一种电梯再生能量馈网电路的制作方法

本实用新型涉及再生电能技术领域，具体说，是涉及一种电梯再生能量馈网电路。

背景技术：

目前，一部分的高职院校开设有电梯教学课程，以顺应现代建筑对电梯维修保养技术人员的需求。为了便于学生理解和掌握电梯工作原理，申请人试图制作一种专用于教学演练的电梯模型，并于2017年1月17日申请了中国发明专利(申请号2017100308603)，该发明申请通过可编程控制、在电气回路上设置多个设障点来实现电梯维修教学演练。电梯模型制成后，发明人在电梯模型的基础上设计了再生能量馈网电路，将电梯模型运行时产生的能量转化为电能，并在教学中将理论知识结合实践，便于学生理解和掌握授课知识。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足和缺陷，提供一种应用在教学实训上使用的电梯模型的再生能量馈网电路，以便于学生掌握电梯控制及再生电能方面的知识，以克服现有技术的不足。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的一种电梯再生能量馈网电路，所述电梯包括井架、轿厢，井架顶设置曳引机，曳引机上绕有一钢丝绳，钢丝绳一端连接轿厢，另一端连接对重装置，所述对重装置包括对重框、对重块，所述井架、轿厢、对重框均由铝型材按一定长度裁切后连接制得，所述电梯再生能量馈网电路包括三相整流桥、变频器、曳引机、功率逆变器和LCL滤波器，三相整流桥、变频器、电梯曳引机依次相连接，三相电网电源信号经三相整流桥整流，变频器将输出的直流电逆变为交流电输出至电梯曳引机，功率逆变器与直流母线的正负输出端连接，功率逆变器的输出端与外部三相交流电网连接，所述LCL滤波器连接在功率逆变器的三相输出与外部三相交流电网之间。

所述LCL滤波器由网侧滤波电感L21、L22、L23，滤波电容C1、C2、C3、以及逆变器侧滤波电感L11、L12、L13组成，LCL滤波器的逆变器侧滤波电感L11、L12、L13分别连接功率逆变器的三相交流输出端，LCL并网滤波器网侧滤波电感L21、L22、L23分别与外部三相交流电网相连接，L11、L12、L13、L21、L22、L23分别连接内电阻。

所述变频器在直流母线侧设置电容C1。

所述三相整流桥的前侧设置电表一，在所述LCL滤波器后侧设置电表二。

本实用新型具有如下的有益效果：电梯的轿厢体、传动系统、电动机是电梯机械部分的重要组成，电梯的对重在运行的过程中，用于对部分载客重量及厢体自重进行平衡，促使曳引轮两侧的重量得到平衡，对重G1与轿厢G2的重量比是2∶1。本发明的电梯模型的对重块也是模拟电梯对重设置，电力由变频器输出，带动电动机转动，当电梯轻载或空载上行时，G1大于G2重力，对重的重力起了引导作用，倒拉三相异步电动机，这时电机处于再生发电状态。本发明通过能量馈网电路，实现了对该再生能量的合理利用。通过检测a、b端点的电压及察看电表二的读数，可使学生从直观上了解再生能量的情况，达到直观快捷演练的目的，便于学生理解和掌握电气原理。

附图说明

图1是本实用新型的电梯模型立体结构示意图。

图2是本实用新型的电梯模型另一方向的立体结构示意图。

图3是本实用新型的电梯再生能量馈网电路的原理框图。

图4是本实用新型的电梯再生能量馈网电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参见图1-2，本发明涉及的电梯模型包括井架、轿厢2，井架顶设置曳引机1，曳引机上绕有一钢丝绳4，钢丝绳一端连接轿厢2，另一端连接对重装置。对重装置设置在电梯的背面，包括对重框3、对重块5。井架、轿厢2、对重框均由铝型材按一定长度裁切后连接制得，原材料在市场上容易买到，且成本较低廉。在对重框顶上固定安装一升降块(也是由铝型材裁切得到)，所述升降块与对重框通过三角角板以及螺栓固定(图未示出)，曳引机上的钢丝绳索紧在升降块上。对重块固定在对重框的底梁上。井架的一侧设置一对立柱，用于对重框的上下滑动导向，对重框的两侧梁固定有导轮机构，导轮机构的滚轮沿立柱的其中一立面滑动，使对重块保持垂直移动。

在轿厢2上设置的一号门7、二号门8。门移动装置包括电机(图未示)、一对滑轮9、皮带10。所述皮带绕在所述滑轮上，一号门7通过第一连接器11固定在皮带10的上段、二号门8通过第二连接器12固定在皮带10的下段，因此，当一对滑轮9连同皮带10顺时针方向活动时，会使一、二号门相向移动作关门趋势，相反，一、二号门相背向移动作开门趋势。

井架按模拟楼层每层设置有横梁，所述横梁上设置U型减速感应开关6，所述U型减速感应开关与主控板通讯连接。当模拟楼层的U型减速感应开关感应到轿厢经过时，向主控板发出电信号，主控板接收电信号，比较U型减速感应开关的位置与有效目标楼层位置是否符合设定的减速条件，若是，进入减速子程序，主控板驱动曳引机减速运行直至轿厢到达有效目标楼层，曳引机停止运行。进入减速子程序后，双稳态感应开关随轿厢移动，将经过每层磁环的感应信号发送至主控板，主控板根据磁环感应信号判断轿厢运行方向，当收到有效目标楼层的一组磁环感应信号时，控制曳引机停止。

用于教学实训的电梯模型在井架的前方设置实训操作台(图未示)，实训操作台上安装有多个控制按键，台内安装有主控板，在井架上还设置显示屏。

参见图3-4，电梯再生能量馈网电路包括三相整流桥21、变频器22、电梯曳引机发动机23、功率逆变器24和LCL滤波器25，变频器22在直流母线侧设置电容C1，在三相整流桥1前侧设置电表一26，在LCL滤波器25后侧设置电表二27。

三相整流桥21、变频器22、电梯曳引机发动机23依次相连接，三相电网电源信号经三相整流桥21整流，由直流侧电容滤波C1稳压输出，变频器22将输出的直流电逆变为交流电输出至电梯曳引机，变频器22同时经功率逆变器24后连接三相电网；所述的LCL滤波器分别与功率逆变器输出端和三相电网连接。变频器22和功率逆变器24均由六个开关管(IGBT)组成。三相电源L1、L2、L3、经过电表一向三相变频器供电，先通过三相整流桥整流，电流器C1滤波变直流，加载在由开关管(IGBT)T1-T6组成的逆变桥两端。当需要驱动电机转动时，变频器内逆变桥驱动部分，通过驱动逆变桥各桥臂开与关，产生相应的电压及频率的三相交流电驱动电机。实现VVVF调速。由于电梯装配时的对重G1与轿厢G2的重量比是2∶1，当电梯轻载或空载上行时，G1大于G2重力，对重的重力起了引导作用，倒拉电梯曳引机(三相异步电动机)，这时电机处于再生发电状态。在电容器两端产生直流高压。当电梯重载或满载下行时，G2大于G1重力，轿厢产生的重力起引导作用，直拉三相异步电动机，处于再生发电状态。同样在电容器C1两端产生直流高压。

当a、b两点检测到直流高压时，通过逆变器内部驱动芯片EXB841打开由大功率开关管(IGBT)T7-T12组成的三相全桥逆变桥臂，进行SPWM脉宽调制。再经过LCL滤波器进行滤波，(R11、R12、R13、R21、R22、R23为内电阻)然后通过电表二进行并网。

电梯处于轻载上行、重载下行或制动时，曳引电机处于发电状态，产生的再生能量经整流转换为直流电，整流模块的单向导通特性使得这部分直流电只能向直流母线侧电容充电，直流母线侧电容电压泵升，这部分能量经功率逆变器逆变为三相工频交流电。采用LCL滤波器对功率逆变器逆变产生的三相工频交流电进行高次谐波滤除，使并网电流谐波达到标准，且入网电流与电网电压相位一致，达到同频同相，滤波后的电能回馈至三相电网中。LCL型滤波器对高次谐波的抑制效果好。

LCL滤波器由电网侧滤波电感L11、L12、L13，滤波电容C1、C2、C3、阻尼电阻R11、R12、R13、R21、R22、R23以及逆变器侧滤波电感L21、L22、L23组成，LCL滤波器的逆变器侧滤波电感L11、L12、L13分别连接功率逆变器的三相交流输出端，LCL滤波器电网侧滤波电感L11、L12、L13、L21、L22、L23分别与外部三相交流电网的三相连接，电阻R11、R12、R13连接L11、L12、L13，电阻R21、R22、R23连接L21、L22、L23。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。