基于CC-Link IE的群组电梯节能控制系统研究.pdf

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1、·能源倚·基于CC—LinkIE的群组电梯节能控制系统研究张松。，夏林(1．同济大学电子与信息工程学院，上海200092；2．同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092)摘要：基于IGBT、变频器的工作原理、永磁同步无齿轮曳引机技术及可变频电机四象限运动的特性。应用计算机、工控PC机、PLC、智能变频器以及CC．LinkIE现场总线技术等，设计了一套超高层建筑内群组电梯节能控制系统，并应用张松(1984一)．男。硕士研究生，研究方Concept组态软件实现了对群组电梯的状态远程监控。通过

2、试验系统的运行。验向为智能建筑节能技证了该系统再生能量回馈的可行性和正确性。术。关键词：IGBT；节能；智能变频器；CC—LinkIE；再生能量回馈中图分类号：FP273．5文献标志码：B文章编号：1674—84t7(2010)l1-0050-05行程较长，对电机功率及其工作特性的要求较0引言高，在对电梯选型时，一般都要求具有变频器和电梯系统能耗约占大楼总能耗的5％～再生能量回馈功能，因此，笔者主要针对具有10％，是仅次于空调系统的耗能大户。在满足大VVVF永磁同步曳引电机的电梯进行研究。电梯楼电梯运

3、力的情况下，如何实现电梯的节能运行承载的是位能性负载，由于对重平衡块的存在，已成为电梯厂商、大楼业主、相关学者及专家等随着电梯负载的大小和运行方向的不同，曳引电关心的课题。机具有四象限工作特性。当电梯轿厢重载(高于本文针对超高层建筑内电梯群控系统进行额定负载)上行或轻载(低于额定负载)下行时，研究，应用计算机、工控PC机、PLC、智能变频器曳引电机处于电动状态，从电源端消耗电能；而等设备设计了一套群组电梯节能控制系统，采用电梯轿厢重载下行或轻载上行时，曳引电机处于CC—LinkIE(Controlan

4、dCommunicationLinkIE)发电状态，向电源端馈电。以往受到电力电子技总线作为系统的通信方式，并应用组态软件Con—术局限或出于成本考虑，电机处于发电状态运行cept完成模糊神经网络(FuzzyNeuralNetwork)控时产生的再生电能受到前端不可控二极管整流制算法，实现了离线编程、在线调试、群组电梯的桥的阻隔，无法向电源端回馈，因而在直流母线远程控制，并取得了较好的节能效果。侧的电容产生泵升电压，如不及时将这部分电能释放，不断升高的电压会击穿电容等继而引起电l再生电能馈电原理及再生

5、电能计算梯运行故障。1．1再生电能馈电原理在传统的变频变压调速系统中，消耗再生电超高层建筑内电梯由于自身停靠楼层多和能主要是运用能耗制动的方式。常见的处理方夏林(1964一)。男，副教授。高级工程师。从事智能建筑和建筑电气等方面的研究。·50·建圜No1IVo!ILSeriaINolIl20l0·能源管理·式是在直流母线侧加装可以通断的制动电阻(见图1)。当母线电压达到一定阈值时，导通开关器件形成制动电阻回路，电流在电阻上转化为热能耗散，达到降低直流母线侧电容泵生电压的目的。该方式保证了电梯的安全运行

6、，但浪费了再生的电能，电阻释放的热能又加重了机房空调的图3双PWM驱动的再生能量回馈型主电路拓扑图负担，额外又需消耗大量的电能，不适合具有大1．2再生能量的计算功率交流伺服驱动的场合。电梯作为一个承受位能性载荷的伺服驱动系统，在电梯系统内部和外界环境间存在能量流动和转化，而其在运行过程中产生的再生电能主要为位能负载及转子所组成的等效负载具有的能量以及外界环境对电机或负载的驱动转矩所产生的再生能量。这里对位能性负载简化为一个可以双向运动的旋转体，则电机和负载的总动图1带制动电阻的主电路拓扑图能为考虑到超

7、高层建筑内的电梯由于频繁启动和制动以及行程长等特点，可以产生大量的再生E==丢．，()=Jn()电能，而通过电阻能耗的模式不能满足当前超高式中t，——电机转子及其负载折算到转子上的层建筑电梯在智能大厦综合管理系统控制下的转动惯量节能需要。再生能量回馈装置的出现改变了传统——转子角速度再生电能通过电阻消耗的处理模式。目前主要n——转子转速有两种再生电能回馈模式：一种馈电模式适合传驱动转矩及位能负载在时间t内产生的能量：统变频器，即在变频器的直流母线侧加装IGBTE=JTwdt(2)模块组成的有源逆变单元

8、直接作为变频器的外式中r，_转子受到负载作用的转矩大小围装置(见图2)。这种馈电模式结构简单，适合储存在定子绕组电感中的能量为要求电梯成本低，但是由于功率因数较低，对电网侧会产生较大的谐波污染；另一种馈电模式是E=÷，J(3)在整流环节采用可控开关IGBT电力电子器件，电机线圈绕组消耗能量为使电网和电机之问的电流在双PWM(Pulse"EfIWidthModulation)信号驱动下处于双向整流逆变J0Rz籼(4)状态(见图3)，从而实现再生电能回馈电网