Hissien energianpalautuslaitteiden toimittajat muistuttavat, että liikkuvan kuorman mekaaninen energia (potentiaalienergia, kineettinen energia) muunnetaan sähköenergiaksi (regeneroitu sähköenergia) energianpalautuslaitteen kautta ja lähetetään takaisin verkkoon, jotta muut lähellä olevat sähkölaitteet voivat käyttää sitä. Tämä vähentää moottorikäyttöjärjestelmän sähköverkon energiankulutusta aikayksikköä kohden ja saavuttaa siten energiansäästötavoitteen. Energianpalautuslaitteen eri laitteistokomponentit muodostavat tärkeän perustan energianpalautusjärjestelmän toiminnalle.
1. Invertteripiiri
Tehoinvertteripiirissä hissin taajuusmuuttajan tasavirtakiskon puolelle varastoitu tasavirta hissin vetokoneen käytön aikana sähköntuotantotilassa muunnetaan kytkimen päälle/pois-kytkentää ohjaamalla vaihtovirraksi. Se on hissin energian takaisinkytkentäjärjestelmän pääpiiri, jolla on erilaisia rakenteita invertteripiirien eri luokkien mukaan. Ohjaamalla kytkimen päälle/pois-kytkentää hissin taajuusmuuttajan tasavirtakiskon puolelle varastoitu tasavirta vetokoneen käytön aikana sähköntuotantotilassa muunnetaan vaihtovirraksi. Piirissä saman sillanvarren ylempi ja alempi kytkin eivät voi johtaa samanaikaisesti, ja kunkin elementin johtamisaikaa ja kestoa ohjataan invertterin ohjausalgoritmin mukaisesti.
2. Ruudukon synkronointipiiri
Vaiheen synkronoinnin ohjauksella on keskeinen rooli siinä, pystyykö hissi tehokkaasti palauttamaan tasavirtaväylän energian sähköverkkoon. Verkkosynkronointipiiri käyttää verkkojännitteen synkronointia, ja kommutoinnin aikana esiintyvien kuolleiden alueiden vaikutusten välttämiseksi kytkimiä käytetään 120 asteen kulmassa samassa sillanvarressa. Verkkosynkronointisignaalin ja sähköverkon nollakohtasignaalin välinen looginen suhde saadaan komparaattorin avulla, ja kunkin kytkinlaitteen verkkosynkronointisignaalin ja sähköverkon jännitteen välinen suhde saadaan Multisim-simulaatiolla. Jokaisella kytkimellä on 120 asteen toimintakulma ja ne ovat 60 asteen välein peräkkäin. Invertterisillassa on vain kaksi kytkinputkea kerrallaan johtavia, mikä varmistaa turvallisen ja luotettavan toiminnan. Lisäksi kukin kaksi kytkintä toimii sähköverkon korkeimmalla jännitealueella, mikä johtaa invertterin korkeaan hyötysuhteeseen.
3. Jännitteen tunnistusohjauspiiri
Hissin taajuusmuuttajan tasavirtaväylän puolella olevan korkean jännitteen vuoksi on ensin käytettävä vastuksia jännitteen jakamiseen ja sitten eristettävä ja pienennettävä väyläjännitettä Hall-jänniteantureiden avulla ja muunnettava se matalajännitesignaaliksi. Jännitteentunnistuksen ohjauspiirissä käytetään hystereesiseurantaan perustuvaa vertailuohjausmenetelmää, joka lisää positiivista takaisinkytkentää komparaattorin perusteella ja antaa komparaattorille kaksi vertailuarvoa, nimittäin ylä- ja alaraja-arvon. Laitteistopiirien avulla toteutettu ohjaus on sekä nopeaa että tarkkaa. Jännitteentunnistuksen ohjauspiiri voi paitsi estää häiriösignaalien välittömän päällekkäisyyden jännitesignaalissa, mikä aiheuttaa komparaattorin lähtötilan tärinää, myös estää energian takaisinkytkentäjärjestelmän liian usein käynnistymisen ja sulkeutumisen.
4. Virran havaitsemisen ohjauspiiri
Energian takaisinkytkentäprosessissa virran on täytettävä tehovaatimuksensa, ja verkkoon takaisin syötettävän tehon on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin vetolaitteen maksimiteho generaattoritilassa, muuten jännitehäviö tasavirtakiskoon jatkaa nousuaan. Kun sähköverkon jännite on vakio, järjestelmän energian takaisinkytkentäteho määräytyy takaisinkytkentävirran perusteella. Lisäksi takaisinkytkentävirta on rajoitettava invertterin tehokytkimen nimellisalueelle. Lisäksi sähköverkon ja invertterin välinen reaktanssikuristin sallii suurten virtojen kulkemisen ja minimoi reaktorin tilavuuden. Siksi reaktorin induktanssin on oltava pieni, jotta energian takaisinkytkentä voidaan varmistaa. Virranmuutosnopeus on erittäin nopea. Samanaikainen virtahystereesisäätö voi tehokkaasti ohjata takaisinkytkentävirtaa ja estää ylivirtaonnettomuuksia.
5. Pääohjauspiiri
Hissin energian takaisinkytkentäjärjestelmän keskusyksikkö on pääohjauspiiri, jota käytetään koko järjestelmän toiminnan ohjaamiseen. Pääohjauspiiri koostuu mikrokontrollerista ja oheispiireistä, jotka tuottavat säätöalgoritmien perusteella erittäin tarkkoja PWM-aaltoja. Toisaalta IPM-vikaohjaus varmistaa verkon synkronointisignaalin perusteella koko energian takaisinkytkentäprosessin turvallisen ja tehokkaan toteutuksen.
6. Logiikkasuojauksen ohjauspiiri
Verkkoyhteyden synkronointisignaalin, jännitteen ja virran ohjaussignaalien, IPM-vikasignaalin ja pääohjauspiiristä tulevan käyttösignaalin on kaikkien kuljettava loogisen suojausohjauspiirin läpi loogista toimintaa varten ja lopuksi lähetettävä invertteripiiriin takaisinkytkentäprosessin ohjaamiseksi. Tällä tavoin voidaan varmistaa, että invertterin vaihtovirtalähtö on synkronoitu verkon kanssa, ja estää käyttösignaali piirin ylivirta-, ylijännite-, alijännite- ja IPM-vikojen sattuessa, mikä pysäyttää energian takaisinkytkentäprosessin.