Os fornecedores de dispositivos de realimentação de energia para elevadores lembram que a energia mecânica (energia potencial, energia cinética) da carga móvel é convertida em energia elétrica (energia elétrica regenerada) por meio do dispositivo de realimentação e enviada de volta à rede elétrica CA para uso por outros equipamentos elétricos próximos. Isso reduz o consumo de energia da rede elétrica pelo sistema de acionamento do motor por unidade de tempo, atingindo assim o objetivo de conservação de energia. Os diversos componentes de hardware do dispositivo de realimentação de energia formam uma base importante para a operação do sistema.
1. Circuito inversor de potência
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
No processo de realimentação de energia, a corrente deve atender aos requisitos de potência, e a potência injetada na rede deve ser maior ou igual à potência máxima quando a máquina de tração estiver em estado de geração; caso contrário, a queda de tensão no barramento CC continuará a aumentar. Quando a tensão da rede elétrica é constante, a potência de realimentação do sistema é determinada pela corrente de realimentação. Além disso, a corrente de realimentação deve ser limitada dentro da faixa nominal do dispositivo de comutação de potência do inversor. Ademais, o indutor de realimentação entre a rede elétrica e o inversor permite a passagem de grandes correntes, minimizando o volume do reator. Portanto, a indutância do reator deve ter um valor pequeno para garantir a realimentação de energia. A taxa de variação da corrente é muito rápida. O uso simultâneo do controle de histerese de corrente pode controlar efetivamente a corrente de realimentação e prevenir acidentes de sobrecorrente.
5. Circuito de controle principal
A unidade central de processamento do sistema de realimentação de energia do elevador é o circuito de controle principal, responsável por controlar o funcionamento de todo o sistema. O circuito de controle principal consiste em um microcontrolador e circuitos periféricos que geram ondas PWM de alta precisão com base em algoritmos de controle. Por outro lado, com base no sinal de sincronização da rede elétrica, o controle de falhas do IPM garante a implementação segura e eficaz de todo o processo de realimentação de energia.
6. Circuito de controle de proteção lógica
O sinal de sincronização para conexão à rede, os sinais de controle de tensão e corrente, o sinal de falha do IPM e o sinal de acionamento provenientes do circuito de controle principal precisam passar pelo circuito de proteção lógica para operação lógica e, finalmente, serem enviados ao circuito inversor de potência para controlar o processo de realimentação. Dessa forma, garante-se que a potência CA de saída do inversor esteja sincronizada com a rede e, em caso de sobrecorrente, sobretensão, subtensão e falhas do IPM no circuito, o sinal de acionamento é bloqueado, interrompendo o processo de realimentação de energia.