基于dsp的电梯能量回馈系统的设计与实现（可复制）.pdf

武汉科技大学硕士学位论文摘要能源问题是决定新世纪社会发展的突出问题,如何提高能源的利用率已引起全世界人民的关注。能量回馈系统作为用电设备与供电电网的接入口,可以实现直流电和交流电形式的转换,有着广阔的应用前景。本文将电压型姹淦饔τ糜诘缣菹低持校ǖ缣制动过程中产生的电能逆变成与交流电网电压同相的交流电,回馈给电网,以降低系统能本文首先在分析了电梯能量回馈系统模型和基本原理的基础上,利用的仿真平台,建立了基于幅相控制和矢量控制的逆变器系统仿真模型,仿真结果在理和扼流电感等主回路部分,以及采样电路、电压同步检测电路、显示电路和其他电路等控制回路部分的硬件结构和设计实现方法。然后,研究了能量回馈、系统保护、按键读取、显示和通信等主要功能的实现方法,并据此给出了软件设计实现流程。最后,采用幅相控本系统的控制原理和硬件、软件功能进行了实验测试。实验结果证明,本能量回馈控制系统的输出电流功率因数近似于缌鞑ㄐ挝榷ǎ满足系统设计要求。系统能够很好的弥补电梯制动电阻能耗高、稳定性差的问题,在制动电阻工作之前,将积蓄在变频器滤波电容的能量转化为交流电回馈给电网,从而达到节能降耗、稳定系统运行的目的。能量回馈;逆变器;幅相控制;矢量控制第耗。论上验证了本控制策略的可行性。其次,文章详细分析了能量回馈系统的功率器件、驱动制策略和电压闭环调节方法,设计了功率为.ⅱ裟芰炕乩∽爸茫⒃诖嘶∩希关键词:
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武汉科技大学硕士学位论文第一章绪论将机械能转化为电能,使得变频器电容电压升高。为了将电容的能量释放出去,目前控制发展而发展。年,美国研制出世界上第一只普通的以下聪蜃瓒闲涂煽毓瑁度得到了广泛的应用,并促使装置性能进一步提高和传统直流电源装置的革新,但因是一种电压控制型自关断器件,具有驱动功率低、安全工作区宽负醪第引言电梯作为垂直方向的交通工具,在高层建筑和公共场所已经成为重要的建筑设备而不可或缺。随着计算机技术和电力电子技术的发展,现代电梯已经成为典型的机电一体化产品,多采用变频器来控制电梯的运行。据统计,~蛱ǖ乃俣仍龀ぃ虼耍档偷缣莸哪芎某晌2豢珊鍪游侍狻5缣荽τ谥贫刺保电梯的变频器一般采用电阻制动方式,这种制动方式不仅浪费电能,而且在制动过程中电阻温度非常高,从而影响电梯系统的稳定性。为了调节电机房温度,还需要为电梯机房安装大功率风机或空调,这样更增加了电梯系统的耗电量。能量回馈型有源逆变器作为和电网的接入口,可以实现直流电和交流电的转换,有着广阔的应用前景。本文将能量回馈系统应用于电梯控制系统中,将变频器中电容的能量逆变成与电网电压同相的电流,从而回馈电网。在重新利用机械能的同时,还减少了电梯机房的发热量,这不仅提高了电梯控制系统的稳定性,还大大降低了电能的消耗。⒄有源逆变技术作为电力电子技术的重要部分,它是伴随着电力电子技术发展起来的。电力电子学是研究采用半导体器件实现电能控制和变换的科学,它随着电力半导体器件的后称晶闸管琒是一种半控型器件。用它组成的电路简称半控型电路,其基本特点是容量大,但电路结构复杂,开关频率低,功率密度和整机效率不高。经过年代的工艺完善和应用开发,到了年代,晶闸管已形成从低压小电流到高压大电流的系列产品。在这期间,世界各国还研制出一系列的派生器件,如不对称晶闸管、逆导晶闸管⑺蚓д⒐瓵、门极辅助关断晶闸管、光控晶闸管约年代迅速发展起来的可关断晶闸管甏骞进入工业应用领域,由于哂凶怨囟夏芰η铱9厮俣瓤纱,是一种全控器件,在际踔幸是一种电流控制型器件,开通增益有限,这给驱动电路的设计和能耗都是一个负担,另外还存在二次击穿、不易并联以及开关频率仍然偏低等问题。比较而言,功率场效应晶体管
武汉科技大学硕士学位论文第存在二次击穿问题⒙┘ǖ缌魑8何露忍匦易并联⑹淙胱杩垢叩扔诺悖庇质且恢高频器件,能够在高频硬开关环境中工作。工作频率达到几十千赫至数百千赫,低压管甚至可达兆赫。优点突出,但其导通电阻与耐压大小成正比,这就限制了它在高频、大功率领域的应用。基于蚆挠湃钡悖甏缌Φ缱悠骷钜俗⒛康成就之一就是开发出双极型复合器件。研制复合器件的主要目的是实现器件的高压、大电流参数同动态参数之间的最合理的折中,使其兼有骷退ḿ推骷耐怀鲇诺悖即具有的输入特性、开关频率和氖涑鎏匦浴⒖9厝萘浚佣鼋衔理想的高频、高压和大电流器件。目前被认为最有发展前途的复合器件是绝缘栅双极型晶体管J导噬纤且恢钟肕门控制的晶休管。鉴于优良的器件特性和不断提高的制造工艺,逐渐占领了电力电子器件市场。除了器件本身性能的不断提高,器件模块化和集成技术也相继发展起来。就内部结构而言,和都是功率集成器件,模块化技术的应用大大提高了电路功率密度和