电梯自动平层控制装置应急电源的设计

许昌职业技术学院 王 双 韩冰冰

一、绪论

本文设计的电梯自动平层控制装置的应急电源系统，在市电正常时停电应急装置处于自动充电及电源检测的状态，市电通过应急装置互锁接触器的触点供电给电梯，电梯正常运行。当市电发生突然停电或缺相的情况，应急装置可以立刻检出，并在一个可调的延迟时间后启动后备应急电源，与此同时应急装置内部的互锁接触器切断市电，确保电源安全。应急装置根据配套电梯的控制方式及主机型来选择不同的驱动方式，将电梯运行至平层位置，打开轿厢门及厅门，保证乘客安全走出电梯。

二、EPS的工作原理

应急电源系统(EPS：Emergency Power Supply)是应用IGBT逆变技术，以CPU控制，采用高电子集成整体模块化结构的强弱电一体化系统，它在紧急的情况下作为重要负荷的第二或第三电源供给，可望成为不少场合的UPS柴油发动机组的替代品。

在应急电源系统中，一方面，电网通过整流变流器和降压DC/DC变换器(即充电电路)向蓄电池充电；另一方面，当电网故障时，蓄电池通过升压DC/DC变换器和逆变PWM变流器向负载提供后备能量。而有源滤波器的PWM变流器在实际工作中工作处于逆变器状态，同时又可以通过适当的控制具有整流器功能，以对直流侧电容储能，保持直流侧电压稳定。(如图1所示)

图1 应急电源的系统结构

图2 系统初始化程序、主循环程序流程图

三、DSP控制系统的设计

1.电池容量及应急电源主电路参数设计

蓄电池容量选择要根据蓄电池要求放电电流和要求的备用时间来决定，选择蓄电池的容量时，应先计算出要求放电的电流值，然而根据蓄电池生产厂家提供的放电特性曲线和用户的备用时间进行选择

1)蓄电池的最大放电电流的计算

IMAX=P×COSФ/η×N×Ei

2)放电电流的计算

由于放电过程中蓄电池的放电电流是变化的，蓄电池刚放电时的电流明显小于最大放电电流Imax。根据蓄电池的放电状态，一般取0.75位效正因数，蓄电池实际所需的放电电流为：

图3 应急电源系统外部接口

I=0.75×Ima×

蓄电池容量(Ah)=蓄电池实际所需放电电流(A)∕蓄电池放电速度(1/h)

所以用AH来表示容量的话，则：

AH=0.75×P×COSФ/η×N×Ei×0.6

2.应急电源的DSP控制

我们选用了目前比较先进的TMS320 F2810型号的DPS，这是TI公司设计的一款低成本、低功耗、高性能的面向自动化控制、工业自动化、最优网络的一款数字化控制芯片。

1)DSP对充放电的控制

以上各个小节详细的介绍了对蓄电池涓流、恒流及恒压充电的具体原理，DSP对充放电的控制流程如图2所示：

其主循环程序包括产生EPS的启动信号，判断电网电压是否正常，电网如果正常，EPS给蓄电池充电转入蓄电池充电子程序，如果电网出现故障，(包括电压过低或过高)，EPS就启动蓄电池放电给负载提供三相交流电，转入蓄电池放电、逆变子程序。

2)SJT-YY型电梯自动平层控制应急电源

基于以上的理论论述和设计，现在SJT-YY型电梯自动平层控制应急电源内有双向DC/DC变流器功率器件—双管IGBT，双向PWM变流器功率器件—IPM模块，蓄电池等，现将其外部接口设计如图3所示。

四、结论

本文通过一系列参数的计算，选取适当的器件，成功实现了电源直流电压(电池电压)小于100V(96V)的电梯应急电源，并且可以满足电梯电动机的工作需求，该系统应用了双向PWM变流器，双向DC/DC电路，采用DSP数字控制技术，实现了EPS产品的绿色化、智能化的要求

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