如何在電梯應(yīng)急救助裝置中利用雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器來提高效率和降低成本

電梯每天都承擔(dān)著運送百萬人口的重任，因此確保其運行安全至關(guān)重要。你有沒有想過當(dāng)電梯的主電源斷電時會發(fā)生什么？是從井道墜落，還是卡在兩層之間？為了避免電梯墜落，故障安全制動機制可確保電梯轎廂在主電源斷電時馬上停止。在電梯轎廂停止之后，為了在電源恢復(fù)之前防止乘客被困于電梯內(nèi)，自動救助裝置（ARD）（也稱為電梯應(yīng)急電源）就可以發(fā)揮其作用。

ARD是一種備用電源裝置，可以持續(xù)監(jiān)控電梯電源。出現(xiàn)電網(wǎng)故障或線路故障導(dǎo)致電梯驅(qū)動的輸入相位中斷時，電梯就可能會意外停止。而ARD可以檢測到此類故障情況，然后立即開始為電梯驅(qū)動供電，并向電梯控制器發(fā)送故障信號。之后控制器就會釋放電機驅(qū)動制動器，緩慢地將轎廂移動到最近的層門。電梯轎廂的移動方向取決于在將轎廂移動到層門時哪個方向上所需的動力最小。一旦到達(dá)最近的樓層，電梯門就會打開，音頻/視頻指示燈指示可以安全離開。在預(yù)定的時間后，電梯門會再次關(guān)閉，然后電梯驅(qū)動的電源將關(guān)閉。

圖1所示為從傳統(tǒng)ARD到電梯系統(tǒng)的連接。三相電源通過電源接觸器連接到牽引驅(qū)動裝置。電源接觸器與ARD接觸器互鎖在一起，可將ARD的輸出連接至牽引驅(qū)動裝置?；ユi可以確保兩個接觸器不會同時打開，從而避免ARD輸出電源發(fā)生短路。從電源分接的單相輸出通過接觸器為電梯系統(tǒng)的其余組件供電，如控制器、門機控制系統(tǒng)、制動器和安全鏈。接觸器還與ARD的單相輸出接觸器互鎖在一起。在正常運行期間，ARD為備用電池充電，其逆變器輸出與電梯系統(tǒng)斷開；電源關(guān)閉時可開啟互鎖接觸器，ARD為電梯系統(tǒng)供電。

圖1：電梯中的傳統(tǒng)ARD系統(tǒng)連接

圖2所示的ARD系統(tǒng)有一個可為電池充電的AC/DC充電器功率級。DC/DC轉(zhuǎn)換器可以提高電池電壓，而DC/AC逆變器產(chǎn)生交流輸出為電梯牽引驅(qū)動和電梯控制供電。電路持續(xù)監(jiān)測AC電源輸入的斷電和單相情況，并啟用或禁用ARD內(nèi)所需的功率級。

圖2：傳統(tǒng)ARD系統(tǒng)

另一種方法是使用雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，如效率大于93%且適用于UPS的2kW、48V至400V隔離式雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計來實現(xiàn)ARD，如圖3和圖4所示。此類轉(zhuǎn)換器可以從兩個方向傳遞能量。在ARD中，轉(zhuǎn)換器可直接連接至電梯牽引驅(qū)動的直流鏈路。在正常運行期間，轉(zhuǎn)換器的工作原理和電池充電器相似，可從直流鏈路為電池充電。當(dāng)沒有主電源時，轉(zhuǎn)換器可以像升壓轉(zhuǎn)換器一樣工作，為電池的直流鏈路供電。ARD內(nèi)的另一個逆變器級能夠為控制產(chǎn)生單相AC電壓。

圖3：接入電梯系統(tǒng)的帶雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的ARD系統(tǒng)

圖4：帶雙向DC/DC的ARD

通過比較這兩種方法，表1列舉了雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器方法如何提供更多益處。

表1：比較傳統(tǒng)ARD和帶雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的ARD

電梯ARD的典型電池電壓為24 V、36 V、48 V和60 V。三相400VAC電梯牽引驅(qū)動的標(biāo)稱直流鏈路電壓大約為600 V。隔離雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計為2-kW、48-V至400-V、由數(shù)字控制的雙向功率級，可作為半橋電池充電器和電流饋送的全橋升壓轉(zhuǎn)換器在相反的方向上運行。通過簡單地重新設(shè)計變壓器和選擇適當(dāng)額定的MOSFET，該設(shè)計可擴展至不同的功率級和輸入電池電壓。

審核編輯：金巧