直流电抗器在电梯控制系统中的应用

电梯一体化能量回馈原理及应用摘要：电梯作为一种垂直运输工具，在人们的日常生活中发挥着不可替代的作用。

随着电梯数量的不断增加，电梯能耗问题越来越受到人们的重视。

面对日益强化的资源环境约束，人们的危机意识不断增强，绿色低碳发展理念深入人心。

因此，利用能量回馈原理提高电梯的电能利用率具有重要意义。

关键词：电梯；能量回馈；原理；应用电梯作为一种高能耗的特种设备，人们在享受电梯带来便利的同时，电梯的节能问题也越来越突出。

而能量回馈技术是降低电梯能耗最具潜力的技术，它是将制动电阻原消耗的电能，通过逆变器转换为交流电能，送回交流电网进行再生运行或供附近其他用电设备使用，使电动机拖动系统单位时间内消耗的电能减少，以达到节约电能的目的。

一、电梯的概念依照电梯在实际生活中的运用及特征，电梯的含义分为广义和狭义。

狭义的电梯是指对规定楼层进行服务，具有轿厢等垂直或倾斜的升降设备，不包括自动人行道及自动扶梯等。

对广义的电梯而言，其主要是指具有动力驱动，可沿着刚性导轨进行运行的箱体或沿着固定的线路进行运行的梯级、踏步等，可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。

此外，按运行速度电梯可分为超高速、高速、快速及慢速几种类型。

同时，还可按用途的不同加以区分，如客梯、观光梯等，随着科技的发展，还出现了一些较为特殊的电梯，如立体停车场中所使用的电梯等。

二、能量回馈原理电梯作为垂直交通运输设备，其向上运送与向下运送的工作量大致相等，驱动电动机通常是工作在拖动耗电或制动发电状态下。

当电梯轻载上行及重载下行及电梯平层前逐步减速时，驱动电动机工作在发电制动状态下。

此时是将机械能转化为电能，过去这部分电能要么消耗在电动机的绕组中，要么消耗在外加的能耗电阻上。

前者会引起驱动电动机严重发热，后者需要外接大功率制动电阻，不仅浪费了大量的电能，还会产生大量的热量，导致机房升温。

有时候还需要增加空调降温，从而进一步增加了能耗。

电能回馈技术利用变频器交-直-交的工作原理，将机械能产生的交流电(再生电能)转化为直流电，再通过电能回馈技术将直流电逆变成交流电回馈到电网，供电网其他设备使用，从而使总耗电量下降，以起到电梯节能的目的。

浅议能量反馈在电梯节能技术中的应用作者：张红坤来源：《商品与质量·学术观察》2013年第03期摘要：在提高能量回馈系统在电梯节能的直流电压的利用率，减少回馈电能对电网的污染，本文论述了一种电梯节能能量回馈控制系统，回馈能量的逆变采用SVPWM技术分析了电梯节能逆变系统的组成及工作原理，并对该逆变节能控制系统进行了仿真实验研究。

结果表明：该系统设计合理，在电梯节能能量回馈系统中采用SVPWM技术，既能提高能量回馈逆变电路对直流电压的利用率，又能减少逆变电能总谐波失真。

关键词：电梯节能计算机仿真能量逆变 SVPWM一、引言电梯节能能量回馈系统的作用就是将储存在变频器直流侧电容中的电能及时逆变为交流电，并回馈给电网，从而达到节能的目的。

对于直流电能到交流电能的逆变目前已经有一些成熟的技术在电梯节能控制系统的逆变技术应用中取得较好效果的还不多，本文分析了SVPWM 方法在电梯节能能量逆变器中的应用。

采用变频调速的电梯要求电机四象限运行，当电梯快速制动以及电梯上行时，电梯的驱动电机处于再生发电状态，产生的再生电能传输到变频器的直流侧滤波电容上，产生泵升电压，严重威胁系统的工作安全。

目前，控制泵升电压的普遍方法是：通过在直流母线上接一个能耗电阻，将能量释放。

这种方法由于电梯在工作中制动频繁并带位势负载运行，一方面造成能量严重浪费；另一方面电阻发热，使得环境温度升高，影响系统工作的可靠性。

二、能量回馈控制系统组成及工作原理（一）、能量回馈系统组成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，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，实现节能并尽量避免对电网的污染。

电梯直流电能逆变回馈过程中，系统要求在相位、电压、电流等方面应满足的控制条件。

逆变过程必须与电网相位保持同步关系；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；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电流；应尽量减少逆变过程对电网的污染。

浅谈五层电梯的ＰＬＣ控制近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速发展，电梯控制系统也在不断改进。

PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强等优点，目前已成为在电梯控制系统中使用最多的控制方式。

笔者以三菱FX系列PLC为例，对五层五站交流双速、集选控制电梯进行PLC控制改造，分别从电梯控制系统的构成及工作原理、软件设计等方面，详细阐述了PLC在电梯控制系统中的应用。

一、电梯控制系统的组成电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个部分。

电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿厢开关门电路。

电气控制系统则由众多按钮、传感器控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLC）等组成。

PLC集采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。

二、电梯控制系统的硬件组成及I/O分配图（图略）1．系统输入部分系统输入分为两个部分，一是轿厢内控制箱、轿顶检修箱和厅外的指令按钮部分，包括轿内指令按钮、开关门按钮、厅外召唤按钮、轿顶检修运行指令等；二是换速、平层传感器，开关门限位开关等输入信号部分。

2．系统输出部分系统的输出部分包括发光二极管记忆电路、交流双速调速电路、轿箱开关门电路和七段数码管楼层显示电路等。

3．I/O分配图（略）三、电梯电气控制系统工作过程集选电梯具有无司机（自动）、有司机、检修三种运行态，又具有多种性能，包括超载保护及声光报警，满载自动关门并驶，安全触板保护，司机状态下一次直驶，轿内多指令登记，厅外顺向召唤信号截梯等等。

电梯的三种运行状态可通过钥匙开SYK进行切换，完成电梯在不同工作情况的需要。

１．有司机状态和无司机（自动）运行状态（１）下班关门关梯和上班开门开梯操作。

下班关门关闭电梯，管理人员或司机通过一楼厅外的召唤按钮1SZA，把电梯召回1楼，位于轿架的限位开关打板碰压位于井道轿厢导轨上的行程开关KGK。

扭动厅外召唤厢上的钥匙开关TYK，关闭轿厢内照明灯及关门。

《变频器技术应用》试题库一、选择题1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（C）。

A：PWM B： PAM C：SPWM D：SPAM2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（A）调速。

A：恒功率B：恒转矩C：恒磁通D：恒转差率3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（C）。

A：直流制动B：回馈制动C：反接制动D：能耗制动4、对于风机类的负载宜采用（D）的转速上升方式。

A：直线型 B ：S型 C ：正半S 型 D ：反半S 型5、N2 系列台安变频器频率控制方式由功能码（B）设定。

A：F009B：F010 C ：F011 D ：F0126、型号为 N2-201-M 的台安变频器电源电压是（B）V。

A： 200 B：220C：400D：4407、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（BA：磁极数B：磁极对数C：磁感应强度D：磁场强度）有关系。

8、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D）。

A：SCR B ：GTO C ： MOSFET D ：IGBT9、IGBT 属于（B）控制型元件。

A：电流B：电压C：电阻 D ：频率10、变频器的调压调频过程是通过控制（B）进行的。

A：载波B：调制波C：输入电压D：输入电流11、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（A）功能。

A：频率增益 B ：转矩补偿 C ：矢量控制D：回避频率12、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（B）功能。

A：转矩补偿 B ：转差补偿 C ：频率增益13、变频器安装场所周围振动加速度应小于（C D：段速控制）g。

A：1B： 0.5C：0.6D：0.814、变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（A：电流B：电阻C：电感D：电容A）型。

15、 N2系列台安变频器操作面板上的SEQ指示灯在（）发光。

A ：F10=0B ：F10=1C：F11=0D ： F11=116、 N2系列台安变频器操作面板上的显示屏幕可显示（b ）位数字或字母。

电梯电抗器的原理
电梯电抗器是一种用于电梯系统中的电气装置，其原理是利用电抗的特性来改变电路的电流和电压。

电抗是指电路中电流和电压之间的相位差，它的单位是欧姆。

电梯电抗器通常由线圈和电容器组成。

当电梯系统中的电流变化时，电抗器会产生一个与电流变化方向相反的电动势，从而阻碍电流的变化。

这种阻碍作用可以将电流的瞬时变化平滑化，从而降低电梯系统中的电流峰值，减少电流的冲击和波动，保护电梯系统的稳定运行。

电梯电抗器还可以调整电路的电压。

通过调整电抗器的电感和电容值，可以改变电路中的电压相位差，从而调节电压的大小和频率。

这对于电梯系统的运行和控制非常重要，可以确保电梯电机的正常工作和安全运行。

总之，电梯电抗器利用电抗的特性来改变电路的电流和电压，使电梯系统的电流波动减小，电压调节更加稳定，从而保护电梯系统的安全和稳定运行。

自动扶梯电气控制系统设计摘要：随着社会的进步和科学技术的发展，自动扶梯在各种公共场合得到了广泛的应用，给人们的生活带来了极大的便利。

同时，自动扶梯控制系统也取得了很大的进步，过去的自动扶梯控制系统在安全性、编程和使用、维护等方面的性能已经不能满足人们的需求。

在此基础上，介绍了基于PLC的自动扶梯控制系统的设计。

该控制系统可实现自动扶梯的计算机控制，使自动扶梯智能化、安全性高、电梯维护简单。

关键词：自动扶梯；电气控制系统；PLC；系统设计大多数自动扶梯无论客流量大小，均按照额定速度运行，特别是空载时仍以额定速度运行，具有耗能大，机械磨损严重，使用寿命低，容易发生事故等缺点。

国内外研究人员对扶梯运行状态进行了研究，从控制系统的角度对扶梯运行进行优化，以达到节能的目的。

目前较为常见的控制系统主要有以下三种：继电器控制系统、PLC控制系统和单片机控制系统。

PLC控制系统编程简单、抗干扰能力强，在国内电梯控制领域中已逐渐形成主导地位。

针对这种现状，本文中设计一种以PLC技术为主的自动扶梯节能运行控制系统。

1.对自动扶梯电气控制系统提出的设计要求1.对自动扶梯启动方式的设计要求自动扶梯牵引电机必须采用星型起动方式，自动扶梯牵引电机绕组在正常起动时应采用三角形连杆方式，以减少启动时的电流，确保安全。

1.2对自动扶梯运行速度的设计要求自动扶梯对其运行速度应当有着要求，运行速度应该保持在一定范围内，防止因速度过陕导致乘梯人员因惯性摔倒，也防止运行太慢使输送人员的效率降低以及造成电机超负荷运作而损坏。

当自动扶梯因为某种原因运行速度相较于正常范围过快或过慢时，其运行应该自动停止。

1.3对自动扶梯自动控制的设计要求近年来，随着自动扶梯的普及，“电梯咬合器”事故越来越频繁，因此自动扶梯电控系统应重点关注自动扶梯的安全性。

在自动扶梯电控系统中设置自动扶梯的警示标志和间隙警示灯，设置自动扶梯启动前的报警器，这关系到人们的安全。

变频调速系统电磁兼容研究陈灏【摘要】针对变频调速系统内外部各种电磁干扰现象,从变频调速系统工作原理着手,通过对变频调速系统主电路和控制电路的分析,阐明变频调速系统产生电磁干扰的原因.根据变频调速系统的电磁干扰耦合途径,提出相应的电磁干扰抑制策略.实测结果证明,变频调速系统采用屏蔽、滤波、隔离、接地等措施,可有效抑制电磁干扰,从根本上解决了变频调速系统的电磁兼容问题.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2015(036)009【总页数】4页(P57-60)【关键词】变频调速;电磁兼容;电磁干扰;VVVF调速;变频器;脉宽调制(PWM)【作者】陈灏【作者单位】武汉职业技术学院电子信息工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TH81;TU83Frequency converter Pulse width modulation(PWM)随着微电子学、电力电子技术、计算机技术、自动控制理论等的不断发展，变频技术在交通运输、石油、家用电器、军事等领域得到广泛的应用。

其中变频调速技术是最常见的应用，可实际产生巨大的节能效果，大大提高自动化程度。

但由于变频调速系统大多采用了微处理器、智能功率模块等电磁敏感器件，对电机易形成干扰而使其产生误动作；另外，变频调速系统的输入电源包含丰富的谐波成分，而系统输出的电流亦非标准正弦波，同样含有许多高次谐波，这些谐波将以空中辐射、线路传导等方式向外传播，对周围的电子、电气设备形成干扰。

为确保变频调速系统正常工作，同时又能满足电力部门对功率因数的有关要求，必须解决好变频调速系统的电磁兼容问题。

所谓变频调速，就是通过改变电动机定子绕组电源频率来调节电机速度，为了维持电动机的最大转矩不变，在改变电源频率的同时需要调节定子的供电电压。

因此，这种变频调速也称为变压变频(variable voltage and variable frequency,VVVF)调速，它是交流异步电动机调速方式中应用较为广泛的一种。

电抗器的作用：变频调速用输入输出电抗器：变频器和调速器在使用过程中，经常会受到来自浪涌电流和浪涌电压的冲击，会严重损坏变频器和调速器的性能和使用寿命，所以要在其前面加装输入电抗器，用以抑制浪涌电压和浪涌电流，保护变频器和调速器，延长其使用寿命和防止谐波干扰，同时由于变频器和调速器是采用变频的方式调速的，所以在调速的时候经常会产生高次谐波和产生波形畸变，会影响设备正常使用，为此，须在输入输出端加装一个电抗器，用于滤出谐波电压和谐波电流，改善电网质量，我厂生产的输入输出系列电抗器，采用优质矽钢片和优质铜线经先进的工艺精制而成。

交流电抗器是在变频器的输入端与电源的隔离器件，也是变频器与电动机的隔离器件。

用在输入端的叫输入电抗器，用在输出端的叫输出电抗器。

它主要是隔离变频器的高次谐波，防止变频器对电源或其它设备的干扰，在大容量变频器和小容量变压器中使用最多。

对于变频器与电动机的距离超过30米的用户输出端应加交流输出电抗器。

对于电源要求高的场合也常使用。

一般情况下是不用的。

变频器应用中的抗干扰及其抑制一、引言变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体，以良好的调速和具有节能、可靠、高效的特性应用于工业控制的各个领域，如变频调速用在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面，保证了调节精度，减轻了劳动强度，提高了经济效益，但随之也带来了一些干扰问题。

现场的供电和用电设备会对变频器产生影响，变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。

变频器产生的干扰对电子、通信及无线电设备等较为敏感。

根据英国的ACE报告，各种对象对高次谐波的敏感程度如下：电动机在10%～20%以下无影响；仪表电压畸变10%，电流畸变10%，误差在1%以下；电子开关超过10%会产生误动作；计算机超过5%会出错。

对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰；对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。

如果变频器的干扰问题解决不好，不但系统无法可靠运行，还会影响其他电子、电气设备的正常工作。