基于超級電容的電梯制動能量回收存儲系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、隨著國家節(jié)能減排政策的不斷落實，推進我國電梯節(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，對在電梯節(jié)能系統(tǒng)中采用超級電容作為儲能裝置進行研究具有重要意義。本文在此背景下，設計了基于超級電容的電梯制動能量回收存儲系統(tǒng)，并對其中關鍵部分雙向DC/DC變換器的設計與控制進行了深入的研究。
　　本文首先對基于超級電容的電梯制動能量回收存儲系統(tǒng)進行了

2、整體設計，并對系統(tǒng)中各部分的重要作用進行了分析。在對隔離型雙向DC/DC變換器和非隔離型雙向DC/DC變換器進行了性能與優(yōu)缺點的研究后，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行工況。根據(jù)電梯的運行特點，對超級電容的容量進行了管理，總結了超級電容的參數(shù)匹配方法，并按照設計好的匹配方法對超級電容進行了參數(shù)設計，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行了詳細分

3、析與理論研究。在理論研究的基礎上，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行了參數(shù)計算。
　　在控制方案方面，介紹了數(shù)據(jù)驅動控制理論與方法以及傳統(tǒng)控制方案的設計對雙向DC/DC變換器進行控制的局限性。在此基礎上，研究了PID控制器參數(shù)的整定方法并進行了Simulink仿真。設計雙閉環(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)分別進行優(yōu)化，并對優(yōu)化結果進行了分析。然后，基于設計好的控制器參數(shù)

4、，對整個系統(tǒng)進行了特定工況下的Simulink仿真，給出了超級電容充放電的仿真波形。
　　最后對系統(tǒng)的硬件電路進行了詳細設計，同時對主控芯片、IGBT模塊以及各種重要元器件進行了選型分析與計算。在完成系統(tǒng)控制部分的軟件設計后，利用實際電梯實驗平臺對超級電容進行了充放電實驗和電梯系統(tǒng)運行實驗。
　　實驗結果表明，經(jīng)過優(yōu)化后的控制器對雙向DC/DC變換器進行控制具有較快的響應性能，而且控制器不依賴被控對象的數(shù)學模型，有效克服了模