《在电网中补偿无功功率的电梯线桥滤波器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《在电网中补偿无功功率的电梯线桥滤波器.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410756320.X(22)申请日 2014.09.0313182791.7 2013.09.03 EPH02J 3/18(2006.01)(71)申请人 通力股份公司地址 芬兰赫尔辛基(72)发明人 J尼坎德(74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105代理人 史新宏(54) 发明名称在电网中补偿无功功率的电梯线桥滤波器(57) 摘要本发明涉及一种方法和一种电梯的电转换器。在该方法中电转换器的控制器使用有关平滑滤波器的阻抗的预定信息确定通过平滑滤波器所产生的第一无功功率。该控制器还可以通过通信电路从远程节点接收有关第二无。
2、功功率的信息，所述第二无功功率被产生到电网。该控制器将第一无功功率加上第二无功功率以产生总无功功率。所述控制器请求电转换器在转器换矩阵中进行多个补偿连接，以补偿所述第一无功功率或总无功功率。(30)优先权数据(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图2页(10)申请公布号 CN 104466980 A(43)申请公布日 2015.03.25CN 104466980 A1/2 页21.一种方法，包括 ：通过电转换器的控制器，使用有关平滑滤波器的阻抗的预定信息确定平滑滤波器所产生的第一无功功率，平滑滤波器经由三相电连接被电连接到电。
3、梯的电转换器的转换器矩阵，平滑滤波器经由三相连接被电连接到电网，所述转器换矩阵产生脉宽调制的三相输出电压到平滑滤波器 ；以及通过控制器，请求所述电转换器进行在转换器矩阵中的多个第一补偿电连接，以补偿第一无功功率。2.根据权利要求 1 所述的方法，所述方法还包括 ：通过控制器，经由通信信道从远程节点接收有关第二无功功率的信息，所述第二无功功率被产生到电网 ；通过控制器，相加所述第一无功功率和第二无功功率，以产生总无功功率 ；和通过控制器，请求所述电转换器进行在转换器矩阵中的多个第二补偿连接以补偿总无功功率。3.根据权利要求 1 或权利要求 2 所述的方法，确定第一无功功率还包括 ：通过控制器在电。
4、网中测量相对中性点电压 ；和通过所述控制器在电网以及在平滑滤波器和所述转换器矩阵之间的三相电连接的至少一个中测量相电流，以及通过控制器，确定使用有关平滑滤波器的电阻的预定信息的所述第一无功功率、相对中性点电压和相电流。4.根据权利要求 1-3 任一项的方法，其中所述平滑滤波器是 LCL 滤波器。5.根据权利要求 1-4 任一项所述的方法，其中该电网是建筑物的内部电网。6.根据权利要求 1-5 任一项所述的方法，其特征在于，所述远程节点是建筑物自动化系统服务器。7.根据权利要求 1-6 任一项所述的方法，其中所述第二无功功率是由至少一个建筑物电气子系统所生成到电网。8.根据权利要求 7 的方法，。
5、其中所述至少一个建筑物电气子系统包括照明、加热、空气流通和访问控制。9.根据权利要求 1-8 任一项所述的方法，所述方法还包括 ：确定电网中电压的电压降 ；和进行转换器矩阵中的多个连接来调节电网的电压。10.根据权利要求 1-9 任一项所述的方法，其中针对三相确定所述第一无功功率，有关第二无功功率的信息包括有关三相的信息以及针对三相计算总无功功率。11.根据权利要求 1-10 任一项所述的方法，其中所述转换器矩阵经由直流连接被电连接到逆变器桥，以及逆变器桥被电连接到所述电梯的电动机。12.一种电梯的电转换器，所述电转换器包括 ：平滑滤波器，被配置以平滑三相输出电流，平滑滤波器经由三相电连接被电。
6、连接到转换器矩阵，平滑滤波器经由三相电连接被电连接到电网 ；转换器矩阵，被配置以产生脉宽调制的三相输出电压到平滑滤波器以进行在所述转换器矩阵中的多个连接以补偿无功功率，以及控制器，被配置以使用有关平滑滤波器的阻抗的预定信息确定通过平滑滤波器所产生权 利 要 求 书CN 104466980 A2/2 页3的第一无功功率，以及请求该电转换器，进行在所述转换器矩阵中的多个第一补偿连接，以补偿所述第一无功功率。13.如权利要求 12 所述的电转换器，其中所述控制器被配置以从远程节点经由通信信道接收有关第二无功功率的信息，所述第二无功功率被产生到所述电网，相加第一无功功率与所述第二无功功率以产生总无功功。
7、率，并请求电转换器，进行在转换器矩阵中的多个第二补偿连接，以补偿总无功功率。14.一种电梯，包括根据权利要求 12 所述的电梯电转换器。15.一种电梯的组群，包括根据权利要求 14 所述的电梯。权 利 要 求 书CN 104466980 A1/5 页4在电网中补偿无功功率的电梯线桥滤波器技术领域0001 本发明涉及升降机以及升降机的电源，特别地本发明涉及一种用于在电网中补偿无功功率的电梯线桥滤波器。背景技术0002 当一个电梯轿厢被制动时电梯也工作，所做的工作通常作为热量被损失。所述制动可以被用来产生电力。目前所产生的电力未被利用。0003 在电源系统中，负载还具有电阻、电容或电感性质的组合。。
8、功率也流向源。例如电动机和照明设备具有感应线圈其功能是感性负载。由感性或者容性负载引起的功率被称作无功功率。当无功功率存在时，存在电压和电流之间的相位差。无功功率导致建筑物内部电网中电流值上升，从而导致建筑物的电力传输线以及各种电源线中的发热。0004 建筑物自动化系统控制建筑物中的多个电力消耗子系统。建筑物自动化系统监视和控制建筑物的几个子系统，如照明、取暖、空调和安全性。一种建筑物自动化系统包括至少一个计算机，它被称为建筑物自动化服务器。服务器被连接到多个监视前述子系统的适当运作的传感器。建筑物自动化系统也可以测量在上述子系统中使用的电功率。一些上述子系统可能有无功或者感应负载，其可以产生。
9、无功功率，返回到例如电网的电源除非它补偿。建筑物自动化系统还可以测量无功功率。0005 因此，具有一种解决方案使建筑物自动化系统执行对无功功率的补偿是有益的。如果电梯系统能够补偿多个建筑物子系统产生的无功功率是有益的。发明内容0006 根据本发明的一个方面，本发明是一种方法包括 ：通过电变换器的控制器，使用有关平滑滤波器的阻抗的预定信息确定由平滑滤波器产生的第一无功功率，平滑滤波器经由三相电连接被电连接到电梯的电转换器的转换器矩阵，平滑滤波器经由三相连接被电连接到电网，该转换器矩阵产生脉宽调制的三相输出电压到平滑滤波器 ；通过控制器，请求电转换器进行转换器矩阵中的多个第一补偿电连接来补偿所述第。
10、一无功功率。0007 根据本发明的另一个方面，本发明是一种电梯的电转换器，电转换器包括 ：被配置成使三相输出电流平滑的平滑滤波器，平滑滤波器通过三相电连接而电连接转换器矩阵，平滑滤波器经由三相电连接被电连接到电网 ；转换器矩阵被配置成产生脉宽调制的三相输出电压到平滑滤波器，以进行转换器矩阵中的多个连接以补偿无功功率 ；控制器，被配置成使用有关平滑滤波器的阻抗的预定信息确定由平滑滤波器产生的第一无功功率，并请求电转换器进行转换器矩阵中的多个第一补偿连接来补偿第一无功功率。0008 根据本发明的另一个方面，本发明是一种包括电转换器的电梯。0009 根据本发明的另一个方面，本发明是一种电梯群包括电梯。
11、。0010 在本发明的一个实施例中，转换器可以是线桥，其中转换器矩阵被线桥的多个IGBT 晶体管替换。IGBT 晶体管可被看成形成线桥的矩阵。说 明 书CN 104466980 A2/5 页50011 在本发明的一个实施例中，所述方法进一步包括 ：通过控制器经由通信信道从远程节点接收有关第二无功功率的信息，所述第二无功功率被产生到所述电网 ；通过控制器相加第一无功功率和第二无功功率以产生总的无功功率 ；以及通过控制器，请求所述电转换器以进行在转换器矩阵中的多个第二补偿连接来补偿总的无功功率。0012 在本发明的一个实施例中，所述控制器被配置为从远程节点经由通信信道接收有关第二无功功率的信息，所。
12、述第二无功功率被产生到电网以相加第一无功功率和第二无功功率以产生总的无功功率，并请求电转换器使转换器矩阵中的多个第二补偿连接来补偿总的无功功率。0013 在本发明的一个实施例中，确定第一无功功率的步骤还包括 ：通过控制器在电网中测量相对中性电压 ；通过控制器在电网以及在平滑滤波器和转器换矩阵之间的三相电连接的至少一个中来测量相电流 ；以及通过控制器，使用有关平滑滤波器的阻抗的预定信息、相对中性电压以及相电流来确定第一无功功率。0014 在本发明的一个实施例中，平滑滤波器是LCL滤波器。LCL滤波器可以包括多个电感器 (L) 和多个电容器 (C)。0015 在本发明的一个实施例中，电网是建筑物、。
13、工厂、或船舶的内部电网。0016 在本发明的一个实施例中，远程节点是建筑物自动化系统服务器。0017 在本发明的一个实施例中，所述第二无功功率通过至少一个建筑物电气子系统被产生到电网。0018 在本发明的一个实施例中，所述至少一个建筑物电气子系统包括照明、加热、空气流通和访问控制。0019 在本发明的一个实施例中，所述方法进一步包括 ：确定所述电网电压的电压降 ；和进行转换器矩阵中的多个连线来调节电网的电压。0020 在本发明的一个实施例中，针对三相确定所述第一无功功率，有关第二无功功率的信息包括有关三相的信息，以及针对三相计算总的无功功率。0021 在本发明的一个实施例中，转换器矩阵是经由直。
14、流连接电连接到逆变器桥和逆变器桥电被连接到所述电梯的电动机。0022 上文所述的本发明的实施例可以彼此任意组合使用。所述至少两个实施例可以被组合在一起以形成本发明的另一个实施例，本发明有关的一种方法、一种电转换器和一种电梯可包含至少一种上文所述的本发明的实施例。0023 但是应当理解的是，任何上述实施例或变型可单独或组合进行参考，除非它们明确地陈述为排除替代。0024 本发明的优点是使用电梯电气转换器以补偿在电网中的无功功率的可能性。附图说明0025 附图被包括用来提供对发明的进一步理解，并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例并且连同描述来帮助解释本发明的原理，在附图中 ：0026 。
15、图 1 是表示配置以与在本发明一个实施例的建筑物自动化系统计算机节点进行通信的电梯线桥控制器的方框图。0027 图 2 示出在本发明一个实施例中的电梯无功功率补偿系统，以及说 明 书CN 104466980 A3/5 页60028 图 3 表示在本发明的一个实施例中用于无功功率补偿的方法流程图。具体实施方式0029 现在将详细参考本发明的实施例，其示例示于附图中。0030 图 1 是方框图，示出本发明的一个实施例中被配置以与建筑物自动化系统计算机节点进行通信的电梯线桥控制器。0031 在图 1 中示出了电气系统 100。该系统包括外部电网 102。电网 102 可以是电力公司或其它商业或非商业。
16、用电分配器电网。还有开关 104 连接电性外部电网 102 到内部电网 108。外部电网 102 可以是三相电网。经由电连接 106 开关 104 电性连接到滤波器 154。电连接 106 可以是三相电连接。滤波器 154 可以是 LCL 滤波器。滤波器 154 被配置成提供三相电流到电连接 106。滤波器 154 能够从电梯 160 的线桥 152 接收脉宽调制的三相电流。滤波器154执行脉宽调制的三相电流的平滑并且输出平滑的三相电流到电连接106进行切换 102。线桥 152 具有到电梯 160 的逆变器桥 150 的直流 (DC) 电连接。逆变器桥 150 具有到电机 164 的三相电连。
17、接 166，电机 164 能够驱动电梯 160 的牵引滑轮 178。电梯 160 包括能够使电梯轿厢 170 升降的升降间 162。在升降间 162 中也有配重 172 和牵引装置 174，牵引装置 174 环绕在牵引滑轮 178 以及一端连接到电梯轿厢 170 上并且另一端连接到配重172。牵引装置 174 可包括多个牵引绳或牵引带。0032 线桥 152 由线桥控制器 156 进行控制。线桥控制器 156 被配置以控制在线桥 152中的多个绝缘栅双极晶体管 (IGBT)。线桥控制器 156 被连接到线桥 152。线桥控制器 156提供指令到线桥152以切换在线桥152中的多个IGBT晶体管。
18、。所述指令可以是来自脉宽调制 (PWD) 比较器电路 ( 未显示 ) 的信号的形式，比较器电路比较调制信号与载波信号。线桥 152 可以基于指令来控制 IGBT 晶体管的栅极电压。线桥控制器 156 也被配置为测量电连接 106 中的相对中性电压 UF。线桥控制器 156 也被配置为测量在滤波器 154 和线桥 152之间的电连接中的相电流 IF。线桥控制器 156 同样可以可选地测量电连接 106 中的相电流IF。线桥控制器 156 预先配置了有关电感和电容部件以及在滤波器 154 中它们的连接的信息，例如滤波器 154 的阻抗。线桥控制器 156 根据滤波器 154 的阻抗确定对于滤波器 。
19、154的无功功率 QF、电 流 IF和电压 UF。线桥控制器 156 能够确定对于无功功率 UF的必要补偿。执行补偿，线桥控制器 156 被配置以经由连接 148 控制线桥 152 中的多个 IGBT 晶体管。线桥 156 可以发送 PWM 调制形式的栅极控制信号到线桥 152。所述栅极控制信号指定在线桥152 中哪些晶体管必须被接通，以实现在线桥 152 中的补偿连接，补偿无功功率 QF。0033 线桥控制器 156 经由消息总线 142 或其它通信信道连接到建筑物自动化系统(BAS) 服务器 140。服务器 140 也可以是任何计算机节点，其通信连接到线桥控制器 156。服务器 140 经。
20、由通信信道 146 通信连接到控制器 122。服务器 140 也在通信信道 144 通信地连接控制器 126。通信信道 144 和 146 可以是有线或无线通信信道，例如，有线或无线局域网络或消息总线。控制器 122 控制建筑物自动化系统中的第一子系统 120，而控制器 126控制建筑物自动化系统中的第二子系统 124。所示例类型的子系统的例子包括照明、加热、通风和访问控制。第一子系统 120 经由三相电连接 110 电连接到内部电网 108。第二子系统 124 经由三相电连接 112 被电连接到内部电网 108。0034 在图 1 中，线桥控制器 156 被配置成控制在线桥 152 的所述多。
21、个 IGBT 晶体管，以说 明 书CN 104466980 A4/5 页7补偿测到的、存在于内部电网 108 的无功功率 QG。线桥 152 获得在内部电网 108 上的无功功率的信息，以控制所述在线桥 152 中多个晶体管。线桥 152 从服务器 140 获得在内部电网 108 上的无功功率的信息。0035 用于确定所需的无功功率补偿的起点是控制器122和126测量在他们各自子系统120 和 124 产生的的无功功率。控制器 122 经由通信信道 146 提供在子系统 120 所产生的所测量的无功功率信息到服务器140。同样地，控制器126经由通信信道144提供在子系统124 产生的所测量的。
22、无功功率信息到服务器。服务器 140 通过相加在子系统 120 和 124 产生的无功功率确定产生到内部电网 108 的整体功功率 QG。服务器 140 提供在内部电网 108的总的无功功率信息到线桥控制器 156。线桥控制器 156 相加整体无功功率 QG和通过滤波器 154 产生的无功功率 QF。线桥控制器 156 能够确定用于无功功率 QF+QG的必要补偿。为了执行补偿，线桥控制器 156 被配置来经由连接 148 控制线桥 152 中的多个晶体管。线桥控制器 156 经由连接 148 可以发送控制信号到线桥 152。所述控制信号指定在线桥 152 中的哪些晶体管必须被接通，来实现补偿无。
23、功功率 QF+QG的线桥 152 中的补偿连接。0036 图 2 示出在本发明的一个实施例中的电梯无功功率补偿系统 200。0037 在图2中，存在供电网202。供电网202可以包括至少一个产生无功功率的子系统( 未示出 )。所产生的无功功率必须进行补偿。在图 2 中，还示出了滤波器 154，其也产生由于在滤波器 154 中的无功负载的无功功率。滤波器 154 可以是 LCL 滤波器。滤波器 154 可以包括用于三相的电感器 L1，用于三相的电容器 Cf和用于三相的电感器 L2。供电电网 202经由三相电连接 204 被连接到滤波器 154。滤波器 154 经由三相电连接 206 被连接到线桥。
24、152。线桥 152 经由 DC 电连接 208 被连接到逆变器桥 150。线桥 152 也可被称为电变换器，其包括转换器矩阵，经由三相电连接 206 滤波器 154 被连接到其，并且，经由 DC 电连接 208逆变器桥 150 被连接到其。逆变器桥 150 经由三相电连接 210 连接到电机 164。逆变器桥150 包括多个 IGBT 如晶体管 240 和 242。所述多个 IGBT 晶体管，如晶体管 240 和 242，可被称为转换器矩阵。线桥 152 经由通信信道 220 通过线桥控制器 156 控制，通信信道 220可能是消息总线。线桥控制器 156 被配置成经由通信信道 220 控制。
25、多个 IGBT 晶体管，如线桥 152 中的晶体管 230 和 232。线桥 152 通过来自线桥控制器 156 的 PWM 控制脉冲来进行控制，以确定所述多个晶体管的目标状态。线桥 152 基于 PWM 控制信号将栅极电压施加到所述多个 IGBT 晶体管。所述栅极电压根据电压水平使晶体管导通或关闭。例如，正栅极电压，例如 +15 伏，可能导致晶体管接通和负栅极电压，例如 -5 伏，可能导致晶体管截止。线桥控制器 156 包括通信信道接口 250，例如，消息总线接口。通信信道接口 250 可用于与包括服务器的建筑物自动化系统进行通信。线桥控制器 156 被配置为经由通信信道接口 250接收至少。
26、一个消息，其包括在供电网 202 中的无功功率信息。线桥控制器 156 还配置成测量在三相电连接 204 中的相对中性点电压 UF。线桥控制器 156 还配置成测量在滤波器 154和线桥 152 之间的三相电连接 206 的相电流 IF。线桥控制器 156 还可选地测量电连接 204中相电流 IF。线桥控制器 156 可被预先配置电感和电容元件以及它们在滤波器 154 的连接的信息，例如，滤波器 154 的阻抗。线桥控制器 156 根据滤波器 154 的阻抗、电流 IF和电压UF确定由于滤波器 154 的无功功率 QF。线桥控制器 156 能够确定用于由滤波器 154 产生的无功功率的必要补偿。
27、。为了执行补偿，线桥控制器156被配置为经由连接220控制线桥152中的所述多个晶体管。线桥控制器 156 可相加在供电网 202 中的无功功率和由滤波器 154说 明 书CN 104466980 A5/5 页8产生的无功功率以获得总的无功功率。为了执行总的无功功率的补偿，线桥控制器 156 被配置为经由连接 220 控制线桥 152 中多个 IGBT 晶体管。0038 结合图 1 和图 2 如上所述本发明的实施例可以彼此任意组合使用。几个实施例可以被组合在一起，以形成本发明的另一个实施例。0039 图 3 是本发明的一个实施例的用于无功功率补偿的方法的流程图。0040 在步骤300，通过平滑。
28、滤波器产生的无功功率由电变换器的控制器来确定。该确定可以使用有关平滑滤波器的阻抗的预定信息。平滑滤波器可经由三相电连接被电连接到电转换器的转换器矩阵。该平滑滤波器也可以经由三相电连接被电连接到电网。所述转换器矩阵可以产生脉宽调制的三相输出电压。0041 在步骤 302，控制器请求电转换器进行转换器矩阵中的多个补偿连接，以补偿第一无功功率。0042 在本发明的一个实施例中，控制器经由通信信道从远程节点接收第二无功功率的信息。第二无功功率可以通过被连接到电网的至少一个子系统而产生到电网。第一功功率被加到第二无功功率以产生总的无功功率。所述控制器请求电转换器进行转换器矩阵中的多个补偿第二连接，以补偿。
29、总的无功功率。0043 在本发明的一个实施例中，该步骤可以以数字的顺序来执行。0044 关联图1、图2和图3如前所述的本发明的实施例以及本发明的概要可以彼此任意组合使用。至少两个实施例可以被组合在一起，以形成本发明的另一个实施例。0045 应当理解的是，示例性实施例是出于示例的目的，因为用于实施示例性实施例的特定硬件的许多变化是可能的，如将被本领域技术人员所能理解的。例如，示例性实施例的一个或多个组件的功能可以通过一个或多个硬件设备、或一个或多个软件实体来实现，如模块。0046 虽然本发明已经结合一些示例性实施例，与实施方式进行了描述，本发明并不受此限制，而是涵盖各种修改和等同变化，其落入预期权利要求书的范围之内。0047 很明显，对于本领域技术人员，随着技术的进步，本发明的基本思想可以以各种方式来实现在本领域中。本发明及其实施例因此不限于上述的示例 ；相反，它们可以在权利要求书的范围内变化。说 明 书CN 104466980 A1/2 页9图1说 明 书 附 图CN 104466980 A2/2 页10图2图3说 明 书 附 图CN 104466980 A。