基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的電路設(shè)計(jì)

【摘要】： 從工業(yè)革命以來,能源大量消耗。目前地球能源緊缺,各行各業(yè)都在尋求節(jié)約能量的方法。在電梯行業(yè),變頻調(diào)速式電梯使用量大,耗能客觀。因此研究變頻調(diào)速式電梯的節(jié)能問題意義重大。 變頻調(diào)速式曳引電梯在電梯上行,電梯轎廂重量小于電梯對(duì)重時(shí)和在電梯下行,電梯轎廂重量大于電梯對(duì)重時(shí),拖動(dòng)電梯的電機(jī)要釋放大量再生電能。而給電梯電機(jī)供電的整流器電流不可逆。因此造成電梯電機(jī)釋放的再生能量大量堆積在電梯供電母線端,引起電梯供電母線的電壓升高。這升高的電壓將引起電梯器件的損壞。 傳統(tǒng)的做法是使用大功率電阻把電梯電機(jī)的再生電能消耗掉。但是這樣做會(huì)造成更大的電能浪費(fèi)。因?yàn)榇蠊β孰娮柙谙碾娞菰偕芰繒r(shí),會(huì)釋放大量熱量,引起電梯機(jī)房溫度升高,電梯元件性能會(huì)降低。為了不使電梯元件性能降低,就得保持電梯機(jī)房恒溫。一般的做法是采用空調(diào)或風(fēng)機(jī)維持電梯機(jī)房溫度。所以大功率電阻耗能的方法不僅使電梯再生能量白白消耗掉,而且由于使用了空調(diào)和風(fēng)機(jī),引起了第二次的能量浪費(fèi)。 目前還有一種流行的方法是使用DC/AC轉(zhuǎn)換器把電梯再生電能回饋給電網(wǎng)。使用DC/AC轉(zhuǎn)換器節(jié)能的方法不需要安裝空調(diào)或風(fēng)機(jī)維持電梯機(jī)房溫度,但是由于DC/AC轉(zhuǎn)換器把電梯的再生電能回饋給電網(wǎng),引起了電網(wǎng)的干擾。 本研究設(shè)計(jì)的基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置,選用超級(jí)電容作為電梯電機(jī)再生能量的儲(chǔ)能設(shè)備。由于超級(jí)電容環(huán)保,儲(chǔ)能量大,充放電時(shí)間快。因此它是作為電梯電機(jī)再生能量儲(chǔ)存的最好元件。當(dāng)變頻調(diào)速式曳引電梯釋放再生能量時(shí),使用超級(jí)電容把電梯電機(jī)的再生能量回收;當(dāng)電梯需要電能時(shí),使用超級(jí)電容把電能供給電梯元件;當(dāng)超級(jí)電容裝滿或無法再儲(chǔ)存能量時(shí),使用大功率電阻消耗多余的電梯電機(jī)再生電能。 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能方案不會(huì)像大功率電阻耗能方案一樣,在消耗電梯電機(jī)再生能量時(shí)釋放大量熱量。因此它不需要安裝空調(diào)或風(fēng)機(jī)維持電梯機(jī)房的溫度。同時(shí)它也不會(huì)像DC/AC轉(zhuǎn)換器那樣,反饋電梯電機(jī)再生能量給電網(wǎng),對(duì)電網(wǎng)造成干擾,保證了電網(wǎng)的供電安全。 在本次研究中,本人根據(jù)給定的電梯參數(shù),設(shè)計(jì)了基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的電路,并且使用了OrCAD10.0/PSpice軟件分別對(duì)超級(jí)電容充電電路、放電電路和大功率電阻消耗電路進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的電路工作正常。 【關(guān)鍵詞】：電梯 節(jié)能 boost buck 超級(jí)電容
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TU857
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-15
• 1.1 電梯再生能量原理和電梯再生能量處理方法的發(fā)展12-13
• 1.1.1 電梯再生能量的基本原理12
• 1.1.2 電梯再生能量處理方法的發(fā)展12-13
• 1.1.3 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的原理及優(yōu)點(diǎn)13
• 1.2 本設(shè)計(jì)所用電梯數(shù)據(jù)13
• 1.3 研究中本人的工作13-14
• 1.4 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置要求14-15
• 第二章 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置原理15-25
• 2.1 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的整體介紹15-16
• 2.2 基于超級(jí)電容的放電電路和充電電路16-23
• 2.2.1 超級(jí)電容放電boost 升壓電路工作原理16-20
• 2.2.2 超級(jí)電容充電buck 降壓電路工作原理20-23
• 2.3 大功率電阻消耗電梯電機(jī)再生電能工作原理23-24
• 2.4 本章總結(jié)24-25
• 第三章 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的電路參數(shù)確定25-35
• 3.1 設(shè)計(jì)電梯的具體參數(shù)25
• 3.2 曳引電梯反饋再生能量情況分析25-29
• 3.2.1 曳引電梯曳引力分析25-26
• 3.2.2 曳引電梯反饋能量26-29
• 3.3 由曳引電梯反饋再生能量確定所用超級(jí)電容數(shù)值29-30
• 3.4 超級(jí)電容充放電節(jié)能電路中開關(guān)元件的選擇和所用頻率30-32
• 3.4.1 超級(jí)電容節(jié)能電路開關(guān)元件的選擇30-31
• 3.4.2 超級(jí)電容節(jié)能電路開關(guān)元件的頻率31-32
• 3.5 超級(jí)電容充放電電路參數(shù)的確定32-34
• 3.5.1 超級(jí)電容充放電boost/buck 電路合并后的電路圖32
• 3.5.2 由boost 電路，而不由buck 電路確定電路參數(shù)的理由32-33
• 3.5.3 超級(jí)電容boost 放電電路的占空比的確定33-34
• 3.5.4 超級(jí)電容boost 放電電路的電感的確定34
• 3.6 本章總結(jié)34-35
• 第四章 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的電路元件35-39
• 4.1 超級(jí)電容介紹35-37
• 4.1.1 超級(jí)電容原理35
• 4.1.2 超級(jí)電容與其它儲(chǔ)能電池比較35-36
• 4.1.3 超級(jí)電容的應(yīng)用情況36
• 4.1.4 超級(jí)電容的仿真模型36-37
• 4.2 IGBT 元件介紹37-38
• 4.2.1 IGBT 仿真模型37-38
• 4.3 大功率電阻消耗電路中大功率電阻38
• 4.4 本章總結(jié)38-39
• 第五章 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的電路仿真39-69
• 5.1 仿真軟件39-40
• 5.1.1 OrCAD/PSpice 發(fā)展39
• 5.1.2 OrCAD/PSpice 介紹39-40
• 5.2 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的仿真40-41
• 5.2.1 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的仿真電路圖40
• 5.2.2 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的電路仿真方法40-41
• 5.3 超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置充電和放電情況下IGBT 驅(qū)動(dòng)脈沖41-42
• 5.4 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的電路元件仿真參數(shù)42-43
• 5.5 超級(jí)電容升壓放電電路仿真43-51
• 5.5.1 超級(jí)電容boost 放電電路的參數(shù)值43-44
• 5.5.2 超級(jí)電容boost 放電電路仿真方法44-45
• 5.5.3 超級(jí)電容boost 放電電路仿真主要項(xiàng)目45
• 5.5.4 超級(jí)電容boost 放電電路仿真要求45
• 5.5.5 超級(jí)電容boost 放電電路仿真電路圖45-46
• 5.5.6 超級(jí)電容boost 放電電路仿真結(jié)果46-51
• 5.5.7 超級(jí)電容boost 放電電路仿真小結(jié)51
• 5.6 超級(jí)電容充電電路仿真51-63
• 5.6.1 超級(jí)電容buck 充電電路的參數(shù)值51-52
• 5.6.2 超級(jí)電容buck 充電電路仿真占空比和充電電壓確定52-54
• 5.6.3 超級(jí)電容buck 充電電路仿真方法54
• 5.6.4 超級(jí)電容buck 充電電路仿真主要項(xiàng)目54-55
• 5.6.5 超級(jí)電容buck 充電電路仿真要求55
• 5.6.6 超級(jí)電容buck 充電電路仿真圖55-56
• 5.6.7 超級(jí)電容buck 充電電路仿真結(jié)果56-62
• 5.6.8 超級(jí)電容buck 充電電路仿真小結(jié)62-63
• 5.7 大功率電阻消耗再生能量電路仿真63-67
• 5.7.1 大功率電阻消耗再生能量電路仿真方法63
• 5.7.2 大功率電阻消耗再生能量電路仿真主要項(xiàng)目63
• 5.7.3 大功率電阻消耗再生能量電路仿真要求63
• 5.7.4 大功率電阻消耗再生能量電路仿真圖63-64
• 5.7.5 大功率電阻消耗再生能量電路仿真結(jié)果64-67
• 5.7.6 大功率電阻消耗再生能量電路仿真小結(jié)67
• 5.8 本章總結(jié)67-69
• 第六章 總結(jié)和展望69-72
• 6.1 本論文研究總結(jié)69
• 6.2 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置電路圖69-70
• 6.3 在本次研究中本人所做工作70
• 6.4 基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置電路仿真結(jié)果70-71
• 6.5 前景展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 攻碩期間取得的研究成果75-76

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基于光伏電池與超級(jí)電容組建直流電源裝置    蔣鵬儀;施鵬飛;付湘瓊;

加裝超級(jí)電容純電動(dòng)汽車的性能分析    王志福;陳偉;葉輝萍;史建軍;

燃料電池電動(dòng)汽車用DC/DC變換器方案    張潔萍,張逸成,姚勇濤,孔繁虹,肖明

超級(jí)電容公交在城市公交應(yīng)用中的推廣可行性探討    朱進(jìn);

儲(chǔ)能方式驅(qū)動(dòng)加速器重頻運(yùn)行研究    楊建華;鐘輝煌;舒挺;張建德;高景明;任合明;周相;文建春;

科技部部長徐冠華在上海試乘超級(jí)電容電車    

碳?xì)饽z的制備及應(yīng)用于超級(jí)電容的研究    符若文;雷勇強(qiáng);

超級(jí)電容儲(chǔ)能電力系統(tǒng)直流電源    孔燁;

風(fēng)電電動(dòng)變槳伺服控制系統(tǒng)的研發(fā)    潘菊初;

一種抑制電壓暫降對(duì)變頻調(diào)速影響的方法    曹智慧;韓民曉;杜明明;高然;

氫燃料電池電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)研究    張炳力;徐德勝;方運(yùn)舟;

車用交流伺服起動(dòng)——發(fā)電集成系統(tǒng)的性能研究    冉文;全力;

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天富電力超級(jí)電容炭生產(chǎn)示范線通過中期評(píng)估    通訊員 劉永華

上海超級(jí)電容公交車示范線開通    特約記者　 王赤峰

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“無辮”電車上路風(fēng)波    本報(bào)記者　 沈文敏

“零污染”,上海超級(jí)電容公交車上路    王蔚 陸文軍

大力發(fā)展超級(jí)電容公交電車    章鴿車?yán)?/span>

超級(jí)電容電動(dòng)公交客車高效直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究    黃軍

超級(jí)電容電動(dòng)公交客車高效直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究    黃軍

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基于納米碳及其金屬氧化物復(fù)合電極的超級(jí)電容研究    張燕萍

輪胎式起重機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)    周新民

錳/鈷氧化物超級(jí)電容電極材料的制備和性能研究    程爽

金屬氧化物/碳微球復(fù)合材料超級(jí)電容特性研究    汪形艷

超級(jí)電容電池用炭類負(fù)極材料制備及性能研究    楊娟

混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)的電功率管理研究    胡慶波

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基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置的電路設(shè)計(jì)    唐靜

基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)    米運(yùn)洪

超級(jí)電容荷電狀態(tài)計(jì)算方法的研究    郝國亮

基于超級(jí)電容的再生制動(dòng)能量吸收利用技術(shù)研究    馮晶晶

超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置作為兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)變槳系統(tǒng)備用電源的研究    劉祎

帶超級(jí)電容的燃料電池電動(dòng)汽車的優(yōu)化配置和優(yōu)化控制研究    王慧云

基于超級(jí)電容的地鐵再生制動(dòng)能量存儲(chǔ)利用研究    劉偉

基于超級(jí)電容的城軌車輛再生能量存儲(chǔ)利用系統(tǒng)研究    肖大帥

超級(jí)電容在可再生能源系統(tǒng)中的應(yīng)用及評(píng)價(jià)    林根德

基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)    劉博宇