摘 要

在我国不断的城市化过程中，高楼林立已经成为各地普遍的现象下，针对我国对能源节约的要求，对电梯的节能有了更高的要求：电梯在一定的运行过程中产生的能量能够重新利用起来，回馈到电网中，这也就是本文主要研究的：电梯能量回馈系统。通过电梯能量回馈系统，不仅仅可以减少电梯的能耗，还可以将部分电能重新利用起来。这样既可以满足节能减排的要求，又在一定的程度上缓减了能源局势的紧张，对社会的经济有着很重要的意义。

本文首先简单介绍了电梯的相关原理，对电梯各种运行状态进行了简要的分析，根据电梯的运行状态，从而分析电梯能量回馈系统的相关原理，采用双PWM变流器作为电梯能量回馈系统的核心。根据双PWM变流器的结构，分开分析了三相电压型PWM整流电路以及三相电压型PWM逆变电路，两者类似，并且着重给出PWM整流器在各个坐标轴下的数学模型，从而构建闭环控制系统。

本文还着重分析了PWM的控制技术，并根据相关的数学模型在MATLAB/Simulink中搭建仿真系统，进行仿真结果分析，其结果符合理论的要求已经方案的可行性。

本文最后对全文进行总结，并且还对我国的电梯节能这方面提出一些展望。

关键字： 电梯能量回馈系统；PWM变流器；PWM控制技术；MATLAB/Simulink

Abstract

In the process of urbanization of my country and under the background of the full of tall buildings has become a common phenomenon,to meet the requirement of energy-saving in our country,there is becoming more and more higher requirements to elavator of energy-saving.The energy when the elevator is operating in some running conditions need to recycle and feedback to the grid.The elevator energy feedback system and this is what we are studying in this paper.By using this system,not also can reduce the energy consumption of the eaevator,it also can re-use part of this electric energy.And the advantages are it not only can meet the requirements of energy conservation and emission reduction,but also alleviate the tight energy situation to some extent.And it also has a very important significance to social economy.

Firstly,this article describes the relevant principles of elevator briefly.And then take a brief analysis of various operating states of the elevator.According to the states of operation of the elavator to analyze the relevant principles of the energy feedback system of elevator,and take the double-PWM converter as the core of the energy feedback system of elevator.Then according to the structure of double-PWM converter,analyze the three-phase voltage type of PWM rectifier and three-phase voltage type PWM inverter circuit dividually.And they are similar.And give the mathematical modle under each axis of PWM rectifier emphasized so as to build a closed-loop control system.

This paper also analyzes the technology of control ways to PWM.And build a simulation system in MATLAB/Simulink in accordance with the relevant mathematical models,then analyze the simulation results.Finally the results have benn in line with the requirements of the theory.

The last is the conclusion.And also have some prospects to energy-saving of elevator in China.

Key Word: the energy feedback system of elevator ; PWM rectifier;the technology of control PWM;MATLAB/Simulink

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 课题研究来由 1

1.1.2 国内外现状 1

1.1.3 研究说明 2

1.1.4 课题研究意义 3

1.2 技术简述 4

1.2.1 逆变技术 4

1.2.2 逆变技术发展 4

第2章 电梯能量回馈系统的相关原理 6

2.1 电梯系统 6

2.1.1 电梯运行原理 6

2.1.2 电梯节能 7

2.2 能量回馈相关原理 8

2.3 整流电路 9

2.3.1 整流器的拓扑结构及原理 9

2.3.2 PWM整流器的相关数学模型 10

2.4 逆变电路 11

2.4.1 逆变电路的种类 11

2.4.2 逆变电路结构及运行方式 13

2.5 本章小结 13

第3章 能量回馈的控制方法和仿真构建 14

3.1 PWM控制技术 14

3.1.1 等脉宽PWM 14

3.1.2 滞环比较PWM 15

3.1.3 SPWM 16

3.2 仿真的搭建 23

3.2.1 电梯能量回馈系统的相关子系统模型 23

3.2.2 电梯能量回馈系统的仿真模型 25

第4章 仿真结果分析 26

第5章 总结与愿景 29

5.1 总结 29

5.2 愿景 30

参考文献 31

致谢 33

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 课题研究来由

现今人类面临着环境和能源的问题。近年来的温室效应这样的气候变化给人们生活带来很大的负面影响。而当今社会，科技发展迅猛，经济发展速度飞快，伴随着这飞速发展的人类社会，能源是这一切的动力来源，能源是人们日益需求的，但是这又与能源的供应产生矛盾。我国人口众多，能源人均量可想而知是很少的。中国人口占世界人口比重将近20%，但煤炭、石油、天然气的存储量却只占分别11%、2.4%和1.2%，可见我国的这些资源人均量要比世界平均水平低得多。那么开发能源与节约能源便是此前解决能源不足问题的开始点。现在的太阳能发电、风力发电等都是在不断利用新能源环保发电；而在节约能源这个方面，工业节能将是我国开启节能模式的突破口。而我国乃至整个世界对于电能的需求量是非常大的。但是我国还是有缺电的情况发生，而人们对于用电量也是日益增多。所以在提出节省电能要求的情况下，电梯是一种耗电量巨大的设备^[1][2]。

1.1.2 国内外现状

随着我国经济的飞速发展，城市化的也在高速推进，而高楼也在与此同时，呈现一片欣欣向荣的景象，跟着高速发展的还有我国的电梯产业。在2011年，我国的电梯产量有45.7万台，同比去年增幅达到了24%，到2011年尾，我国的电梯量有201.06万台。在2012年我国生产了52.9万台电梯，相比于2011年，增长15.8%。在2013年，我国生产的电梯量达到了63.3万台。而到了2014年底，我国电梯的产量有70.8万台，全球第一。而2015年底，我国电梯的总量超过了400万台，由此可见我国电梯产业发展的迅猛，以及我们需要看到的对电梯相关属性的管理和要求。