工程硕士开题正式版本

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1、工程硕士学位论文选题报告及论文工作计划课题名称超级电容在电梯节能中的应用前景探讨15一、立论依据15课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、工程应用价值1.1课题来源和依据电梯在垂直升降的过程中，由于功率变化范围很大，节能潜力巨大。在超高层建筑中，快速、高效、平稳的垂直服务是不可缺少的。电梯作为垂直交通工具，对其数量的配置、控制方式及有关参数的选定将不仅直接影响建筑物的一次投资一般电梯投资约占建筑物总投资的10％左右），而且还将影响建筑物的使用安全和经营服务质量。在建筑物内，恰当地选用电梯的台数、容量、运行速度、控制方式非常重要，而建筑物内的电梯一经选定和安装使用就几乎成了永久的事实，以后

2、若想增加或改型非常困难，甚至是不可能的了，因此，在设计中应该在设计开始时对电梯供电装置和供电系统的配置应予以充分重视。因此本文对超级电容在电梯节能中的应用前景探讨。1.2研究背景见下文国内外研究现状1.3研究目的本课题旨在研究超级电容在电梯运行控制中的应用，如今，超级电容器在国内的应用技术还不是很成熟，其控制系统的设计还有待优化，本文的研究目的就是通过设计电路和DSP控制策略来完善超级电容器充放电控制系统，具有可观的实用性。1.4应用价值15高性能的电子电路要求高度洁净的电源。然而目前在供电线路上的各种电器设备会产生许多高次谐波，对供电质量造成影响。开关型稳压电源以及DC-DC变换器都在输入回

3、路中采用开关管作为斩断电流的器件。高频变压器把脉动的电流信号由初级回路传输到次级回路，再通过采样反馈到初级，实现稳压调节。在典型的电源电路中，尽管输入端与输出端不共地，但高频变压器作为电磁耦合通道，其传递函数有一定的频率选择性。输入端电源窄脉冲干扰含有十分丰富的频率分量，会耦合到输出端，使电源的供电质量下降，存在使微机程序跑飞的可能性。二、文献综述15国内外研究现状、发展动态2.1国外研究现状2.1.1如今，日本松下、EPCOS、NEC，美国Maxwell、Powerstor、Evans，法国SAFT，澳大利亚Cap—xx，韩国NESS等公司在超级电容器方面的研究均非常活跃。总的来说，当前美国

4、、日本、俄罗斯的产品几乎占据了整个超级电容器市场，实现产业化的超级电容器基本上都是双电层电容器。2.1.2英国特鲁姆斯指出，超级电容器与直流母线直接相连吸收回馈能量超级电容器直接与变频器的直流母线连接。当曳引机处于电动状态时，超级电容按照其功率需求进行放电；当曳引机处于发电状态时，超级电容按照其回馈功率进行充电。变频器直流母线电压在513-539V之间变化，而超级电容的单体电压在2-3V之间，此结构会导致串联单体数量过多，成本高昂。直流母线可以看做电压源，其与超级电容器连接构成一阶RC电路，不论母线电压在哪个范围波动，超级电容的充放电效率始终为50%。1.4超级电容器通过双向DC-DC与直流母

5、线连接吸收回馈能量超级电容器通过双向DC-DC与变频器直流母线连。当曳引机处于电动状态时，超级电容进行恒流快速放电；当曳引机处于发电状态时，超级电容进行恒流转恒压充电。2.1.3德国物理学家威廉.德林认为，电机处于电动状态时的控制规则超级电容的优势是能够快速、大电流充放电，提供电机峰值功率。因此在电容电量低于一定值而电机要求功率也小于一定量时，电机需求电功率完全由电网提供，其余均由超级电容和电网共同提供电机需求的电量，二者分别提供多少电量则由电机需求功率和此时的电容电量共同决定。基本控制规律是：当电容电量SOC偏低(不低于下限值)时，无论电机要求多少功率都由电网提供；其余情况所需功率都由电网和

6、电容共同提供。电机要求功率非常小,若电容电量足，由电容供电；电容电量也不足，电机所需功率由电网提供。电机要求功率适中，若电容电量足，电容与电网共同供电；若电容电量不足，电机所需功率完全由电网提供。2.1.4美国吉姆.加比特指出，15电机要求功率很大，若电容电量足，电容与电网共同供电，但放电电流不能超过放电电流额定值；若电容电量不足，SOC已达到0.5，此时电容的电量已放出了，若再放电效率也会很低，则电机所需功率完全由电网提供；直流母线电压不低于下限值如果出现因电网停电导致电梯困人情况，当超级电容完成应急电源功能后电压低于下限值并且电网恢复供电时，电网给超级电容充电至电压下限值。2.2国内应用研

7、究动态2.2.1我国从20世纪8O年代开始研制超级(双电层)电容器，并将其列入电子工业部38项攻关课题，由于关键材料及设备依赖进口，未能实现商品化，也未得到广泛使用，而大功率超级电容器的市场销售已经启动，用户群体和目标市场正在形成。目前，国内大功率超级电容器的商业化产品已经问世，但是产业化水平与国外尚有差距。2.2.2宋波在中国建筑能耗现状及节能策略[J]一书中强调机拖动系统节约电能的途径主要有两