許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王 雙 韓冰冰

一、緒論

本文設(shè)計(jì)的電梯自動(dòng)平層控制裝置的應(yīng)急電源系統(tǒng)，在市電正常時(shí)停電應(yīng)急裝置處于自動(dòng)充電及電源檢測(cè)的狀態(tài)，市電通過應(yīng)急裝置互鎖接觸器的觸點(diǎn)供電給電梯，電梯正常運(yùn)行。當(dāng)市電發(fā)生突然停電或缺相的情況，應(yīng)急裝置可以立刻檢出，并在一個(gè)可調(diào)的延遲時(shí)間后啟動(dòng)后備應(yīng)急電源，與此同時(shí)應(yīng)急裝置內(nèi)部的互鎖接觸器切斷市電，確保電源安全。應(yīng)急裝置根據(jù)配套電梯的控制方式及主機(jī)型來選擇不同的驅(qū)動(dòng)方式，將電梯運(yùn)行至平層位置，打開轎廂門及廳門，保證乘客安全走出電梯。

二、EPS的工作原理

應(yīng)急電源系統(tǒng)(EPS：Emergency Power Supply)是應(yīng)用IGBT逆變技術(shù)，以CPU控制，采用高電子集成整體模塊化結(jié)構(gòu)的強(qiáng)弱電一體化系統(tǒng)，它在緊急的情況下作為重要負(fù)荷的第二或第三電源供給，可望成為不少場(chǎng)合的UPS柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組的替代品。

在應(yīng)急電源系統(tǒng)中，一方面，電網(wǎng)通過整流變流器和降壓DC/DC變換器(即充電電路)向蓄電池充電；另一方面，當(dāng)電網(wǎng)故障時(shí)，蓄電池通過升壓DC/DC變換器和逆變PWM變流器向負(fù)載提供后備能量。而有源濾波器的PWM變流器在實(shí)際工作中工作處于逆變器狀態(tài)，同時(shí)又可以通過適當(dāng)?shù)目刂凭哂姓髌鞴δ?，以?duì)直流側(cè)電容儲(chǔ)能，保持直流側(cè)電壓穩(wěn)定。(如圖1所示)

圖1 應(yīng)急電源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 系統(tǒng)初始化程序、主循環(huán)程序流程圖

三、DSP控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.電池容量及應(yīng)急電源主電路參數(shù)設(shè)計(jì)

蓄電池容量選擇要根據(jù)蓄電池要求放電電流和要求的備用時(shí)間來決定，選擇蓄電池的容量時(shí)，應(yīng)先計(jì)算出要求放電的電流值，然而根據(jù)蓄電池生產(chǎn)廠家提供的放電特性曲線和用戶的備用時(shí)間進(jìn)行選擇

1)蓄電池的最大放電電流的計(jì)算

IMAX=P×COSФ/η×N×Ei

2)放電電流的計(jì)算

由于放電過程中蓄電池的放電電流是變化的，蓄電池剛放電時(shí)的電流明顯小于最大放電電流Imax。根據(jù)蓄電池的放電狀態(tài)，一般取0.75位效正因數(shù)，蓄電池實(shí)際所需的放電電流為：

圖3 應(yīng)急電源系統(tǒng)外部接口

I=0.75×Ima×

蓄電池容量(Ah)=蓄電池實(shí)際所需放電電流(A)∕蓄電池放電速度(1/h)

所以用AH來表示容量的話，則：

AH=0.75×P×COSФ/η×N×Ei×0.6

2.應(yīng)急電源的DSP控制

我們選用了目前比較先進(jìn)的TMS320 F2810型號(hào)的DPS，這是TI公司設(shè)計(jì)的一款低成本、低功耗、高性能的面向自動(dòng)化控制、工業(yè)自動(dòng)化、最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的一款數(shù)字化控制芯片。

1)DSP對(duì)充放電的控制

以上各個(gè)小節(jié)詳細(xì)的介紹了對(duì)蓄電池涓流、恒流及恒壓充電的具體原理，DSP對(duì)充放電的控制流程如圖2所示：

其主循環(huán)程序包括產(chǎn)生EPS的啟動(dòng)信號(hào)，判斷電網(wǎng)電壓是否正常，電網(wǎng)如果正常，EPS給蓄電池充電轉(zhuǎn)入蓄電池充電子程序，如果電網(wǎng)出現(xiàn)故障，(包括電壓過低或過高)，EPS就啟動(dòng)蓄電池放電給負(fù)載提供三相交流電，轉(zhuǎn)入蓄電池放電、逆變子程序。

2)SJT-YY型電梯自動(dòng)平層控制應(yīng)急電源

基于以上的理論論述和設(shè)計(jì)，現(xiàn)在SJT-YY型電梯自動(dòng)平層控制應(yīng)急電源內(nèi)有雙向DC/DC變流器功率器件—雙管IGBT，雙向PWM變流器功率器件—IPM模塊，蓄電池等，現(xiàn)將其外部接口設(shè)計(jì)如圖3所示。

四、結(jié)論

本文通過一系列參數(shù)的計(jì)算，選取適當(dāng)?shù)钠骷?，成功?shí)現(xiàn)了電源直流電壓(電池電壓)小于100V(96V)的電梯應(yīng)急電源，并且可以滿足電梯電動(dòng)機(jī)的工作需求，該系統(tǒng)應(yīng)用了雙向PWM變流器，雙向DC/DC電路，采用DSP數(shù)字控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了EPS產(chǎn)品的綠色化、智能化的要求

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