基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统的制作方法

本技术涉及电梯再生电能利用，特别是涉及一种基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统。

背景技术：

1、电梯重载下行、空载上行、停层制动等情况下，电梯曳引电机被反向拖动，电梯曳引电机处于发电状态，重力势能或制动动能转化为再生电能，再生电电能通过变频器逆变单元的续流二极管整流回馈到变频器直流母线。变频器整流单元为不可控整流，回馈电能不能逆变到电网，随着回馈电能的累计，变频器直流母线不断升高，为抑制直流母线升高，不损坏器件，需要控制直流母线电压在一定的安全电压范围内运行。通常方法为变频器控制斩波器开、断制动电阻，通过热消耗形式泄放整流母线上的能量，使母线电压限制在一定电压范围，该方式浪费掉了大量电能；同时电阻发热，致使电气系统环境温度升，给电气部件的安全运行带来了风险。为降低温升影响，机房需要配置额外的空调等冷却系统，浪费额外的电能消耗，需要更多的设备投入和运营成本。

2、另外，电梯断电再平层及五方对讲系统需要在电网断电情况下，通过后备电源供电，在一定时间内持续运行，目前后备电源多采用铅酸蓄电池。铅酸蓄电池一般使用寿命较短，存在虚电的情况，日常维护繁琐、更换步骤繁琐，且不便于更换，后备电源的可用性、可靠性严重影响了电梯断电再平层及五方对讲系统的安全性、可靠性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统。

2、为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

3、一种基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统，并联在电梯的变频驱动系统的变频器直流母线上，通过变频器直流母线正、负端子接入电梯变频供电系统，包括用于监控系统运行的控制单元、用于存储再生电能的超级电容储能单元，所述超级电容储能单元通过充放电回路与变频器直流母线连接；自变频器侧到超级电容储能单元，所述充放电回路上依次设置有隔离保护开关、投切接触器、超级电容放电开关、预充电单元；所述投切接触器、预充电单元、超级电容储能单元与所述控制单元连接，所述控制单元与变频器直流母线以及变频器输出端连接，用于实时监测变频器直流母线电压和变频器输出电压以及超级电容储能单元的模组电压，控制投切接触器、预充电单元动作；所述超级电容储能单元与dc/dc降压电源模块、后备电源输出隔离开关并联，所述dc/dc降压电源模块用于与电梯的低压用电设备连接给低压用电设备提供电源，所述隔离开关用于与电梯的断电再平层电源系统连接，为所述断电再平层电源系统提供后备接入电源。

4、本实用新型利用超超级电容具有上百万次深充、深放循环使用寿命、优越的-40℃～65℃的工作环境适应性、毫秒级充放电反应速度、高可靠性、低内阻、纯物理储能、无爆炸起火风险的特性，通过超级电容储能单元直挂变频器直流母线方式，就地存储、再利用电梯运行过程原来由制动电阻热消耗的再生电能。同时，系统投运后，制动电阻不再发热，节省额外的空调等设备的一次性购置投入和运行电费成本，实现综合节能。

5、本实用新型的该系统的超级电容本身具备储能功能，可代替铅酸蓄电池等后备电源，为电梯断电再平层及五方对讲系统提供长寿命、高可靠的后备电源支撑

6、本实用新型的该系统能直接应用于各种在运行过程中存在的重力势能、减速制动动能等再生发电的电梯等变频驱动提升系统，用于将再生发电的电能通过超级电容直接就地存储、再利用，实现再生电能的再利用，降低电梯电气系统环境温度、降低电梯驱动变频器直流母线的波动、实现系统节能，提升设备的稳定性和运行安全性，同时超级电容储能单元可为断电再平层及五方对讲等系统提供后备电源支撑。

7、附图说明

8、图1是本实用新型的基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统的示意图。

技术特征：

1.基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统，其特征在于，通过电梯变频器的正、负直流母线直接并联接入电梯的变频驱动系统，包括用于监控系统运行的控制单元、用于存储再生电能的超级电容储能单元，所述超级电容储能单元通过充放电回路与变频器直流母线连接；自变频器侧到超级电容储能单元，所述充放电回路上依次设置隔离保护开关、投切接触器、超级电容放电开关、预充电单元；所述投切接触器、预充电单元、超级电容储能单元与所述控制单元连接，所述控制单元与变频器直流母线以及变频器输出端连接，用于实时监测变频器直流母线电压和变频器输出电压以及超级电容储能单元的模组电压，同时，控制投切接触器、预充电单元动作；所述超级电容储能单元与dc/dc降压电源模块、后备电源输出隔离开关并联，所述dc/dc降压电源模块用于为电梯的五方对讲设备提供应急后备直流电源，所述后备电源输出隔离开关用于与电梯的断电再平层电源系统连接，为所述断电再平层电源系统提供超级电容后备电源输出控制接口。

2.根据权利要求1所述基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统，其特征在于，所述的预充电单元包括预充电阻和旁路接触器，该预充电阻与旁路接触器并联，与投切接触器串联，所述旁路接触器与所述控制单元连接，受所述控制单元的控制打开或关闭。

3.根据权利要求1所述基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统，其特征在于，所述的超级电容储能单元是由多组超级电容模组串联和\或并联组成。

4.根据权利要求1所述基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统，其特征在于，采集、分析变频器直流母线电压和变频器输出电压，控制超级电容储能单元首次上电预充电，保证在预充电过程不影响电梯变频器正常运行。

技术总结
本技术公开一种基于超级电容的电梯再生电能存储再利用系统，并联在电梯的变频驱动系统的直流母线上，包括控制单元、超级电容储能单元，超级电容储能单元通过充放电回路与变频器直流母线连接；自变频器侧到超级电容储能单元，充放电回路上依次设置隔离保护开关、投切接触器、超级电容放电开关、预充电单元；投切接触器、预充电单元、超级电容储能单元与控制单元连接，控制单元与变频器直流母线和变频器三相输出线连接；超级电容储能单元与DC/DC降压电源模块、后备电源输出隔离开关并联。本技术通过超级电容储能单元直挂变频器直流母线，就地存储再利用电梯运行中产生的再生电能，同时，为电梯五方对讲系统和断电再平层提供后备电源支撑。

技术研发人员：赵双喜,刘超,李文修,侯立军
受保护的技术使用者：力容新能源技术（天津）有限公司
技术研发日：20221220
技术公布日：2024/1/14