混合能源電池或超級電容器饋電的驅動拓撲結構的制作方法
【專利說明】混合能源電池或超級電容器饋電的驅動拓撲結構
[0001]背景
[0002]在給定的電梯系統或環境中，一個或多個源可被用來提供電力。舉例來說，圖1A示出用于電梯系統的架構或電路100。架構100可包含電池102，其用作電機104諸如永磁同步電機(PMSM)的電源。圖1A中的盒裝組件表示的逆變器106可用來產生用于電機104的電流。
[0003]電池102可以是鉛酸電池且標稱地可提供四十八伏(48V)。如圖1A所示，電池102的負端子可接地。電池102可通過充電器108進行充電。
[0004]—些問題可與圖1A的架構/電路100相關聯。舉例來說，過量的再生能量可經由動態制動電阻器(DBR) 110和動態制動晶體管(DBT) 112以熱量的形式消耗。電池102的充電接受率可能較低。電池102可能不太適合提供瞬時功率容量。可跨越電容器114在“DC鏈路”節點或總線處經歷大的電壓降，這可導致較低的電機電壓和較高的電流，從而在速度和能量效率方面使性能降級。
[0005]低運行效率可因為DBR、電池的過量充電率和由高電流電平引起的其它損耗而導致。只有變速(例如，最小0.63m/s且最大lm/s)可以具有競爭力的成本實現，其中最大升高21m且最大負載630Kg，這對于許多市場(例如，印度、巴西、中國等)可能不太適合。
[0006]簡要概述
[0007]本公開的實施方案涉及一種用于對電梯的電機供電的系統，其包括:第一鉛酸電池；和第二鉛酸電池，其耦合至所述第一電池，其中所述第一和第二電池是中心接地的。
[0008]本公開的實施方案涉及一種用于電梯的系統，其包括:至少一個鉛酸電池，和能量交換器，其耦合至所述至少一個電池且被配置用來使DC總線在第一電壓和第二電壓之間浮動。
[0009]本公開的實施方案涉及一種方法，其包括:對鉛酸電池充電；通過所述電池提供負載所需的能量的大部分且經由儲能裝置提供所述負載所需的所述能量的剩余部分；以及通過所述電池捕獲所述負載再生的能量的一部分且通過所述儲能裝置捕獲所述負載再生的所述能量的剩余部分。
[0010]本公開的實施方案涉及一種方法，其包括:使用主要外部電網對充電器供電；從所述充電器對電池充電；在與電梯相關聯的運行和閑置時間期間從所述電池向超級電容器供電；在所述運行和閑置時間期間將能量從所述超級電容器再生至所述電池；在所述運行期間，從所述超級電容器供應驅動電機負載所需的電力的基本量且從所述電池供應所述負載所需的所述電力的剩余部分；以及在所述運行期間，將所述負載再生的電力的基本量存儲在所述超級電容器中且將所述負載再生的所述電力的剩余部分存儲在所述電池中。
[0011]本公開的實施方案涉及一種方法，其包括:使用主要外部電網對整流器電路供電；從所述整流器電路對超級電容器供電；在與電梯相關聯的運行和閑置時間期間，使用電池在閾值之間調整所述超級電容器的荷電狀態；在所述運行和閑置時間期間，所述電池從所述超級電容器再生能量，從而在所述閾值之間調整所述超級電容器的荷電狀態；在所述運行期間，從所述超級電容器和整流器電路供應驅動電機負載所需的電力的基本量且從所述電池供應所述負載所需的所述電力的剩余部分；以及在所述運行期間，將所述負載再生的電力的基本量存儲在所述超級電容器中且將所述負載再生的所述電力的剩余部分存儲在所述電池中。
[0012]下文描述額外實施方案。
[0013]附圖簡述
[0014]本公開通過實例而說明且不限于附圖，在附圖中相似的參考數字指示類似的元件。
[0015]圖1A說明根據現有技術的電力架構；
[0016]圖1B是示例性實施方案中的電梯系統的組件的框圖；
[0017]圖2說明根據本公開的一個或多個實施方案的并入有各自有自己的充電器的中心接地電池的示例性電力架構；
[0018]圖3說明根據本公開的一個或多個實施方案的并入有各自有自己的充電器的中心接地電池和通過電力交換器電路連接的儲能裝置的示例性電力架構，電力交換器電路可以是DC-DC轉換器；
[0019]圖4A至圖4E說明根據本公開的一個或多個實施方案的示例性方法的流程圖
[0020]圖5說明根據本公開的一個或多個實施方案的并入有電池和儲能裝置的示例性電力架構；
[0021]圖6說明根據本公開的一個或多個實施方案的并入有使用共用充電器的中心接地電池和儲能裝置的示例性電力架構；
[0022]圖7說明根據本公開的一個或多個實施方案的并入有具有充電器的電池和超級電容器的示例性電力架構；
[0023]圖8說明根據本公開的一個或多個實施方案的并入有電池和整流器電路的示例性電力架構；
[0024]圖9說明根據本公開的一個或多個實施方案的與外部光伏面板連接的示例性電力架構；
[0025]圖10說明根據本公開的一個或多個實施方案的并入有功率二極管的示例性電力架構；
[0026]圖11說明根據本公開的一個或多個實施方案的并入有以級聯方式布置的能量轉換器的示例性電力架構；以及
[0027]圖12說明根據本公開的一個或多個實施方案的并入有多個輸入能量轉換器的示例性電力架構。
[0028]詳細描述
[0029]應注意，在以下描述和附圖中陳述了元件之間的各種連接(其內容以引用的方式包含在本公開中)。應注意，一般來說并且除非另有規定，否則這些連接可以是直接的或間接的，并且本說明書不意圖在這方面有限制性。在這方面，實體之間的耦合可以指直接或間接連接。
[0030]描述了用于迅速接受或輸送電力或能量的設備、系統和方法的示例性實施方案。在一些實施方案中，用以接受/輸送電力或能量的裝置可在所謂的調峰模式中起作用，這使得裝置能夠盡可能地小。因此，可將裝置成本減到最低。在設備的一些其它實施方案中，能夠迅速接受或輸送能量的組件(例如，超級電容器)與驅動DC鏈路直接連接，因此，可由于電氣拓撲結構本身而將裝置成本減到最低。
[0031]圖1B是示例性實施方案中的電梯系統10的組件的框圖。電梯系統10包含AC電源12，諸如電氣主線(例如，230伏，單相)。AC電力12被提供至開關面板14，開關面板14可包含斷路器、計量表等。AC電力從開關面板14被提供至電池充電器16，電池充電器16將AC電力轉換為DC電力以對電池18充電。電池18向驅動單元20供電，且可以是鉛酸電池或其它類型的電池，或不同類型的電池和超級電容器的組合。驅動單元20包含控制電路板和電力電路板，如本文中進一步詳細描述。電力電路板將來自電池18的DC電力轉換為AC驅動信號，其驅動機器22。AC驅動信號可以是用于機器22中的三相電機的多相(例如，三相)驅動信號。應注意，電池18是驅動單元20的唯一電源，且AC電力12不直接耦合至驅動單元20。
[0032]現轉向圖2，示出根據一個或多個實施方案的示例性電力架構200。架構200示出為包含上文描述的組件和裝置中的許多，且因此，為了簡短起見而省略完整的再描述。架構200可包含兩個電池(或電池組):第一電池202a和第二電池202b。電池202a和電池202b可借助其之間的接地的耦合節點彼此耦合，如圖2所示，進而提供中心接地的配置。電池202a和電池202b中的一者或兩者可各自為鉛酸電池。電池202a和電池202b中的一者或兩者各自可提供48V (標稱)，使得電壓仍可處于“安全接觸”范圍中。
[0033]電池202a可由充電器208a充電。電池202b可由充電器208b充電。充電器208a和/或充電器208b可以是現成類型的裝置，使得(多個)充電器的成本可比需