电子设计工程
Electronic Design Engineering
第 25卷
Vol.25
第 23期
No.23
2017年 12月
Dec. 2017
收稿日期:2016-10-13 稿件编号:201610062
作者简介:莫 迪(1987—),男,广东广州人,工程师。研究方向:电力电子与电能质量控制。
随着高层建筑在国内的兴起,电梯的使用变得
日益广泛
[1-2]
。电梯使用中电压质量问题导致的电梯
事故占相当的比例,其中,电压跌落是目前发生概率
最高的电压质量问题
[3-5]
,因此抑制电压跌落,提高电
能质量,保障电梯的安全可靠运行已成为当前需要
重点解决的问题。在供电系统与电梯的接口处加装
补偿装置,如不间断电 源(UPS)或者动 态电压恢复
器(DVR),这是目前应用最广泛的补偿电压跌落的
方法。UPS 作为敏感负荷的备用电源,可有效克服
电压跌落和瞬时电压中断对负荷的影响
[6]
。在电压
跌落或瞬时电压中断发生时,控制系统立刻切断电
梯和供电系统之间的联系,平稳过渡到由 UPS 继续
供电。UPS 的一个显著优点是能克服短暂的供电中
断,但对于克服电压跌落来说,UPS 显得过于昂贵。
DVR 是一种串联补偿装置,其可在毫秒级内向系统
注入电网正常状态和故障状态下的电压差,使得电
梯侧电压保持恒定不变
[7]
。DVR 的容量通常取决于
电梯的容量和要求的补偿范围,由于只需要补偿系
统电压跌落的缺额部分,故其设计容量远小于采用
UPS 补偿时的设计容量。DVR 因其动态性能和成本
上的相对优势被认为是目前补偿电压跌落最经济、
最有效的补偿装置
[8-9]
。同时,为保障电梯运行平顺、
舒适,电梯驱动几乎无一例外的采用变频驱动。由
于变频系统属于非线性、冲击性负荷,所以产生无功
和谐波干扰的现象是不可避免的,因此,需安装电流
补偿装置,如有源电力滤波器(APF),以免电梯产生
的无功电流和谐波电流流入电网,影响供电系统的
电梯安全卫士的新型拓扑结构和控制策略
莫 迪
(北京禄智科技股份有限公司 北京 100055)
摘要:基于电梯综合治理电压和电流质量问题的需求,提出一种新型的电梯安全卫士(Elevator
Safety Guard,EFG)拓扑结构,其由背靠背 H 桥模块构成。串联单元用于治理电压质量问题;并联
单元用于治理电流质量问题,其采用差异化设计,无功电流和谐波电流由不同的模块补偿。串联
单元采用解耦控制策略,并联单元采用无差拍控制策略。仿真结果验证了所提拓扑结构和控制策
略的正确性。
关键词:电梯安全卫士;背靠背 H 桥;差异化设计;解耦控制;无差拍控制
中图分类号:TN389 文献标识码:A 文章编号:1674-6236(2017)23-0178-04
Novel topology and control strategy for the Elevator Safety Guard
MO Di
(Beijing Logintel & Technology Co.,Ltd,Beijing 100055,China)
Abstract: This paper proposed a novel power conditioner topology as Elevator Safety Guard(ESG)to
solve the voltage and current quality problems of the elevator. This topology consists of series converter
and parallel converter both based on the back ⁃to ⁃ back H ⁃ bridge modules. The series converter of the
conditioner is used to solve the voltage quality problem while the parallel converter is used to solve
current quality problem. Differentiation design is used for the parallel converter. The reactive current and
harmonic compensation is executed in different control modules in the parallel converter. The decoupling
control is applied in the series converter while the dead⁃beat control is used in the parallel converter. The
effectiveness of the proposed topology and control strategy is validated by simulations.
Key words: Elevator Safety Guard(ESG);back⁃to⁃back H⁃bridge;differentiation design;decoupling
control;dead⁃beat control
--178