基于超级电容的电梯制动能量回收存储系统的研究与设计

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于超级电容的电梯制动能量回收存储系统的研究与设计作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：崔雷刘震副教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学电工理论与新技术2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：王大志王安娜李一波东北大学2014年6月万方数据AThesisinElectricalTheoryandNewTechnologyResearchandDesignofElevatorBrakingEnergyRecyclingandStorageSystemBa

2、sedonSuperCapacitorByCuiLeiSupervisor：AssociateProfessorLiuZhenNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢二亡己思。学位论文作者签名：在雷日期：2。心牟多阀2．3目学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学

3、有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：在霭签字日期：加，争年／同23闺两年0r、导师签名：签字日期：万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于超级电容的电梯制动能量回收存储系统的研究与设计摘要随着国家节能减排政策的不断落实，推进我国电梯节能工作，提高电梯节能水平，已成为摆在政府和电梯企业面前急需解决的重要问题。由于超级电容在储能方面具有充放电速度

4、快和功率密度大等诸多优点，对在电梯节能系统中采用超级电容作为储能装置进行研究具有重要意义。本文在此背景下，设计了基于超级电容的电梯制动能量回收存储系统，并对其中关键部分双向DC／DC变换器的设计与控制进行了深入的研究。本文首先对基于超级电容的电梯制动能量回收存储系统进行了整体设计，并对系统中各部分的重要作用进行了分析。在对隔离型双向DC／DC变换器和非隔离型双向DC／DC变换器进行了性能与优缺点的研究后，完成了对双向DC／DC变换器的选型。在系统参数匹配方面，分析了电梯的典型运行工况。根据电梯的运行特点，对超级电容的容量进行了管理，总结了超级电容的参数匹配方法，并按照设

5、计好的匹配方法对超级电容进行了参数设计，完成成本分析。接下来，对双向DC／DC变换器的降压工作模式和升压工作模式进行了详细分析与理论研究。在理论研究的基础上，分别对双向DC／DC变换器的降压工作模式和升压工作模式进行了参数计算。在控制方案方面，介绍了数据驱动控制理论与方法以及传统控制方案的设计对双向DC／DC变换器进行控制的局限性。在此基础上，研究了PID控制器参数的整定方法并进行了Simulink仿真。设计双闭环串级控制，并对双向DC／DC变换器工作在降压和升压模式下的控制器参数分别进行优化，并对优化结果进行了分析。然后，基于设计好的控制器参数，对整个系统进行了特定工

6、况下的Simulink仿真，给出了超级电容充放电的仿真波形。最后对系统的硬件电路进行了详细设计，同时对主控芯片、IGBT模块以及各种重要元器件进行了选型分析与计算。在完成系统控制部分的软件设计后，利用实际电梯实验平台对超级电容进行了充放电实验和电梯系统运行实验。实验结果表明，经过优化后的控制器对双向DC／DC变换器进行控制具有较快的响应性能，而且控制器不依赖被控对象的数学模型，有效克服了模型不匹配、未建模动态等问题。且超级电容在充放电过程中电流电压跟随性能好，带有超级电容储能装置的电梯制动能量回收存储系统运行平稳。关键词：电梯节能系统；双向DC／DC变换器；超级电容；能

7、量回馈：数据驱动一TTT—万方数据ResearchandDesignofElevatorBrakingRecyclingandStorageSystemBasedonCapacitorAbstractEnergySuperWiththeimplementationofnationalenergyconservationandemissionreductionpolicy,topromotetheelevatorenergyconservationinourcountryandimprovethelevelofelevatorenergye