[发明专利]一种制动能量回收系统、变频一体机及工作方法

说明书

本发明涉及一种制动能量回收系统、变频一体机及工作方法。制动能量回收系统包括变频器电路和能量回馈电路；变频器电路包括第一整流模块和第一逆变模块；能量回馈电路包括直流隔离模块和第二逆变模块；直流隔离模块的输入端连接第一整流模块的直流端；直流隔离模块的输出端连接第二逆变模块的直流端；第二逆变模块的交流端连接电网。本发明解决现在升降机在运行过程中多余能量耗散的问题，将升降机下行过程中产生的制动能量通过能量回馈系统，将直流电流转化为与电网工频同相同幅的三相交流电，反馈给工地二级电网，从而达到能源再生、节能环保的目的。

技术领域

本发明涉及能量回收技术，具体涉及一种制动能量回收系统、变频一体机及工作方法。

背景技术

施工升降机用于建筑工地施工过程，同时运载人和货物至不同楼层。现今施工升降机一般使用变频器代替传统的工频控制作为电机驱动控制器，对节能，系统的稳定性和平顺性都有了极大的改善。

在使用变频器作为电机变频调速时，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的。在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。当同步转速小于转自转速时，转子电流的相位几乎改变了180°，电机从电动状态变为发电状态；于此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到变频器直流侧，由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，使电容短时间电荷堆积，形成“泵升电压”，最终的表现形式为将变频器内部母线电压升高，当母线电压升高超过一定设计范围时则会损坏电路元器件。

由于升降机传动机构属于垂直运动机构，因此在重力的作用下，吊笼会自行下滑(无抱闸等刹车装置)，此时电机处于自由反转状态，转速大于电机额定转速。当升降机下行时，为了控制下行速度，因此必须使变频器控制电机处于额定转速，因此就会使电机处于再生制动状态，从而产生再生制动能量。

为了耗散制动电机时所产生的制动能量，一般会在变频器的直流母线侧增加一个泄放负载(一般为大功率制动电阻)，通过高速开关将负载并联在母线直流侧。当变频器进行制动时，开关闭合，制动电机所产生的能量通过负载散热的方式耗散掉。这种耗散方式保证变频器内部母线电压控制在一定的设计范围内。

但是这种能量耗散方式存在几点弊端：

施工升降机变频器功率较大，一般大于37KW，因此制动时制动能量较大；

施工升降机在下行过程中产生制动能量，由于层高原因，一般制动时间较长，因此产生的制动能量也较大；

由于施工升降机在下行过程中产生的制动能量较大，导致制动负载功率必须满足较大的耗散功率，因此整个负载体积将会比较大；

制动负载耗散热量较大，因此单独置于吊笼顶端，因此易受损坏；

制动能量较大，通过热耗散方式不利于节能环保。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种制动能量回收系统、变频一体机及工作方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种制动能量回收系统，包括变频器电路和能量回馈电路；所述变频器电路包括第一整流模块和第一逆变模块；所述能量回馈电路包括直流隔离模块和第二逆变模块；所述第一整流模块的交流端连接电网；所述第一整流模块的直流端连接所述第一逆变模块的直流端；所述第一逆变模块的交流端连接电机的三相定子绕组；所述直流隔离模块的输入端连接所述第一整流模块的直流端；所述直流隔离模块的输出端连接所述第二逆变模块的直流端；所述第二逆变模块的交流端连接电网。

其进一步的技术方案为：所述第二逆变模块的交流端通过平波电抗器连接至电网。