超级电容在电梯节能中应用前景探析

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1、超级电容在电梯节能中应用前景探析　　摘要：随着电梯在各行各业运用中的普及程度，电梯在保证安全运行的前提下越来越多的人关注电梯的能耗问题，研究电梯的能耗控制技术在现在的社会发展中具有可观的经济效益和长远的社会意义。本文简单的描述了超级电容在电梯节能中应用前景。关键词：超级电容、电梯节能控制、控制技术、研究Abstract:withthepopularityinallwalksoflifeintheuseoftheelevator,theelevatorinensuringthesafeoperationofthepremisethatmoreandmorepeoplepayattention

2、toproblemoftheenergyconsumptionofelevator,elevatorenergyconsumptioncontroltechnologyhasconsiderableeconomicbenefitsandlong-termsocialsignificanceinthecurrentsocialdevelopment.Inthispaper,asimpledescriptionoftheapplicationofsupercapacitorintheelevatorenergy-saving.Keywords:supercapacitor,elevator,c

3、ontroltechnology,research中图分类号：TU857文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）7选择合理科学的电梯节能系统，利用计算机计算电梯在运行中所需要的功率与电梯单方向运行时回馈最大能量吸收基础上，研究人员提出了超级电容这种设计方案。该方案通过变频器Simulink仿真分析，研究了空载到电动状态、空载到发电状态和曳引机空载三种状态，提出超级电容电梯节能系统控制技术，使超级电容实现应急电源与能量缓冲功能。据研究表明，超级电容特别在大功率电器具有很好的发展空间。据数据显示我国建筑物能耗占全国总能耗的28%，其中空调是这28%的总能耗占主要部分，其次则是电梯

4、的能耗，并且远远高于照明和供水的能耗。正因为如此，电梯的能耗问题才能引起各方人士的高度关注，研究电梯的能耗控制技术在目前很有发展空间。电梯的主要耗电在于驱动轿厢升降的曳引机，电动机驱动负载轿厢过程中消耗的电能占总耗电能70%以上，由此可以看出研究电动机拖动系统是整个电梯节能中最关键的一环。一、电梯能量回馈技术特点分析7电梯驱动系统是电梯技术中关键的运动控制系统，包括了电梯在运行中的启动、加速、恒速、减速等多个状态。目前的电梯驱动系统运用的是成熟变频调速技术，该技术已经成功取代了过去交流双速驱动系统和直流无齿轮驱动系统，有效的节约了耗能的同时还提高了电梯运行性能。在电梯运行过程中，如何能提高

5、驱动系统的运行效率是整个研究的重要方向。我们知道在电梯轻载上行与重载下行时，曳引机将作为发电机运行，此时发出了再生电能，电梯中能量回馈装置便有了很客观的回馈电能回收。当电梯额定速度过快，上升高度越高则节能效果越明显，反之则节能效果不是很明显，所以电梯在低速中很少运用。如果运用逆变器将再生电能回馈给电网，曳引机处于电动状态时，则与平常的交直交变频器工作基本一样，如果曳引机处于发电状态时，则逆变器将电梯中的再生电能回馈给电网。因为逆变PWM脉宽设置，回馈给电网的电能其中有5%-7%的电能会发生电流谐波畸变，从而影响电源和电磁干扰，加剧对硬件设施的破坏。虽然能量回馈技术已经较为成熟，但是由于它的

6、价格因素和对电网的影响，在实际普及推广中有较大的难度。如果运用电池吸收回馈能量电池组，它利用双向DC-DC和变频器的直流母线相连，曳引机电动状态时，电池进行恒流放电，曳引机发电状态时，电池开始充电，充电电流可以根据曳引机回馈功率加以控制。此方案仅在理论上可以运用，实际中电池要时常进行更新，回收的能量也是有限的，所以在实际运用中也相对较少。二、电梯节能系统设计7电梯节能系统设计和功能的实现要满足功率有效的分配和能量合理流动，需要对DC-DC在多种状态下工作进行合理的控制。本系统控制电路运用的是DSP数字控制。本系统利用DSP控制双向DC-DC实现控制电能流动。DSP控制指令是根据收集到的超级

7、电容电流IA、超级电容电压UA，DC-DC和直流母线间的电流IB与电压UB，再对DC-DC变换器输出电流和电压进行控制。如果超级电容充电电流和超级电容的电压超出了额定范围时，则PWM停止输出，DC-DC也同时停止作业。所以在设计超级电容时应该注意电容的最低储存是能将电梯从最底层到最高层时回馈的最大电能吸收，多出的能量仍旧利用制动电阻加以消耗。不仅如此，超级电容还有一个重要的作用，在紧急的情况下，超级电容能给电梯提供额外电