电梯驱动与能量回馈一体化控制系统设计.pdf

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1、电梯驱动与能量回馈一体化控制系统设计李朋。等DesignoftheControlSystemntegratingElevatorDriveandEnergyFeedback李朋1罗飞1铸至格1郛智于2(华南理工大学自动化科学与工程学院1，广东广州510640；广州市富菱达电梯有限公司2，广东广州510290)摘要：针对目前国内电梯能耗较高、控制复杂等特点，设计了一种集电梯控制、驱动和能量回馈于一体的控制系统。该系统采用双PWM控制以及32位ARMCPU+32位DSPCPU+FPGA的硬件结构，两CPU通过并行通信高

2、速交换数据，电梯主控板和呼梯工作站以及轿顶工作站通过CAN总线串行交换信息。测试结果表明，能量回馈控制系统的输出电流功率因数近似于1，电梯系统对电网的干扰可降至最小，节能高达40％。关键词：电梯控制电梯驱动能量回馈双PWM节能系统控制系统中图分类号：TP273文献标志码：AAbstract：Aimingatthefeaturesofcurrentdomesticelevators，i．e．，high—energyconsumptionandcomplextocontrol，acontrolsystemintegra

3、tingelevatorcontrol，driveandenergyfeedbackisdesigned．Inthissystem，dualPWMcontrolandthehardwarestructurewith32bitARMCPU+32bitDSPCPU+FPGAareadopted．ThehighspeeddataexchangebetweentwoCPUsisthroughparallelcommunication：whiletheliftmasterboard，callinglandingworksta

4、tion，andtheworkstationatthetopofcarareexchanginginformationthroughtheCANbusinserial．Thetestresultsshowthattheoutputcurrentpowerfactoroftheenergyfeedbackcontrolsystemisapproximateto1。thedisturbanceoftheelevatorsystemonthepowergIidisminimizedandtheenergysavingis

5、upto40％．Keywords：ElevatorcontrolElevatordriveEnergyfeedbackDualPWMEnergysavingsystemControlsystem0引言随着现代化生产规模的不断扩大和人们生活水平的不断提高，电能供需矛盾日益突出，对于节电的呼声日益高涨，这使得国内外电梯厂商也开始关注电梯的节能问题。现在大部分电梯厂家的节能方式是选用永磁同步无齿轮主机。因为永磁材料可在电机中产生磁场，节省部分电能，但其效果并不太明显。如今，也有极少部分的电梯加装了能量回馈装置，但由于加装

6、的能量回馈装置控制算法不先进，导致产品质量不稳定，回馈的电能对电网及其他用电设备产生较大干扰。目前，国际上只有少数几家公司电梯厂商，如日本三菱、美国OTIS等在大规格电梯中采用了双PWM控制技术；在国内，上海交通大学和上海三菱电梯有限公司也在合作进行双PWM可逆整流技术的研究。本文根据目前国内电梯的现状，采用比较先进的双PWM控制技术，设计了一套合理的电梯控制、驱动与能量回馈一体化控制系统。广东省科技攻关基金资助项目(编号：20098010900037)。修改稿收到日期：2010—12—13。第一作者李朋，男，19

7、86年生，现为华南理工大学控制理论与控制工程专业在读硕士研究生；主要从事运动控制以及智能控制方面的研究。1系统工作原理电梯节能能量回馈的本质是将直流电能转换为交流电能的有源逆变¨。31，其目的是将电动机在发电状态下产生的直流电能回馈到交流电网，实现节能，并尽量减少对电网的污染。在电梯直流电能逆变回馈过程中，系统要求在相位、电压、电流等方面应满足以下各控制条件：①逆变过程必须与电网相位保持同步关系；②当直流母线电压超过设定值时，才启动逆变装置进行能量回馈；③逆变电流必须满足回馈功率的要求，但不大于逆变电路所允许的最大

8、电流；④应尽量减少逆变过程对电网的污染。为实现以上要求，本系统采用双PWM控制技术实现能量回馈。能量回馈装置主要由PWM整流和PWM逆变两部分组成。双PWM控制技术的工作原理为：当电机处于拖动状态时，能量由交流电经整流器向滤波电容充电，能量通过PWM逆变器传送到电机；当电机处于减速运行、轻载向上、重载向下状态时，由于负载惯性作用进入发电状态，使滤波电容电压升