电梯系统中的能馈技术研究

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1、电梯系统中的能馈技术研究　　【摘要】作为电梯节能的重要发展方向，电梯能量回馈技术现在理论基本上已经成熟，而且具有了一定的应用。然而现在在电梯行业当中并没有大规模的针对能量回馈技术进行普及。本文首先介绍了电梯能量回馈系统，对其进行建模以及仿真实验，证明了其在实际应用中的可行性。　　【关键词】电梯系统；能量回馈；技术应用　　现在节能减排已经成为了大家的共识，如何通过对电力电子技术的运用，不断的改造传统电力设备，从而使之能够降低用电损耗，实现电能利用效率的提升。传统的电梯变频器当中产生的再生能量往往不能够回馈电网，因此造成了极大的浪费。本文针

2、对电梯能量回馈技术进行了分析和探讨，其能够使电梯的再生能量向电网当中进行回馈，这对于节能电梯的发展而言有着非常关键的意义。　　1.电梯能馈技术的必要性　　在运行过程中的电梯有时候会处于发电的状态，有时候则会处于耗电的状态。以能量守恒定律为根据，我们可以发现当电梯在重载上行、轻载下行或者空载下行的过程中，就会处于耗电的状态，这时候电能就会朝载荷位能的能量形式进行转化；当电梯在重载下行、轻载上行以及空载上行的过程中，就会处于发电的状态，这时候电梯的载荷位能就会朝电能的能量形式进行转化。　　由于在一个电容当中对这些电能进行存数，因此随着时间的

3、逐步推移，电能在电容器当中会蓄积的越来越多，并且会产生越来越高的电压，一旦没有及时的释放掉电容器当中存储的这些电能，就很可能会导致电梯出现各种故障，并且不能够正常运行。常规的电梯往往都采用能耗制动方式，这部分能量被大功率电阻利用热能形式消耗掉了，虽然这种方式比较简单，但是却将能量大量的浪费了，并且使系统的效率不断的下降，同时电阻发热还会使系统当中其他部位的正常运行受到影响。因此如何有效的处理这部分能量，对其进行合理的运用成为了一个非常关键的问题。而电梯能馈系统则可以在处理这些能量的同时，使其向电网当中反馈，供电梯或者其他设备使用，从而实

4、现了节能的目的。　　2.电梯能馈技术的应用原理及构成　　2.1电梯能馈技术的应用原理　　图1有两个部分一起构成了电梯双PWM变频器的整个系统：后级交流电机变频驱动系统以及前级的能量回馈系统。其属于一种比较典型的背靠背电路结构，其中能量传输的工作由前级的PWM整流器来完成，而电梯曳引机的驱动工作则由后级的PWM逆变器来完成。　　图1电梯双PWM变频器结构图　　电能的双向流动可以在系统当中实现。由于电梯的运行方向以及负载是不断变化的，因此处于电动状态当中的电梯曳引机需要将能量从直流母线侧吸收过来，直流侧电容能能量会不断的释放，因此母线电压也

5、会处于不断下降的过程当中。为了能够使母线电压的稳定得到保证，前级网侧的PWM整流器就需要在整流状态下进行工作，经过整流器的交流电源能够向直流侧电容充电，同时还可以向电机进行输送，而系统能够将电能从电网当中吸收过来。处于发电状态下的电梯曳引机可以将电充给直流侧电容，为了避免电压升高的现象出现在母线电压当中，就需要保证处于有源逆变状态下的网侧PWM整流器，其能够使电容的泵升能量向着与并网要求相符合的交流电的形式进行转化，并且将能量馈入电网，从而使电压在直流母线上的稳定得到充分的保证。　　电梯的能量回馈技术中直流母线上电压的相对恒定的实现主要

6、是通过对三相电压型PWM整流器的控制来实施的，同时还能够保证网侧电流的正弦化的实现，将达到单位功率因数输入的时候，不管是处于发电状态系统中还是在电动的状态下，电梯曳引机都能够实现正常的运行[1]。　　2.2电梯能馈系统的构成　　将传统的电梯作为基础，使其中的不可控的二极管整流器被可控的PWM整流器所取代。可以将整个系统划分为两部分，也就是控制电路以及主电路。其中主电路主要包括直流侧电容，可控整流桥以及网侧电感；而控制电路则主要由接口电路、同步信号检测电路、DSP系统、驱动与保护电路以及信号采样电路一起构成的。通过一些通信接口将后级的逆变

7、器以及前级的PWM整流器联合起来，比如RS485通讯接口在其中的运用就能够保证协调控制前后级的实现。　　作为一种三相桥式拓扑结构，主电路可以通过一定的规律有效的控制可控整流桥六个开关管，并且可以使在直流侧以及交流侧的电能能够实现双向的流动。网侧电感则同时具备滤波的功能以及Boost升压的作用。而电容在直流侧则可以针对直流侧电压谐波起到抑制作用，而且能够用于储能，最后其还具备保证直流母线的稳定以及缓冲能量的作用，而电感和电容则具有较大的灵活性，但是在具体应用的过程中存在着一定的限制。　　将DSP作为控制电路的核心，通过对采样电路收集到的相

8、关的控制信息的运用，比如网侧和直流侧的同步信号以及电压/电流信号等。在经过相应的调理之后，通过A/D模块这些电压信号能够进入到微控制器当中，然后以双闭环的控制策略作为根据，由DSP在运算之后就能够将相应六路