变频电梯驱动装置的节能研究

【摘要】：论文首先介绍了曳引电梯的拖动发展历史,和中国电梯的发展历史。然后分析了曳引式电梯的运行原理,通过曳引电梯的运行原理,证明曳引式电梯即可以运行在电动状态,还可以运行在发电状态,并且当曳引电梯运行在发电状态时,产生泵升电压,使驱动用变频器的直流母线电压升高,威胁到变频器的正常运行,因此在传统的电梯上往往通过加装制动电阻来将产生的多余电能消耗,由于制动电阻将多余的电能转化为热能,从而导致了电梯控制柜和变频器周边的环境温度的升到,恶化了他们的工作环境。通常只有在他们的工作空间内加装空调设备,来降低环境温度,保证设备的正常运行。但这又导致了新的能源的消耗,造成了能源的浪费。现在较为成熟的曳引电梯的节能方案有两种,一种是使用储能元件将电梯在发电状态所发的多余电能储存起来,当电梯处于电动状态是在供给电梯使用。论文分析了使用超级电容作为储能元件的双向DC-DC装置的工作原理。然后通过在实际项目上加装超级电容节能装置,分析其节能的效率和特点,并发现现有群控电梯的群控策略不能最大限度的发挥超级电容储能节电装置的节能效果,并提出改进方案。第二种节能方案是使用专用的电能回馈逆变器将电梯在发电状态是产生的多余电能逆变成与公共电网电压相同,频率相同三相交流电,并将逆变的电能输送会电网,供电网中其他用电设备使用已达到节能的目的。论文分析了能量回馈装置的数学模型,控制策略和工作原理。并通过实际加装能量回馈节能装置,分析其节能的效果和作用。同时能量回馈装置作为一个发电装置也不可避免的会给电网带来高次谐波的污染,论文也通过实际测量其谐波总量THD,来证明能量回馈节能装置在总谐波量上是可以满足电网要求的。最后论文对比了两种节能方案的优缺点,由于电梯的工况不同,有单台独立运行,两台并联运行,还有多台电梯群控运行,电梯在不同的工况下,能量的消耗和能量产生的多少也是不同的,只有在适合的电梯工况下,使用合理的节能方案才能最大限度地发挥节能装置的作用,才能起到最大的节能作用。 【关键词】：曳引电梯 超级电容 能量回馈
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU857
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-10
• 1.1 课题意义8
• 1.2 课题目的8-10
• 第2章 电梯的历史和发展10-18
• 2.1 世界电梯行业发展简介10-12
• 2.2 世界电梯行业的发展趋势12-13
• 2.3 中国电梯行业的发展历史13-14
• 2.4 国内电梯行业的发展趋势14-16
• 2.4.1 无机房电梯14-15
• 2.4.2 家用电梯15
• 2.4.3 高速电梯15
• 2.4.4 节能电梯15
• 2.4.5 电梯的监控及物联网15-16
• 2.5 产品技术的发展趋势16-18
• 2.5.1 驱动技术16
• 2.5.2 电气控制系统—信号控制通讯技术16
• 2.5.3 曳引导向系统—曳引机制造技术16
• 2.5.4 门技术16-17
• 2.5.5 电梯的安全系统17-18
• 第3章 电梯的能耗分析18-29
• 3.1 曳引电梯工作原理18-22
• 3.1.1 曳引电梯工作原理18-21
• 3.1.2 曳引机四象限运行21-22
• 3.2 电梯能耗分析22-24
• 3.2.1 电梯系统能量分析23
• 3.2.2 电梯能耗组成及影响因素23-24
• 3.3 交流异步电动机的发电原理和泵升电压24-29
• 3.3.1 交流电动机的发电原理24-25
• 3.3.2 泵升电压及泵升电压的处理方式25-26
• 3.3.3 泵升电压的处理方式26-29
• 第4章 能量吸收式电梯节能装置29-47
• 4.1 超级电容器简介及应用29-31
• 4.1.1 超级电容器的原理和特点29-30
• 4.1.2 超级电容器与电池和传统电容器的比较30
• 4.1.3 超级电容器的主要应用领域30-31
• 4.2 超级电容储能节能系统组成与功能31-39
• 4.2.1 超级电容节能装置的原理31-32
• 4.2.2 超级电容器储能装置的控制策略32-33
• 4.2.3 超级电容节能装置的算法33-39
• 4.3 超级电容应急节能装置的应用及能能效果39-47
• 4.3.1 超级电容应急节电装置的实际应用39-41
• 4.3.2 超级电容应急节电装置的节电效果41-44
• 4.3.3 变频器共直流母线加装超级电容储能装置44-47
• 第5章 能量回馈式节能装置47-56
• 5.1 能量回馈式节能装置的原理和控制策略47-49
• 5.1.1 能量回馈式节能装置的原理及控制策略47-49
• 5.1.2 能量回馈装置的运作方式49
• 5.2 能量回馈是节能装置的应用和节能效果49-54
• 5.2.1 能量回馈式节能装置的应用49-51
• 5.2.2 回馈电能谐波分析51-53
• 5.2.3 节能效果53-54
• 5.3 能量回馈节能装置的特点54-56
• 5.3.1 能量回馈节能装置的优点54
• 5.3.2 能量回馈节能装置目前所存在的问题54-56
• 结论56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61

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