[01415496]基于能量回馈与自适应控制的电梯驱动控制与节能技术

我国是电梯制造大国,占全球电梯产量的70%,但由于缺乏电梯驱动控制的核心技术,利润只占全球总量的30%,成为制约我国电梯行业发展的瓶颈问题。2015年我国电梯耗电约900亿度,由于缺少有效的能量回收利用模式,电梯主机制动发电时的再生电能往往通过电阻消耗掉。因此,掌握和突破电梯驱动控制和节能技术,对促进我国和我省电梯行业转型升级和走绿色发展之路具有战略意义。 本项目属于机电一体化及节能技术领域。突破了电梯驱动控制与节能的关键技术,研制了电梯驱动控制与节能系统,核心创新成果包括： （1）提出电梯自适应鲁棒伺服控制和基于多模态控制的电流快速跟踪控制方法,取得永磁无齿轮同步曳引机驱动控制核心关键技术的自主知识产权。在国内首次提出应用于高速电梯曳引机驱动控制的自适应鲁棒控制与多模态控制方法,克服了高速电梯因参数变化、外部扰动等因素导致的电梯倒拉、抖振等现象,实现了电梯主机电流和速度的高精度平稳跟踪控制。经第三方机构检测,6m/s高速电梯在X轴、Y轴和Z轴方向振动峰值均优于欧洲标准（EN81-50：2011）,运行过程中轿厢内平均噪音53.2dB,静音效果好。经江苏省科技成果鉴定：该项成果达到国际先进水平。 （2）创新电梯节能模式,提出基于超级电容的电梯主机能量回收利用方法,研制电梯节能系统,测试综合节能率达30%以上。针对现有回馈电网节能技术存在污染电网风险、难推广应用缺陷,在国内首次提出基于超级电容的主机能量回收利用方法,研发了基于超级电容的电梯节能装置。经第三方机构检测表明该装置的综合节能率达31%以上,电梯综合能效通过基于VDI 4707标准的最高级别A级能效认证,并获得国家电梯质量监督检验中心颁发的电梯能效测试证书。 （3）提出一种新的电梯驱动控制与节能一体化设计与制造技术,克服原有电梯控制系统结构复杂、生产与维护成本高等缺陷,降低成本20%。针对现有电梯系统驱动、控制与节能分离,系统结构复杂、连线繁琐、电磁兼容性差、维护不便等缺陷,首次提出了基于多目标优化技术的电梯驱动控制、节能一体化设计与制造方法,优化了电梯控制系统的硬件配置,简化了系统结构与内部连线,提高了生产效率。经应用单位江苏通用电梯有限公司实际测算,降低电梯控制柜成本达20%。 （4）提出一种用于电梯节能系统的高频隔离式三电平直－直变换器的电路拓扑,提高了双向DC/DC变换器的可靠性和输出品质。针对传统两电平功率器件应用于超级电容充放电双向DC/DC电路存在电压应力高的不足,提出用于电梯节能系统高频隔离式三电平直－直变换器电路拓扑,降低了功率开关的电压应力,提高了系统的可靠性,改善了节能系统中双向DC/DC变换器的输出品质。 本项目相关成果获授权发明专利9项,实用新型7项,软件著作权1项。已配套使用于江苏通用电梯有限公司等公司的产品,产生直接经济效益约1.8亿元。在国内外得到广泛应用,如巴西大酒店（世界杯指定场所）、深圳华为坂田基地、扬州国宾馆、扬州泰州机场等。