基于PWM整流器的电梯能量回馈系统的研究
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xxxxxxxxx大学本科生毕业设计姓名:学号:学院:专业:论文题目:PWM整流器在能量回馈系统中的应用专题:指导教师:职称:2012 年 6 月 xxxxxxXxxxxxxxxxx大学毕业设计任务书专业年级电气08班学号学生姓名任务下达日期:2011 年12 月14 日毕业设计日期:2011 年12 月20 日至2012 年 6 月5 日毕业设计题目:PWM整流器在能量回馈系统中的应用毕业设计专题题目:毕业设计主要内容和要求:1.了解PWM整流器和能量回馈单元的工作原理;2.建立能量回馈单元的数学模型;3.研究能量回馈单元电流控制技术;4.设计主电路的参数;5.采用matlab/simulink对PWM整流器控制系统进行仿真。
指导教师签字:郑重声明本人所呈交的毕业设计,是在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。
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本论文属于原创。
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本人签名:日期:XXXXXXXX大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语(①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:指导教师签字:年月日XXXXXXXX大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;③工作量的大小;④取得的主要成果及创新点;⑤写作的规范程度;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:评阅教师签字:年月日XXXXXXXX大学毕业设计答辩及综合成绩摘要随着调速系统不断的发展,通用变频器在生产实践中有广泛的应用。
电梯系统中的能馈技术研究【摘要】作为电梯节能的重要发展方向,电梯能量回馈技术现在理论基本上已经成熟,而且具有了一定的应用。
然而现在在电梯行业当中并没有大规模的针对能量回馈技术进行普及。
本文首先介绍了电梯能量回馈系统,对其进行建模以及仿真实验,证明了其在实际应用中的可行性。
【关键词】电梯系统;能量回馈;技术应用现在节能减排已经成为了大家的共识,如何通过对电力电子技术的运用,不断的改造传统电力设备,从而使之能够降低用电损耗,实现电能利用效率的提升。
传统的电梯变频器当中产生的再生能量往往不能够回馈电网,因此造成了极大的浪费。
本文针对电梯能量回馈技术进行了分析和探讨,其能够使电梯的再生能量向电网当中进行回馈,这对于节能电梯的发展而言有着非常关键的意义。
1.电梯能馈技术的必要性在运行过程中的电梯有时候会处于发电的状态,有时候则会处于耗电的状态。
以能量守恒定律为根据,我们可以发现当电梯在重载上行、轻载下行或者空载下行的过程中,就会处于耗电的状态,这时候电能就会朝载荷位能的能量形式进行转化;当电梯在重载下行、轻载上行以及空载上行的过程中,就会处于发电的状态,这时候电梯的载荷位能就会朝电能的能量形式进行转化。
由于在一个电容当中对这些电能进行存数,因此随着时间的逐步推移,电能在电容器当中会蓄积的越来越多,并且会产生越来越高的电压,一旦没有及时的释放掉电容器当中存储的这些电能,就很可能会导致电梯出现各种故障,并且不能够正常运行。
常规的电梯往往都采用能耗制动方式,这部分能量被大功率电阻利用热能形式消耗掉了,虽然这种方式比较简单,但是却将能量大量的浪费了,并且使系统的效率不断的下降,同时电阻发热还会使系统当中其他部位的正常运行受到影响。
因此如何有效的处理这部分能量,对其进行合理的运用成为了一个非常关键的问题。
而电梯能馈系统则可以在处理这些能量的同时,使其向电网当中反馈,供电梯或者其他设备使用,从而实现了节能的目的。
2.电梯能馈技术的应用原理及构成2.1电梯能馈技术的应用原理图1有两个部分一起构成了电梯双PWM 变频器的整个系统:后级交流电机变频驱动系统以及前级的能量回馈系统。
双PWM控制能量回馈在电梯系统应用摘要:随着我国城市建设的发展,高层建筑的越来越多,对高性能电梯的电力拖动系统提出了新的要求。
更加舒适、节能、可靠和精确有效的速度控制是其发展方向。
本文针对双PWM能量回馈控制技术在电梯控制系统中的应用进行了分析。
关键词:电梯传动;双PWM;控制技术;能量回馈电梯是高层建筑中耗电量较高的设备之一,其用电量远远高于照明和供水的用电量,仅次于空调的用电量。
同时由于全球能源紧张问题日益突出,人们对电梯能耗的关注越来越大。
深入强化节能减排是应对能源短缺问题的重要措施之一,是人类可持续发展的必由之路,因此节能绿色环保的电梯成为电梯业的发展趋势。
电梯是一个带有平衡对重的曳引系统,主要依靠电动机提供动力。
电梯节能主要有以下几种途径:(1)采用永磁同步无齿轮曳引机和变频器调速取代异步电动机调压调速,以提高电动机运行效率达到节能。
该方法具有一定的节能效果,但没有利用电梯运行过程中产生的电能。
(2)将电梯运行过程中产生的电能通过逆变装置回馈给交流电网,使电动机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降。
该方法可以充分利用电梯的再生能量,具有较好的节能效果。
1 能量回馈控制系统设计1.1 能量回馈原理电梯在运行的过程中有时处于耗电状态,有时处于发电状态。
根据能量守恒定律,当电梯空载下行、轻载下行或重载上行时,电梯处于耗电状态,这时电能转化为载荷的位能;当电梯处于空载上行、轻载上行或重载下行时,电梯处于发电状态,这时载荷的位能转化为电能。
这些所产生的电能存储在一个电容中,随着时间的增加电容中蓄积的电能越来越多,电容电压越来越高,如果不及时把电容储存的这些电能释放掉,可能会导致电梯无法正常运行。
传统的电梯大都采用能耗制动方式,用大功率电阻以热能形式将这部分能量消耗掉。
该方法虽然简单,但浪费能量,降低了系统的效率,同时电阻发热还会影响系统其他部分的正常工作。
而节能电梯将这部分再生电能通过逆变元件处理后反馈到电网,供电梯或其他电器设备使用,从而达到节能目的,这就是能量回馈的基本原理。
一种基于微网的能量回馈型节能电梯应用方案一种基于微网的能量回馈型节能电梯应用方案随着社会的不断发展和人们生活水平的提高,对于能源的需求也越来越大,能源的耗费也越来越高。
因此,节能已成为当今社会的热门话题。
电梯作为一种非常流行的交通工具,也需要在节能方面进行改进。
本文将针对电梯的节能问题和解决方案进行研究和探讨,并提出一种基于微网的能量回馈型节能电梯应用方案。
一、电梯节能问题目前,电梯作为现代建筑中不可或缺的交通工具之一,其能源消耗占到整座建筑能源消耗的20%以上。
这就意味着,电梯在节能方面要承担重要的任务。
目前,电梯节能还存在以下问题:1.电梯运行中能量的浪费。
目前,电梯在运行中未能将消耗的能量有效地回馈到电网中,导致了大量的能量浪费。
2.制动电阻器能量的浪费。
目前,大多数电梯在制动时,使用耗散制动电阻器方式来制动,会消耗大量的能量,导致能量浪费。
3.电梯空载运行的浪费。
目前,电梯在高峰期或人员很少的时候,仍然进行空载运行,消耗大量的能源,同时也增加了电梯使用成本。
二、基于微网的能量回馈型节能电梯方案为了解决电梯节能问题,本文提出一种基于微网的能量回馈型节能电梯应用方案。
该方案主要包括以下几个方面:1.安装能量回馈装置。
通过安装特殊的装置,可以将电梯在运行中消耗的能量有效地回馈到电网中。
2. 使用电阻器能量回馈技术。
采用电阻器能量回馈技术,在电梯制动时,能够将能量回馈到电网中,减少能量浪费。
3. 引入预定制动技术。
通过电梯的实时监测和管理,采取预定制动技术,尽可能地将电梯能量回馈到电网中,并减少制动产生的能量浪费。
4. 分级调度技术。
通过分级调度技术,实现电梯按照负载大小和运行情况,最优化调度。
同时,避免不必要的空载运行,减少能源浪费。
5. 负荷预测技术。
通过负荷预测技术,对电梯的运行情况进行监控和预测,以达到合理调度和节约能源的目的。
三、总结电梯作为现代建筑不可或缺的交通工具,需要在能源消费方面进行改进和优化。
能量可回馈的单相PWM整流器研究针对单相全桥电压型PWM整流器,分析了其主电路拓扑和开关模式,根据其稳态矢量关系,指出整流器实现单位功率因数运行,关键在于控制网侧电流。
采用基于滞环电流控制的双闭环控制策略,提高系统的动静态性能。
实验验证了此方案具有能使整流器网侧功率因数接近于1、直流侧电压稳定、能量可回馈等优点,能很好满足控制系统动态性能和静态性能的要求。
还将PWM整流器应用于背靠背永磁同步电机驱动系统中,具有很好的工程实用价值。
标签:整流器;单极性调制;矢量关系;滞环电流控制1 引言电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器由于具有能量双向流动、功率因数高、谐波污染少等优点,已逐渐代替传统的二极管或相控整流,并广泛应用于工业直流电源、变频调速系统、无功功率补偿、新能源(如太阳能、风力发电)等领域[1-4]。
在PWM整流器技术发展过程中,电压型PWM整流器网侧电流控制策略分为两类:间接电流控制和直接电流控制。
由于间接控制其网侧电流的动态响应慢,且对系统参数变化灵敏,因此此控制策略已逐渐被直接控制策略所取代[5]。
滞环电流控制[6]属于直接控制方案中的一种,技术电路简单,电流动态响应速度快,且对电路参数变化不敏感,对负载适应能力强,无需载波,因此输出电压中不含特定频率的谐波分量。
但滞环电流控制存在开关损耗大的问题,对此,可以选择合适的开关模式来降低其开关损耗。
2 单相PWM整流器的工作原理2.1 主电路拓扑单相全桥电压型PWM整流器的主电路电路拓扑如下图1所示。
图中,Ti (i=1,2,3,4)为功率开关管;Di (i=1,2,3,4)为续流二极管,兼有整流的作用;us为网侧电压;is为网侧电流;Vdc为整流器直流侧电压;idc 为整流器输出电流;ic为直流侧电容电流;iL为负载电流;L为交流侧电感;Cd为直流侧电容;RL为直流侧负载;E为用电负载(最常见的是电动机负载)的感应电动势;图中给出了各个电压、电流的正方向。
能量回收系统在电梯中的应用研究电梯作为一种常见的交通工具,在现代城市生活中发挥着重要的作用。
然而,随着人们对环境保护意识的增强,传统电梯存在能源浪费的问题逐渐凸显。
为了解决这一问题,能量回收系统被引入到电梯中,以实现能源的有效利用和节约。
本文将围绕能量回收系统在电梯中的应用进行研究和探讨。
首先,我们需要了解能量回收系统的原理和机制。
能量回收系统是一种利用电梯运行过程中产生的能量进行回收和再利用的技术。
在传统电梯中,电梯的制动过程中会产生大量的动能。
传统电梯将制动能直接转化为热能散失,而能量回收系统则能将这部分制动能转化为电能进行存储和再利用,实现能源的高效利用。
其次,我们可以考虑能量回收系统在电梯中的具体应用。
首先,将能量回收系统与电梯的电源系统相连接,可以将回收的电能储存起来。
这样,在电梯上升或下降时产生的制动能就可以被回收,成为电梯自身所需要的电能的一部分。
其次,能量回收系统还可以与城市电网相连接,将回收的电能注入到城市电力供应系统中,为城市的能源供应作出贡献。
此外,电梯公司还可以将回收的电能出售给当地电力公司,实现经济效益。
在应用能量回收系统的过程中,还需要考虑一些技术和经济问题。
首先,电梯的制动能转化为电能的转换效率需要进行优化。
采用先进的能量转换装置和控制算法可以提高能量回收的效果。
其次,能量回收系统的投资成本和运维成本也需要考虑。
虽然能量回收系统可以为电梯节约能源,在长期运行中也可以节约一定的能源支出,但是初期的投资和后期的维护仍然需要一定的费用支出。
因此,需要综合考虑能量回收系统的经济效益和环境效益。
除了技术和经济问题,能量回收系统在电梯中的应用还可能面临一些障碍和挑战。
首先,能量回收系统的设计需要兼顾电梯操作的安全性和性能。
不能因为回收能量而牺牲电梯的正常运行和乘客的安全。
其次,能量回收系统的应用需要考虑电梯市场和行业的整体发展趋势。
如果电梯市场竞争激烈,价格竞争激烈,电梯公司可能会更加关注降低成本而忽视能量回收系统的应用。