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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳再添
研究生(外文):Tsai-Tien Chen
論文名稱:電梯回生電力系統之模擬與實作
論文名稱(外文):Simulation and Implementation of Power Regenerative System for Elevator Systems
指導教授:李慶鴻
指導教授(外文):Ching-Hung Lee
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:電梯馬達變頻器回生電力控制
外文關鍵詞:Elevatormotorinverterpower regenerativecontrol
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摘 要
本論文主要探討電梯馬達系統於回生運轉(power regeneration)之電力分析、模擬與實現。電梯控制系統中,馬達驅動的運轉過程,分為例行運轉與回生運轉,在例行運轉時,馬達負載為重載,需作功即為電動機(motor)模式;在回生運轉時,馬達為輕負載,成為發電機(generator)模式,此時馬達會產生回生電力,放電至變頻器的直流匯流排上。現今之電梯系統中,對於此回生電力均經由制動單元(braking unit)與回生制動電阻(braking resistor)的作用,將此電能轉換成熱能消耗,造成能源的耗損浪費。因此本研究之目的為當馬達於回生運轉時之電力分析,直流匯流排之回生電能經由整流濾波後回饋市電,達到節能省電之目的。最後並實現回生電力變流器,將此回生電力經由整流濾波後,達到與市電等電壓、頻率,以期能與市電並聯回饋實功至市電。最後經由模擬與實測結果可看出,本文提出的方法確實能成功將電梯回生運轉時之電力回饋於市電,如此可降低用電成本與符合未來相關法規規定。
關鍵字:電梯、馬達、變頻器、回生電力、控制。
Abstract
This thesis focuses on the simulation, analysis, and implementation of the energy power change situation for elevator systems. In the conventional elevator systems, when the cabin moves downwards, the entire potential energy of the cabin is wasted and converted into fluid heat by throttling. Therefore, the energy consumption is high. Recently, the power-regenerative elevators have been developed for reducing the energy consumption.
In this thesis, we discuss the energy power change situation of motor system, when elevator is in power regenerative mode. The regenerative power is fed into AC-grid by DC bus of inverter, rectification, and filter. This achieves the energy conservation and power saving. Finally, the simulation analysis and experimental results are presented to demonstrate the performance.

Keywords: Elevator, motor, inverter, power regenerative, control.
目 錄

中文摘要 i
英文摘要 iii
誌謝 iv
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1. 研究動機 1
1.2. 論文架構 3
第二章 電梯運轉回生電力之處理方式介紹 4
2.1 電梯系統介紹 4
2.2 電梯系統中馬達驅動控制之架構 9
2.2.1 變頻器之運作原理 9
2.2.2電梯運轉功率變化 11
2.3回生電力處理方式之介紹 12
2.3.1動力制動 14
2.3.2直流制動 15
2.2.3電源回生制動 15


第三章 電梯回生電力之理論分析介紹 17
3.1 電動機的動作原理及其操控 17
3.1.1電動機的速度控制公式 18
3.1.2電動機的回生運轉 18
3.2 回生電力變流器之電路架構介紹 19
3.2.1 SPWM電路架構介紹 20
3.2.3 電感與電容之濾波電路設計 26
3.3 SPWM電路之模擬 28
3.4 市電並聯運轉之設計介紹 30
3.4.1 鎖相迴路 30
3.4.2 電壓源與市電並聯探討 35
第四章 回生電力變流器之系統分析 38
4.1 回生電力變流器之架構與控制方式 38
4.2 系統軟硬體架構之規劃 40
4.2.1 軟體延遲單元 41
4.2.2電源電路 41
4.2.3 功率開關驅動電路 41
4.2.4電壓/電流偵測電路 42
4.2.5 開關能量釋放電路 42
4.2.6 信號準位調整電路 43
4.2.7 弦波轉換方波偵測電路 44
4.3 數位信號處理器架構簡介 46
4.4 數位信號處理器軟體設計流程 48
第五章 實驗結果 53
5.1 實驗的基本規格 54
5.2 電梯運轉量測結果 57
第六章 結論 80
6.1 結論 80
6.2 未來研究方向 81
參考文獻 82
參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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