電梯自動平層控制裝置應急電源的設計

許昌職業技術學院 王 雙 韓冰冰

一、緒論

本文設計的電梯自動平層控制裝置的應急電源系統，在市電正常時停電應急裝置處于自動充電及電源檢測的狀態，市電通過應急裝置互鎖接觸器的觸點供電給電梯，電梯正常運行。當市電發生突然停電或缺相的情況，應急裝置可以立刻檢出，并在一個可調的延遲時間后啟動后備應急電源，與此同時應急裝置內部的互鎖接觸器切斷市電，確保電源安全。應急裝置根據配套電梯的控制方式及主機型來選擇不同的驅動方式，將電梯運行至平層位置，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

應急電源系統(EPS：Emergency Power Supply)是應用IGBT逆變技術，以CPU控制，采用高電子集成整體模塊化結構的強弱電一體化系統，它在緊急的情況下作為重要負荷的第二或第三電源供給，可望成為不少場合的UPS柴油發動機組的替代品。

在應急電源系統中，一方面，電網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，當電網故障時，蓄電池通過升壓DC/DC變換器和逆變PWM變流器向負載提供后備能量。而有源濾波器的PWM變流器在實際工作中工作處于逆變器狀態，同時又可以通過適當的控制具有整流器功能，以對直流側電容儲能，保持直流側電壓穩定。(如圖1所示)

圖1 應急電源的系統結構

圖2 系統初始化程序、主循環程序流程圖

三、DSP控制系統的設計

1.電池容量及應急電源主電路參數設計

蓄電池容量選擇要根據蓄電池要求放電電流和要求的備用時間來決定，選擇蓄電池的容量時，應先計算出要求放電的電流值，然而根據蓄電池生產廠家提供的放電特性曲線和用戶的備用時間進行選擇

1)蓄電池的最大放電電流的計算

IMAX=P×COSФ/η×N×Ei

2)放電電流的計算

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

圖3 應急電源系統外部接口

I=0.75×Ima×

蓄電池容量(Ah)=蓄電池實際所需放電電流(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.應急電源的DSP控制

我們選用了目前比較先進的TMS320 F2810型號的DPS，這是TI公司設計的一款低成本、低功耗、高性能的面向自動化控制、工業自動化、最優網絡的一款數字化控制芯片。

1)DSP對充放電的控制

以上各個小節詳細的介紹了對蓄電池涓流、恒流及恒壓充電的具體原理，DSP對充放電的控制流程如圖2所示：

其主循環程序包括產生EPS的啟動信號，判斷電網電壓是否正常，電網如果正常，EPS給蓄電池充電轉入蓄電池充電子程序，如果電網出現故障，(包括電壓過低或過高)，EPS就啟動蓄電池放電給負載提供三相交流電，轉入蓄電池放電、逆變子程序。

2)SJT-YY型電梯自動平層控制應急電源

基于以上的理論論述和設計，現在SJT-YY型電梯自動平層控制應急電源內有雙向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，現將其外部接口設計如圖3所示。

四、結論

本文通過一系列參數的計算，選取適當的器件，成功實現了電源直流電壓(電池電壓)小于100V(96V)的電梯應急電源，并且可以滿足電梯電動機的工作需求，該系統應用了雙向PWM變流器，雙向DC/DC電路，采用DSP數字控制技術，實現了EPS產品的綠色化、智能化的要求

[1]BL2000串行板類用戶手冊[S].沈陽市藍光自動化技術有限公司,2004.

[2]周文彬.現代電源技術的發展[J].山東電子,1998.

[3]林衛東.EPS應急電源的探討及應用[J].電氣應用,2005.

[4]劉樹新.現代電力電子技術發展及應用展望[J].電力系統及自動化學報,1994.