí)釋放能量，電梯能量回饋時(shí)吸收能量，將電梯回饋的能量回收再利用，達(dá)到節(jié)能和減輕電網(wǎng)負(fù)荷的目的；在電網(wǎng)突發(fā)故障時(shí)充當(dāng)備用電源，確保電梯的安全可靠。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種飛輪儲(chǔ)能電梯節(jié)能系統(tǒng)，包括飛輪儲(chǔ)能單元、功率單元、控制系統(tǒng)、操作面板，所述的功率單元與飛輪儲(chǔ)能單元、控制系統(tǒng)電連接，控制系統(tǒng)與飛輪儲(chǔ)能單元電連接，控制系統(tǒng)設(shè)有操作面板，操作面板設(shè)有鍵區(qū)和工控機(jī)；電梯電機(jī)通過逆變器、整流器與電源線連接，逆變器與整流器之間設(shè)有電容器；功率單元通過電容器、逆變器與電梯電機(jī)電連接。

飛輪儲(chǔ)能單元設(shè)有轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換能量系統(tǒng)；轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)有飛輪本體；飛輪本體由碳纖維復(fù)合轉(zhuǎn)子、被動(dòng)磁軸承、高速永磁電機(jī)組成，其中碳纖維復(fù)合轉(zhuǎn)子具有高強(qiáng)度、抗拉伸的特點(diǎn)；被動(dòng)磁軸承是磁懸浮技術(shù)，無控制單元，不耗電，零磨損，20年免維護(hù)；轉(zhuǎn)換能量系統(tǒng)設(shè)有高速永磁電機(jī)，其可以達(dá)到較高轉(zhuǎn)速，效率高。

飛輪儲(chǔ)能單元有充電閾值和放電閾值兩個(gè)參數(shù)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)飛輪控制器內(nèi)嵌了優(yōu)化算法，具備閾值自適應(yīng)調(diào)整功能，確保飛輪在任何時(shí)刻能夠存儲(chǔ)和釋放再生能量，并使節(jié)能效益達(dá)到最佳。

功率單元，為逆變、整流四象限可逆運(yùn)行，完成電能和動(dòng)能的雙向轉(zhuǎn)換。

控制系統(tǒng)，操作飛輪的啟停，當(dāng)飛輪啟動(dòng)完成進(jìn)入恢復(fù)區(qū)后，飛輪便可配合電梯自動(dòng)完成充放電工作。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，飛輪可滑行停機(jī)，也可通過操作控制系統(tǒng)使飛輪進(jìn)入BREAK模式手動(dòng)干預(yù)停機(jī)。控制系統(tǒng)可以采集飛輪本體的溫度、壓力和速度信號并進(jìn)行相關(guān)操作。控制系統(tǒng)可通過采集直流母線電壓驅(qū)動(dòng)功率單元進(jìn)行充放電。

操作面板，包括鍵區(qū)和工控機(jī)，可通過操作面板給控制系統(tǒng)輸入指令，控制系統(tǒng)也可將其采集到的信號顯示在工控機(jī)上。

采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點(diǎn)是：

(1) 由于飛輪儲(chǔ)能單元以機(jī)械動(dòng)能的形式存儲(chǔ)能量，通過電機(jī)充放電，不僅具有很好的功率特性和高能量轉(zhuǎn)換效率，而且無充放電次數(shù)的限制，所以能夠達(dá)到高效、長壽命的目的。

(2) 飛輪儲(chǔ)能單元可以同時(shí)充當(dāng)電梯機(jī)械能釋放時(shí)的能量回收單元、輔助電源和備用電源，用一套裝置實(shí)現(xiàn)了三種功能，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得簡單；節(jié)省設(shè)備的成本及維護(hù)費(fèi)用。

(3) 電梯電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行時(shí)，尤其在啟動(dòng)階段需要吸收較大的功率，飛輪儲(chǔ)能單元作為輔助電源協(xié)助電網(wǎng)驅(qū)動(dòng)電梯電機(jī)，減輕了電梯啟動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的影響，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

(4) 電梯電機(jī)制動(dòng)運(yùn)行時(shí)能量回饋，飛輪儲(chǔ)能單元作為能量回收單元完全吸收回饋的能量進(jìn)行儲(chǔ)存；達(dá)到了節(jié)能的目的，電梯系統(tǒng)中不再需要傳統(tǒng)的能量泄放回路。

(5) 飛輪儲(chǔ)能單元以機(jī)械動(dòng)能形式存儲(chǔ)能量，儲(chǔ)能容量不會(huì)隨充放電次數(shù)的增多而減少，且存儲(chǔ)的能量容易測量，便于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

(6) 飛輪儲(chǔ)能單元不含有害物質(zhì)，對環(huán)境無污染。