Anbieter von Energierückkopplungssystemen für Aufzüge weisen darauf hin, dass die mechanische Energie (potenzielle und kinetische Energie) der bewegten Last durch das System in elektrische Energie (regenerierte elektrische Energie) umgewandelt und in das Wechselstromnetz zurückgespeist wird, um von anderen elektrischen Geräten in der Nähe genutzt zu werden. Dadurch wird der Energieverbrauch des Motorantriebs pro Zeiteinheit reduziert und somit das Ziel der Energieeinsparung erreicht. Die verschiedenen Hardwarekomponenten des Energierückkopplungssystems bilden eine wichtige Grundlage für dessen Funktion.
1. Wechselrichterschaltung
In the power inverter circuit, the direct current stored on the DC bus side of the elevator frequency converter during the operation of the elevator traction machine in the power generation state is converted into alternating current by controlling the on/off of the switch. It is the main circuit of the elevator energy feedback system, which has different structures according to different classifications of inverter circuits. By controlling the on/off of the switch, the DC power stored on the DC bus side of the elevator frequency converter during the operation of the traction machine in the power generation state is converted into AC power. In a circuit, the upper and lower switches on the same bridge arm cannot conduct simultaneously, and the conduction time and duration of each item are controlled according to the inverter control algorithm.
2. Grid synchronization circuit
The phase synchronization control plays a key role in whether the elevator can effectively feedback the energy on the DC bus to the power grid. The grid synchronization circuit adopts grid line voltage synchronization, and in order to avoid dead zone effects during commutation, switches are operated at 120 degrees on the same bridge arm. The logical relationship between the grid synchronization signal and the zero crossing signal of the power grid is obtained through a comparator, and the relationship between the grid synchronization signal of each switching device and the power grid voltage is obtained through Multisim simulation. Each switch has a working angle of 120 degrees and is spaced 60 degrees in sequence. At any time, only two switch tubes in the inverter bridge are conductive, ensuring safe and reliable operation. Additionally, each two switches operate in the highest voltage range of the power grid line, resulting in high inverter efficiency.
3. Voltage detection control circuit
Due to the high voltage on the DC bus side of the elevator frequency converter, it is necessary to first use resistors for voltage division, and then isolate and reduce the bus voltage through Hall voltage sensors, and convert it into a low voltage signal. In the voltage detection control circuit, hysteresis tracking comparison control method is adopted, which adds positive feedback on the basis of the comparator and provides two comparison values for the comparator, namely the upper and lower threshold values. Implemented by hardware circuits, control is both fast and accurate. The voltage detection control circuit can not only avoid the instantaneous superposition of interference signals on the voltage signal, causing the output state of the comparator to shake, but also prevent the energy feedback system from starting and closing too frequently.
4. Current detection control circuit
Im Rahmen der Energierückführung muss der Strom die Leistungsanforderungen erfüllen. Die ins Netz zurückgespeiste Leistung muss mindestens der maximalen Leistung der Traktionsmaschine im Generatorbetrieb entsprechen, da sonst der Spannungsabfall am Zwischenkreis weiter ansteigt. Bei konstanter Netzspannung wird die Energierückführungsleistung des Systems durch den Rückführungsstrom bestimmt. Dieser muss zudem innerhalb des Nennbereichs des Wechselrichter-Leistungsschalters liegen. Die Reaktanzdrossel zwischen Netz und Wechselrichter ermöglicht hohe Ströme bei minimalem Drosselvolumen. Daher muss die Induktivität der Drossel gering sein, um die Energierückführung zu gewährleisten. Die Stromänderungsgeschwindigkeit ist sehr hoch. Durch die gleichzeitige Verwendung einer Stromhystereseregelung lässt sich der Rückführungsstrom effektiv steuern und Überstromereignisse verhindern.
5. Hauptsteuerkreis
Die zentrale Verarbeitungseinheit des Aufzugsenergierückgewinnungssystems ist die Hauptsteuerschaltung, die den Betrieb des gesamten Systems steuert. Die Hauptsteuerschaltung besteht aus einem Mikrocontroller und Peripherieschaltungen, die hochpräzise PWM-Signale auf Basis von Steueralgorithmen erzeugen. Die IPM-Fehlersteuerung gewährleistet mithilfe des Netzsynchronisationssignals die sichere und effektive Durchführung des gesamten Energierückgewinnungsprozesses.
6. Logische Schutzsteuerungsschaltung
Das Synchronisationssignal für den Netzanschluss, die Steuersignale für Spannung und Strom, das IPM-Fehlersignal und das Ansteuersignal des Hauptsteuerkreises müssen alle den Logikschutzsteuerkreis zur logischen Verarbeitung durchlaufen und werden schließlich an den Wechselrichterkreis zur Steuerung des Rückkopplungsprozesses weitergeleitet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Wechselstromausgabe des Wechselrichters mit dem Netz synchronisiert ist und gleichzeitig das Ansteuersignal bei Überstrom, Überspannung, Unterspannung oder IPM-Fehlern im Stromkreis blockiert wird, wodurch der Energierückkopplungsprozess gestoppt wird.