基于超級電容的電梯制動(dòng)能量回收存儲系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國家節(jié)能減排政策的不斷落實(shí)，推進(jìn)我國電梯節(jié)能工作，提高電梯節(jié)能水平，已成為擺在政府和電梯企業(yè)面前急需解決的重要問題。由于超級電容在儲能方面具有充放電速度快和功率密度大等諸多優(yōu)點(diǎn)，對在電梯節(jié)能系統(tǒng)中采用超級電容作為儲能裝置進(jìn)行研究具有重要意義。本文在此背景下，設(shè)計(jì)了基于超級電容的電梯制動(dòng)能量回收存儲系統(tǒng)，并對其中關(guān)鍵部分雙向DC/DC變換器的設(shè)計(jì)與控制進(jìn)行了深入的研究。
　　本文首先對基于超級電容的電梯制動(dòng)能量回收存儲系統(tǒng)進(jìn)行了

2、整體設(shè)計(jì)，并對系統(tǒng)中各部分的重要作用進(jìn)行了分析。在對隔離型雙向DC/DC變換器和非隔離型雙向DC/DC變換器進(jìn)行了性能與優(yōu)缺點(diǎn)的研究后，完成了對雙向DC/DC變換器的選型。
　　在系統(tǒng)參數(shù)匹配方面，分析了電梯的典型運(yùn)行工況。根據(jù)電梯的運(yùn)行特點(diǎn)，對超級電容的容量進(jìn)行了管理，總結(jié)了超級電容的參數(shù)匹配方法，并按照設(shè)計(jì)好的匹配方法對超級電容進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，完成成本分析。接下來，對雙向DC/DC變換器的降壓工作模式和升壓工作模式進(jìn)行了詳細(xì)分

3、析與理論研究。在理論研究的基礎(chǔ)上，分別對雙向DC/DC變換器的降壓工作模式和升壓工作模式進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算。
　　在控制方案方面，介紹了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制理論與方法以及傳統(tǒng)控制方案的設(shè)計(jì)對雙向DC/DC變換器進(jìn)行控制的局限性。在此基礎(chǔ)上，研究了PID控制器參數(shù)的整定方法并進(jìn)行了Simulink仿真。設(shè)計(jì)雙閉環(huán)串級控制，并對雙向DC/DC變換器工作在降壓和升壓模式下的控制器參數(shù)分別進(jìn)行優(yōu)化，并對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析。然后，基于設(shè)計(jì)好的控制器參數(shù)

4、，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了特定工況下的Simulink仿真，給出了超級電容充放電的仿真波形。
　　最后對系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，同時(shí)對主控芯片、IGBT模塊以及各種重要元器件進(jìn)行了選型分析與計(jì)算。在完成系統(tǒng)控制部分的軟件設(shè)計(jì)后，利用實(shí)際電梯實(shí)驗(yàn)平臺對超級電容進(jìn)行了充放電實(shí)驗(yàn)和電梯系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過優(yōu)化后的控制器對雙向DC/DC變換器進(jìn)行控制具有較快的響應(yīng)性能，而且控制器不依賴被控對象的數(shù)學(xué)模型，有效克服了模