目前国内电梯一般为变频曳引的同步电机或异步电机,结构如下:
能耗电阻也叫制动电阻,电动机再生能量一般都是经过制动电阻消耗掉。
制动电阻会产生大量的热源,引起电梯机房温度上升。
能量是守恒的,所以节能必定是有源头的,电梯工作特点如下:
一般国内电梯配重比在40%--50%,电梯在运行中,轿厢和配重块的重量是有差值的,这样轿厢和配重块在上下的过程中会产生重力势能的差。势能的差值要么需要电网提供,要么再生发电回馈到变频器直流端,通过制动电阻消耗掉。
国内电梯通用的做法是,再生发电的能量通过制动电阻消耗,需要用电时再从电网获取能量,这样就浪费了很多再生发电的能量。
2.我们的方案
节能器内部结构图:
3.总结
我们将制动电阻消耗掉的能量储存起来,并加以利用,这就是节能的源头。
节能的原理和理论是清晰的。
1.节能器内部结构
2.资源分配
预留2路光耦输入信号备用;
预留2路光耦输出信号备用;
预留2路继电器干接点信号备用;
预留RS485或CAN通信总线备用。
预留的资源供节能器与电控柜之间通信用,比如应急使用、充电、放电控制等。
3.与电梯系统的连接
能耗电阻以下的部分为加装的节能器。节能器高压端正极连接到电梯变频器直
流母线正极,节能器高压端负极连接到电梯变频器直流母线负极。
4.电梯控制柜电源部分更改
原控制柜供电示意图:
110vdc:2A;24v:1A
更改后控制柜供电示意图:
更改后电控柜电源供电从变频器直流母线取电。
序号
电气类目
详细类目
规格
1
直流电压
输入侧直流电压(V)
400-800Vdc
输出侧直流电压(V)
0—400Vdc
2
直流电流
高压端直流电流(A)
不大于80A,120A@100ms
低压端直流电流(A)
3
转换效率
输入600V,输出300V
95%
4
**变比
高压电压:低压电压
10:1
5
额定功率
超级电容输出功率
最大功率12KW
6
高压电压稳定精度
超级电容升压状态
≤±1%
7
通信接口
RS485,全隔离
Modbus,RTU协议
CAN2.0A/B,全隔离
**1M/S
8
显示界面
无
12
尺寸
390*180*270(mm)(长*宽*高)
13
重量
13KG
1.电梯待机时节能器工作状态
节能器在升压状态,将超级电容电压升压从而维持变频器直流母线电压稳定在600Vdc,直到超级电容电压欠压为止。电控柜的全部功率都由节能器提供,达到尽快释放超级电容能量的目的,从而降低对超级电容能量需求。
2.电梯制动时节能器工作状态
电梯制动时,变频器直流母线电压将上升,此时节能器将迅速吸收曳引机再生发
电的能量,储存到超级电容里,节能器对超级电容侧电流执行严格限流,比如80A,使充电电流严格小于等于80A。
如果节能器能完全吸收再生能量,节能器将维持变频器直流母线电压在620Vdc;如果不能完全吸收,则变频器直流母线电压继续上升到能耗电阻打开电压阈值,多余能量由电阻消耗掉。
3.电梯用电时节能器工作状态
电梯用电时,节能器对变频器直流母线进行放电,但严格限制超级电容端放电
电流,最大不超过80A。
如果电梯功率小于节能器提供功率,节能器提供全部功率,变频器直流母线电压维持在600Vdc;如果电梯功率大于节能器提供功率,节能器提供部分功率,变频器直流母线电压由电网电压决定。
4.市电突然停电时节能器工作状态
电梯待机时:节能器给电梯提供全部功率,并告诉电梯市电已经失电,电梯将停
止召唤请求,打开轿门等待节能器供电停止;
电梯运行且是制动状态:节能器继续回收能量,并告诉电梯市电已经失电,电梯
将停止召唤请求,减速运行至最近的目标站,打开轿门等待节能器供电停止;
将变频器的直流母线电压降低至500Vdc,并告诉电梯市电已经失电,电梯应立即减速并停泊至最近楼层,停止召唤请求,打开轿门等待节能器供电停止;
不论是何种状态下停电,乘客都没有剧烈的停顿感,不会立即感受到停电的恐惧,电梯均会逐步减速停止,提高用户体验感。
六.节能容量配置
节能系统原理图如下:
节能系统最核心的部件是双向DC/DC、超级电容储能系统。节能系统的配置和优化无外乎这两个核心件的搭配。
1.DC/DC配置
本次案例选取80A的双向DC/DC。
2.超级电容配置
本次案例选取48V/166F超级电容模组3组,充放电范围70—140Vdc。可储存