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一体化能量回馈电梯驱动控制系统实现

作　者: 程耀华
导　师: 罗飞；彭灿辉
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 能量回馈 嵌入式系统 变频器 永磁同步电机 矢量控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


将电机发电状态下的电能转换为符合电网要求的电能，输回电网的技术称为能量回馈技术。把电梯运行时富余能量回馈电网和曳引电机控制的相关软硬件在系统中一体化集成实现，可以大幅提高系统效率，减少40%以上能源消耗，降低电梯成本。本文结合某电梯企业能量回馈电梯自主开发项目实例，探讨分析一体化能量回馈电梯驱动控制系统工程设计的思路和实现方案。包括主回路拓扑结构搭建，电机控制策略和能量回馈控制策略的实现及功率模块的驱动算法，嵌入式微机系统的实现及相关电子板制作等。主要工作包括：1.建立主回路拓扑结构。通过比较选定电梯能量回馈的主回路拓扑结构，设计制造LCL回路相关器件。2.建立双闭环控制模型。根据电梯控制系统中软硬件参数和特点，分别建立电网侧和电机侧PWM给定控制的双闭环模型，通过软件仿真确定系统参数，并将相关模型数字化后在微机板上运行。3.明确功率模块驱动方式。分析空间矢量算法，结合双滞环控制算法，确立PWM的微机开关控制方案。4.实现微机控制系统。制作基于双DSP的核心微机+外围接口板结构的相关电子板，采用实时嵌入式系统对系统功能集成控制。5.对所开发的一体化能馈系统整机试验，并与远程监控系统联调。该电梯系统开发项目取得预期成果，包括：1.电梯系统实现电网侧与电机侧的功率双向转换，系统节能超过40%。2.实现稳定的双闭环控制系统，并实现PWM功率模块的2/3PWM开关驱动模式。3.实现了实时嵌入式系统的对电梯各功能的集成控制。4.创造性的将电梯运行板载总线级数据融入远程云计算平台监控分析。该一体化电梯能量回馈控制系统，不但实现对电梯主机的平稳驱动，同时保证回馈电网的电能符合相关标准要求。经过工业运行验证该系统稳定。该一体化能馈系统已大批量投产。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-10
第一章 绪论  10-21
  1.1 能量回馈电梯驱动控制技术的兴起  10
  1.2 能量回馈主回路布局种类  10-13
    1.2.1 通用变频器＋能量回馈装置  10-11
    1.2.2 共直流母线  11-12
    1.2.3 一体化双PWM  12-13
  1.3 功率双向转换控制技术  13-17
    1.3.1 PWM 调制  13-14
    1.3.2 四象限驱动  14-16
    1.3.3 闭环控制技术  16-17
  1.4 微机技术的发展  17
  1.5 实现一体化能量回馈驱动控制系统要解决的主要问题  17-21
    1.5.1 本文选题背景和意义  17-18
    1.5.2 一体化能量回馈电梯驱动控制系统设计需求  18-21
第二章 一体化能量回馈电梯驱动控制系统组成  21-29
  2.1 电梯电气系统概述  21
  2.2 系统组成方案及原理  21-28
    2.2.1 系统主回路构成  22-23
    2.2.2 四象限变流中PWM 控制  23-26
    2.2.3 闭环控制  26-27
    2.2.4 驱动电子板  27-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章 主回路搭建  29-44
  3.1 功率模块  29-31
  3.2 母线电容  31-32
  3.3 铜排系统  32-34
  3.4 LCL 系统实现  34-43
    3.4.1 升压电感  34-35
    3.4.2 LCL 滤波  35-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章 一体化驱动控制策略实现  44-55
  4.1 电机侧双闭环控制策略  44-47
  4.2 电网侧双闭环控制策略  47-50
  4.3 PWM 变调驱动  50-53
    4.3.1 基于相间电流解耦的SVPWM 定频滞环控制原理  50-52
    4.3.2 PWM 变调程序梯形图  52-53
  4.4 本章小结  53-55
第五章 微机系统实现  55-69
  5.1 一体化电子板结构实现  55-59
  5.2 一体化驱动程序总线功能分配  59-64
    5.2.1 主微机SH7727  62
    5.2.2 副微机SH7085  62-64
  5.3 实时嵌入式操作系统（RTOS）实现  64-67
    5.3.1 ITRON 操作系统特点  64-65
    5.3.2 NORTI 在本系统中的应用（片载RTOS）  65-67
  5.4 远程监控介绍  67-68
  5.5 本章小结  68-69
第六章 效果汇总  69-73
  6.1 电动运行各曲线图  69-70
  6.2 电能回馈各曲线图及电能质量分析图  70-71
  6.3 节能效果  71-72
  6.4 本章小结  72-73
结论  73-75
  (一) 总结  73
  (二) 展望  73-75
参考文献  75-78
附录  78-79
致谢  79-80
附表  80

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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