Les fournisseurs de dispositifs de récupération d'énergie pour ascenseurs rappellent que l'énergie mécanique (énergie potentielle, énergie cinétique) de la charge mobile est convertie en énergie électrique (énergie électrique régénérée) par le dispositif de récupération et réinjectée dans le réseau électrique alternatif pour alimenter d'autres équipements électriques à proximité. Ceci permet de réduire la consommation d'énergie du réseau par unité de temps du système d'entraînement du moteur, contribuant ainsi aux économies d'énergie. Les différents composants matériels du dispositif de récupération d'énergie sont essentiels au fonctionnement du système.
1. Circuit d'onduleur de puissance
Dans le circuit de l'onduleur, le courant continu stocké sur le bus CC du convertisseur de fréquence de l'ascenseur, pendant le fonctionnement de la machine de traction en mode production d'énergie, est converti en courant alternatif par la commande d'un interrupteur. Ce circuit, principal élément du système de récupération d'énergie de l'ascenseur, présente différentes structures selon la classification des onduleurs. La commande de l'interrupteur permet de convertir la puissance CC stockée sur le bus CC du convertisseur de fréquence en puissance CA. Dans un même circuit, les interrupteurs supérieur et inférieur d'un même bras de pont ne peuvent pas conduire simultanément ; la durée et le temps de conduction de chaque élément sont contrôlés par l'algorithme de commande de l'onduleur.
2. Circuit de synchronisation du réseau
La commande de synchronisation de phase est essentielle pour que l'ascenseur puisse efficacement réinjecter l'énergie du bus CC dans le réseau électrique. Le circuit de synchronisation au réseau utilise la synchronisation de la tension de la ligne et, afin d'éviter les zones mortes lors de la commutation, les interrupteurs sont positionnés à 120 degrés sur le même bras du pont. La relation logique entre le signal de synchronisation au réseau et le signal de passage par zéro du réseau est obtenue par un comparateur, tandis que la relation entre le signal de synchronisation de chaque interrupteur et la tension du réseau est obtenue par simulation Multisim. Chaque interrupteur a un angle de fonctionnement de 120 degrés et est espacé de 60 degrés. À tout moment, seuls deux tubes de commutation du pont de l'onduleur sont conducteurs, garantissant un fonctionnement sûr et fiable. De plus, chaque paire d'interrupteurs fonctionne dans la plage de tension la plus élevée de la ligne du réseau, ce qui assure un rendement élevé de l'onduleur.
3. Circuit de commande de détection de tension
En raison de la haute tension présente sur le bus CC du convertisseur de fréquence d'ascenseur, il est nécessaire d'utiliser des résistances pour diviser la tension, puis d'isoler et de réduire cette tension à l'aide de capteurs à effet Hall, afin de la convertir en un signal basse tension. Le circuit de commande de détection de tension utilise une méthode de contrôle par comparaison avec suivi d'hystérésis. Cette méthode ajoute une rétroaction positive au comparateur et lui fournit deux valeurs de comparaison : les seuils haut et bas. La mise en œuvre par des circuits matériels garantit une commande à la fois rapide et précise. Le circuit de commande de détection de tension permet non seulement d'éviter la superposition instantanée de signaux parasites sur le signal de tension, qui provoquent des fluctuations de l'état de sortie du comparateur, mais aussi de limiter les cycles d'activation et de désactivation trop fréquents du système de récupération d'énergie.
4. Circuit de commande de détection de courant
Lors du processus de récupération d'énergie, le courant doit satisfaire les besoins en puissance, et la puissance réinjectée sur le réseau doit être supérieure ou égale à la puissance maximale lorsque la machine de traction fonctionne en mode générateur. Dans le cas contraire, la chute de tension sur le bus CC continuera d'augmenter. Lorsque la tension du réseau est constante, la puissance de récupération d'énergie du système est déterminée par le courant de récupération. De plus, ce courant doit être limité à la plage nominale du dispositif de commutation de puissance de l'onduleur. Par ailleurs, la bobine d'arrêt réactante entre le réseau et l'onduleur permet le passage de courants importants tout en minimisant le volume de la réactance. Par conséquent, l'inductance de la réactance doit être faible pour garantir une récupération d'énergie efficace. La vitesse de variation du courant est très rapide. L'utilisation simultanée d'une commande à hystérésis de courant permet de contrôler efficacement le courant de récupération et de prévenir les surintensités.
5. Circuit de commande principal
L'unité centrale de traitement du système de récupération d'énergie de l'ascenseur est le circuit de commande principal, qui gère le fonctionnement de l'ensemble du système. Ce circuit est composé d'un microcontrôleur et de circuits périphériques qui génèrent des signaux PWM de haute précision selon des algorithmes de contrôle. Par ailleurs, grâce au signal de synchronisation avec le réseau, la gestion des défauts IPM garantit le bon déroulement et la sécurité de l'ensemble du processus de récupération d'énergie.
6. Circuit de commande de protection logique
Le signal de synchronisation pour le raccordement au réseau, les signaux de commande de tension et de courant, le signal de défaut IPM et le signal de commande provenant du circuit de commande principal doivent tous transiter par le circuit de protection logique pour un fonctionnement optimal, avant d'être transmis au circuit de l'onduleur afin de contrôler le processus de rétroaction. De cette manière, on garantit la synchronisation de la puissance alternative produite par l'onduleur avec le réseau et on bloque le signal de commande en cas de surintensité, de surtension, de sous-tension ou de défaut IPM dans le circuit, interrompant ainsi le processus de rétroaction d'énergie.