能量回馈单元原理及应用
电梯一体化能量回馈原理及应用
电梯一体化能量回馈原理及应用摘要：电梯作为一种垂直运输工具，在人们的日常生活中发挥着不可替代的作用。
随着电梯数量的不断增加，电梯能耗问题越来越受到人们的重视。
面对日益强化的资源环境约束，人们的危机意识不断增强，绿色低碳发展理念深入人心。
因此，利用能量回馈原理提高电梯的电能利用率具有重要意义。
关键词：电梯；能量回馈；原理；应用电梯作为一种高能耗的特种设备，人们在享受电梯带来便利的同时，电梯的节能问题也越来越突出。
而能量回馈技术是降低电梯能耗最具潜力的技术，它是将制动电阻原消耗的电能，通过逆变器转换为交流电能，送回交流电网进行再生运行或供附近其他用电设备使用，使电动机拖动系统单位时间内消耗的电能减少，以达到节约电能的目的。
一、电梯的概念依照电梯在实际生活中的运用及特征，电梯的含义分为广义和狭义。
狭义的电梯是指对规定楼层进行服务，具有轿厢等垂直或倾斜的升降设备，不包括自动人行道及自动扶梯等。
对广义的电梯而言，其主要是指具有动力驱动，可沿着刚性导轨进行运行的箱体或沿着固定的线路进行运行的梯级、踏步等，可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。
此外，按运行速度电梯可分为超高速、高速、快速及慢速几种类型。
同时，还可按用途的不同加以区分，如客梯、观光梯等，随着科技的发展，还出现了一些较为特殊的电梯，如立体停车场中所使用的电梯等。
二、能量回馈原理电梯作为垂直交通运输设备，其向上运送与向下运送的工作量大致相等，驱动电动机通常是工作在拖动耗电或制动发电状态下。
当电梯轻载上行及重载下行及电梯平层前逐步减速时，驱动电动机工作在发电制动状态下。
此时是将机械能转化为电能，过去这部分电能要么消耗在电动机的绕组中，要么消耗在外加的能耗电阻上。
前者会引起驱动电动机严重发热，后者需要外接大功率制动电阻，不仅浪费了大量的电能，还会产生大量的热量，导致机房升温。
有时候还需要增加空调降温，从而进一步增加了能耗。
电能回馈技术利用变频器交-直-交的工作原理，将机械能产生的交流电(再生电能)转化为直流电，再通过电能回馈技术将直流电逆变成交流电回馈到电网，供电网其他设备使用，从而使总耗电量下降，以起到电梯节能的目的。
整流回馈单元
整流回馈单元
（最新版）
目录
1.整流回馈单元的定义与作用
2.整流回馈单元的基本原理
3.整流回馈单元的关键技术
4.整流回馈单元的应用领域
5.整流回馈单元的发展前景
正文
整流回馈单元是一种电子元件，主要用于将交流电转换为直流电，并在电路中回馈电能。
它具有高效、节能、环保等特点，广泛应用于工业、家用电器、交通运输等领域。
整流回馈单元的基本原理是利用半导体材料，在交流电压的作用下产生整流效果，将交流电转换为直流电。
整流过程中，半导体材料会产生热量，通过散热装置将热量散发出去，保证整流回馈单元的正常工作。
整流回馈单元的关键技术包括整流器件的选型、整流电路的设计、散热装置的优化等。
其中，整流器件的选型关系到整流效果和电路的稳定性；整流电路的设计要兼顾效率和安全性；散热装置的优化则能提高整流回馈单元的使用寿命和可靠性。
整流回馈单元的应用领域非常广泛，如家用电器、工业控制、交通运输等。
在家用电器中，整流回馈单元可以为电视机、洗衣机、空调等提供稳定的直流电源；在工业控制领域，整流回馈单元可以实现对电机、变频器等设备的精确控制；在交通运输领域，整流回馈单元可以为新能源汽车等提供动力。
随着科技的发展，整流回馈单元在技术上不断创新，性能得到提升，
应用领域也在不断拓展。
能量回馈单元原理及应用
能量回馈单元基本原理及应用收藏此信息打印该信息添加：单升华来源：未知单升华北京时代新纪元技术有限公司，北京100085摘要 TEFU系列能量回馈单元是与通用变频器配套使用的设备，采用正弦波电流跟踪技术，它主要应用于往复运动、频繁正反转和快速停车的场合，如油田抽油机、电梯、卷绕设备、大型龙门刨床、机床主轴等。
与通常采用制动单元和制动电阻的方式相比，能量回馈单元可以显著节能，并且制动转矩响应动作迅速，是一款绿色、环保、节能的产品。
介绍了它的基本原理、试验波形及应用。
关键字正弦波电流跟踪；制动转矩；响应时间；节能The Basic Theory and Application of TEFU Series Energy Feedback UnitSHAN ShenghuaBeijing New Century Technologies Co. Ltd.，Beijing 100085 China Abstract TEFU series energy feedback unit is a device that is used with general inverter, the sine wave current tracking technology is adopted. The fields of application include reciprocation,often changing direction and rapid brake,such as take out oil machine,elevator,winding device,large planer,principal axis etc. It can save more energy compared with brake unit and brake resistor,and the brake torque is bigger. It is a green, safeguard inviroment and save energy product. It's basic theory,test waves and applicationsis introduced.Keywords sine wave current tracking technology；brake torque；response time；save enengy0 引言在变频器电气传动系统中，当电机的负载是位能式负载，如油田抽油机、矿用提升机等，或大惯量负载，如风机、水泥制管、动平衡机等，以及轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等需要快速制动类负载时，电机都不可避免地存在发电过程，即电机转子在外力的拖动或负载自身转动惯量的维持下，使得电机的实际转速大于变频器输出的同步转速，电机所发出的电能，将会通过变频器逆变桥的续流二极管组成的三相整流电路，储存在变频器的直流母线的滤波电容中。
电机控制系统中的能量回馈技术
电机控制系统中的能量回馈技术电机控制系统中的能量回馈技术在现代工业自动化领域中起着至关重要的作用。
能量回馈技术是指通过某种方式将电机系统产生的能量进行回馈利用，以达到能效优化、节能减排的目的。
在电机控制系统中，能量回馈技术可以有效降低系统的能耗，提高系统的运行效率，延长设备的使用寿命，是一种非常重要的技术手段。
一、能量回馈技术的工作原理能量回馈技术主要包括能量回馈装置和能量回馈控制系统两部分。
能量回馈装置通过不同的原理将电机系统产生的能量进行回馈利用，如惯性回馈装置、发电回馈装置、机械回馈装置等。
能量回馈控制系统则通过检测和分析能量回馈装置输出的能量状况，对电机控制系统进行智能调控，实现能量的高效利用。
通过这种方式，能量回馈技术可以将电机系统产生的惯性能量、制动能量等在一定程度上回馈到电网中，减少电机系统的能量损耗，提高系统的整体能效。
二、能量回馈技术的应用领域能量回馈技术广泛应用于各种电机控制系统中，包括电梯系统、风力发电系统、电动汽车系统等。
在电梯系统中，能量回馈技术可以将电梯在下行过程中产生的制动能量回馈到电网中，减少了电梯系统的能耗，提高了系统的整体运行效率。
在风力发电系统中，能量回馈技术可以通过智能控制系统将风力发电机产生的多余电能回馈到电网中，实现风力发电系统的能量储存和再利用。
在电动汽车系统中，能量回馈技术可以将电动汽车制动时产生的能量回馈到电池中，延长了电动汽车的续航里程，提高了电动汽车的能效。
三、能量回馈技术的发展趋势随着节能减排的国家政策日益严格，能量回馈技术在电机控制系统中的应用前景十分广阔。
未来，随着智能控制技术的不断发展和完善，能量回馈技术将会变得越来越智能化、高效化。
同时，随着新能源技术和储能技术的不断创新，能量回馈技术将会在电机控制系统中得到更加广泛的应用，并对整个工业自动化领域产生深远的影响。
总的来说，电机控制系统中的能量回馈技术是一种具有重要意义的技术手段，可以有效提高系统的能效，降低系统的能耗，延长设备的使用寿命。
变频器能量回馈单元工作原理
变频器能量回馈单元工作原理变频器能量回馈单元工作原理，听起来好像很高大上的样子，其实呢，它就是一个很厉害的“回收站”，可以把我们浪费掉的能量重新利用起来。
那么，这个“回收站”到底是怎么工作的呢？接下来，就让我来给大家慢慢道来。
我们要了解一个概念，那就是“能量”。
能量就像是我们生活中的一种货币，只要你愿意付出，它就会不断地增加。
而变频器能量回馈单元呢，就是帮助我们把这些浪费掉的能量收集起来，然后再把它变成我们想要的东西。
那么，这个“回收站”是怎么收集能量的呢？其实很简单，它主要通过两种方式来实现：一种是通过电机的转速反馈，另一种是通过电网的电压反馈。
我们来说说第一种方式。
在我们的生活中，有很多东西都是需要转动才能工作的，比如说风扇、空调、洗衣机等等。
而这些设备的工作原理就是通过电机来驱动它们的工作。
那么，电机是怎么工作的呢？原来，电机是通过电磁感应原理来产生动力的。
当电流通过电机的时候，会产生一个磁场，而这个磁场会与电机周围的导体产生相互作用力，从而使电机转动。
而变频器能量回馈单元呢，就是通过检测电机的转速来判断它是否在工作。
具体来说，它会在电机的某个部位安装一个传感器，这个传感器可以感知到电机的转速。
然后，变频器能量回馈单元会根据这个转速来计算出电机所消耗的能量。
如果发现电机的转速比较低，那么就说明它没有在工作，这时候变频器能量回馈单元就会把这个能量回收起来。
接下来，我们来说说第二种方式。
在我们的家庭用电中，有时候会出现电压不稳定的情况。
比如说晚上高峰期，家里用电量比较大，这时候就会导致电压下降。
而变频器能量回馈单元呢，就是可以通过监测电网的电压来判断它的稳定性。
具体来说，变频器能量回馈单元会在电网上安装一个电表，这个电表可以实时地监测电网的电压。
然后，变频器能量回馈单元会根据这个电压来计算出电网的稳定性。
如果发现电网的电压经常波动，那么就说明它不太稳定，这时候变频器能量回馈单元就会把多余的能量回收起来。
新能源汽车功率电子系统的电能回馈技术
新能源汽车功率电子系统的电能回馈技术电能回馈技术是新能源汽车中一个重要的技术领域，它可以有效地利用车辆运行过程中产生的电能，并回馈给电池进行储存和利用。
本文将从新能源汽车功率电子系统的电能回馈技术原理、应用及发展前景等方面进行探讨。
一、电能回馈技术的原理电能回馈技术通过在新能源汽车功率电子系统中引入逆变器和直流/直流转换器等装置，将车辆在制动、滑行等过程中产生的惯性电能或电池能量释放成电，再通过逆变器将其转换为交流电能回馈给电池。
这样可以将能量的损失降至最小，提高整车的能源利用效率。
二、电能回馈技术的应用1. 制动能量回馈：在新能源汽车制动过程中，制动器会产生大量的过程能量被浪费，而电能回馈技术可以通过电机作为发电机，将制动过程中产生的电能回馈到电池中，减少能量的损失，提高能源的利用效率。
2. 滑行能量回馈：在新能源汽车滑行过程中，车辆会失去动力，而电能回馈技术可以将惯性电能转化为电能并回馈到电池中，使得车辆在滑行过程中能够继续储存电能，提高整车的续航里程。
3. 能量转移：电能回馈技术还可以通过电池将电能回馈到驱动电机中，提供更加强劲的动力输出，增加整车的加速性能。
三、电能回馈技术的发展前景随着新能源汽车市场的不断扩大，电能回馈技术也逐渐得到了广泛的应用和推广。
它在提高能源利用效率、延长电池寿命、降低车辆能耗等方面具有明显的优势，对于新能源汽车的发展具有重要的意义。
未来，随着电池技术的不断进步和电能回馈技术的不断创新，电动汽车的续航里程将进一步延长，整车的能源利用效率将进一步提高。
同时，电能回馈技术还可以与其他技术相结合，如能量回收系统、太阳能充电等，进一步提升新能源汽车的性能和可持续发展能力。
总之，电能回馈技术是新能源汽车领域的一项重要技术，它能够有效地提高能源利用效率、延长电池寿命，对于推动新能源汽车领域的发展具有重要的意义。
随着技术的不断创新和应用的不断扩大，相信电能回馈技术在未来会有更加广阔的发展前景。
MDBF能量回馈单元在电梯行业的应用
MDBF能量回馈单元在电梯行业的应用一、电梯能耗的现状据中国电梯协会提供的信息显示，全国在用电梯总保有量已超过90万台，成为世界上电梯总保有量最多的国家。
而且，随着我国城市化进程进入快速发展期，每年都将有超过15万台新增电梯（新增电梯数量世界第一）投入使用。
电梯作为交通工具，已经成为人们日常生活不可缺少的一部分。
电梯运营离不开电能，一般正常使用的普通电梯，每天用电量大约在30度至150度之间，如果按照一部电梯每天用电80度计算，每年耗电量达29200度。
由此可见，电梯能耗已经成为建筑能耗的重要部分。
电梯在使用过程中，有电动运行与发电运行（也叫制动运行）两种状态。
其中的发电运行状态会产生一部分能量，我们称之为再生能源。
目前市场上使用的电梯（除进口高速电梯之外，约占总量的2%）将再生能源消耗在制动电阻上，在浪费这些能源的同时，也造成了电梯控制柜的发热。
如果将这部分再生能源收集起来，每年节约的电能相当可观。
我们简单计算一下，一般使用能量回馈装置来收集电梯再生能源，可以节省15%～45%的耗电量。
按照平均20%的数据计算，如果全国的电梯都安装了能量回馈装置，每年可以从电梯中回收52.56亿度电。
这个数字是什么概念呢？我们看一下，据中国水利网数据，国家黄河小浪底水电厂每年发电量平均为51亿度，也就是说，全国的电梯使用能量回馈装置来收集电梯再生能源，相当于又造了一个小浪底水电厂！使用能量回馈装置收集电梯再生能源，同时也降低了电梯运行中的发热量，将大大降低电梯控制系统的故障率，延长使用寿命。
21世纪能源将日益紧张，我国又是能源消耗大国，节能势在必行。
因此，使用能量回馈装置收集电梯再生能源是利国利民的一件好事，是造福子孙后代的大事！二、电梯能量回馈节能原理图1所示的是四层电梯示意图，从图中可以看到，电梯的轿厢与电梯配重连接在钢丝的两端，悬挂于电梯驱动电动机上。
当电动机正向或者反向旋转时，轿厢会相应的上行或者下行，实现了电梯运送乘客或者货物的目的。
加能PFH回馈单元的原理和优势
电力测功机加载能量回收方案1、设备概况电力测功机机主要参数如下：电力测功机 1项目参数备注额定电压660V额定功率300kW数量1台电力测功机 2项目参数备注额定电压660V额定功率750kW数量1台2、选型配置方案○1能量回馈选型根据现场的工况参数，结合我公司关于电力测功机设备的工程改造经验，建议能量回馈装置及配置选型如下：电力测功机1能量馈装置项目参数备注额定电压660V额定功率300kW额定电流164A数量2台并联使用电力测功机2 能量馈装置项目参数备注额定电压660V额定功率300kW额定电流164A数量5台并联使用②能量回馈回收加载能量的优势加载能量回馈利用，电源只是提供实验台传动系统的损耗而已，这对寿命实验、老化实验有非常好的节能效果。
由于能量回馈利用，测功机本身只是消耗了很少的能量，因此在一般的情况下，无需采用类似电涡流那样的水冷却系统，从而使得试验台的辅助系统大大简化。
IPC-PFH系列重载型能量回馈装置产品介绍IPC-PFH系列重载型能量回馈装置是采用加拿大技术生产制造的高性能传动节能产品，目前已经广泛应用于港口、电梯、起重、矿山提升机、离心机、油田抽油机、风力并网发电等各种场合。
IPC-PFH系列重载型能量回馈装置可以把电机调速等过程中所产生的再生电能回馈到电网，避免了采用常规能耗式制动单元因电阻发热而造成的能量损耗，从而达到可观的节能效果，也可以实现风力、太阳能等的并网发电。
该系列产品内部已经安装有电抗器和噪声滤波器，可以直接接到电网，不会对电网和周边的电器设备造成干扰。
其主回路原理图如下图所示：当电力测功机的加载电机变频驱动系统，将原动机产生的机械能转换为电能，回馈到加载电机变频驱动系统的直流回路，并引起储能电容两端电压升高。
通常情况下，为了保证变频器系统的正常工作，会使用能耗电阻消耗这部分再生电能。
但是由于电阻过热，则会导致电阻及其引线烧断，从而产生一系列安全问题，更重要的是造成了再生电能很大浪费。
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能量回馈单元基本原理及应用
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单升华
北京时代新纪元技术有限公司，北京100085
摘要 TEFU系列能量回馈单元是与通用变频器配套使用的设备，采用正弦波电流跟踪技术，它
主要应用于往复运动、频繁正反转和快速停车的场合，如油田抽油机、电梯、卷绕设备、大型龙门
刨床、机床主轴等。
与通常采用制动单元和制动电阻的方式相比，能量回馈单元可以显著节能，并
且制动转矩响应动作迅速，是一款绿色、环保、节能的产品。
介绍了它的基本原理、试验波形及应
用。
关键字正弦波电流跟踪；制动转矩；响应时间；节能
The Basic Theory and Application of TEFU Series Energy Feedback Unit
SHAN Shenghua
Beijing New Century Technologies Co. Ltd.，Beijing 100085 China Abstract TEFU series energy feedback unit is a device that is used with general inverter, the sine wave current tracking technology is adopted. The fields of application include reciprocation,often changing direction and rapid brake,such as take out oil machine,elevator,winding device,large planer,principal axis etc. It can save more energy compared with brake unit and brake resistor,and the brake torque is bigger. It is a green, safeguard inviroment and save energy product. It's basic theory,test waves and applications
is introduced.
Keywords sine wave current tracking technology；brake torque；response time；save enengy
0 引言
在变频器电气传动系统中，当电机的负载是位能式负载，如油田抽油机、矿用提升机等，或大惯量负载，如风机、水泥制管、动平衡机等，以及轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等需要快速制动类负载时，电机都不可避免地存在发电过程，即电机转子在外力的拖动或负载自身转动惯量的维持下，使得电机的实际转速大于变频器输出的同步转速，电机所发出的电能，将会通过变频器逆变桥的续流二极管组成的三相整流电路，储存在变频器的直流母线的滤波电容中。
如果不把这部分能量消耗掉，直流母线电压就会
迅速升高，影响变频器的正常工作。
通常处理这部分能量的方法是增加制动单元和制动电阻，将这部分电能消耗在电阻上变成热能浪费掉，而采用TEFU系列产品完全可以替代制动单元和制动电阻，并且可以将这部分能量回馈给电网，供其他设备使用，实现绿色、环保、节能的目的。
本文介绍的TEFU系列能量回馈单元提出了一种正弦波电流跟踪技术，使得回馈电网的电流波形畸变率<5%。
1 电机再生能量的几种常用处理办法
在电机传动领域中，当电机快速制动或被其他力量拖动而工作在再生发电状态时，为避免变频器出现过流或过压故障跳闸，需要采取一些措施来处理电机的再生发电能量。
1）采用制动单元和制动电阻，制动单元的工作原理是通过检测变频器的直流母线电压来实现对再生能量的处理。
当直流母线电压超过某一设定数值（如680 V）时，打开制动单元的开关将大功率制动电阻连接到直流母线上，释放储存在变频器内滤波电容上的电能，此时电阻将电能转变成热能消耗掉，制动能量被白白浪费，效率很低。
采用这种方式时，投资较少，性能上的缺点是制动响应时间慢，制动转矩不足。
2）在变频器的直流母线上并联超级大电容，这种方式的原理如图1所示。
其原理是将电机制动时的再生能量储存在足够大的超级电容器中，当电机工作在电动机状况时，又将储存在超级大电容中的电能利用，因此，这样的方式效率最高，基本没有损耗，转换效率可达99%以上（不考虑电机的发电效率）。
但是这种策略存在的致命缺点是电容的容量一般在法拉级，受制造工艺和材料的限制，超级大电容体积非常庞大，价格昂贵。
3）采用共用直流母线的策略，这种方式的原理如图2所示，但仅适合于多电机传动系统。
当系统中某台电机处在再生发电状态时，它所发出的电能可以被处于电动状态的其他电机所利用。
但是这种方案仅适用于多电机传动系统，而且要求处于发电状态的电机容量要远小于工作在电动状态的电动机容量，应用有一定的局限性。
由以上分析可见，不管采用上述何种方法处理电机的再生发电能量，都会或多或少地存在一些问题，不是耗能就是价格昂贵或者应用范围受限。
针对以上问题，很多学者都在研究能量回馈问题。
2 TEFU系列能量回馈单元基本原理
TEFU系列能量回馈单元，通过自动检测变频器的直流母线电压，采用正弦波电流跟踪技术，将变频器直流环节的直流电压逆变成与电网电压同频同相的三相交流电压，经多重噪声滤波后连接到交流电网。
从
而达到能量回馈的目的，并且实现单位功率因数回馈，回馈到电网的电能达到电机发电能量的97%以上，有效节省电能，其原理框图如图3所示。
具体的原理拓扑结构如图4 所示。
这样的拓扑结构可以很容易做到控制交流侧和直流侧之间有功功率和无功功率的交换。
所谓正弦波电流跟踪技术是指图4 中将电网电压的正弦波信号作为回馈电流的指令信号，通过闭环控制使得回馈电流波形跟踪电网电压信号的波形，从而实现回馈电流的正弦特性，减小回馈电流的畸变率。
3 实验波形
从下面的实验波形中，可以看到该能量回馈单元可以很好地处理电机再生发电的能量，同时完成单位功率因数回馈，而且回馈电流畸变率< 5%。
图5是能量回馈单元回馈时某一相的相电压和回馈的相电流，图中光滑的波形是电网相电压，另一波形是回馈电流，从中可以看到回馈的功率因数约等于1，回馈电流逼近正弦波。
图6是能量回馈单元工作时回馈电流和变频器直流母线电压的波形（100 V/div），从图中可以看到，制动时变频器直流母线电压迅速上升，达到690 V
时，回馈单元立即工作，很好地将直流母线电压稳定在700 V以内，变频器的停车时间约在0.6 s，回馈单元响应迅速（2 ms以内），制动力矩大。
4 应用
TEFU 系列能量回馈单元和变频器一起可以应用在位能式负载或大惯量负载和其他需要快速制动类负载的场合。
下面是TEFU 系列能量该回馈单元与时代TVF 8000 系列变频器在河北某单位B2016A型龙门刨床上的应用情况。
B2016A 型龙门刨床是机械加工初用的大型机床，是制造重型设备不可缺少的工作母机，主要用来加工大型工件的各种平面、斜面和槽，在机加行业应用非常广泛。
由于技术的限制，五六十年代的龙门刨床工
作台的拖动采用了电机扩大机—直流发电机—直流电动机方式，造成故障率高，体积大、电耗大、控制精度差、效率低等诸多缺陷。
基于以上种种弊端，我们对河北某加工厂的B2016A 型龙门刨床进行了变频改造，改造方案是采用时代TVF8000系列变频器配套TEFU 系列能量回馈单元方案+TVF8000 系列变频器配套制动单元和制动电阻方案。
将这两种方案进行对比，采用回馈单元的方案比采用制动单元和制动电阻的方案多节能20%，节能效果显著。
而且系统改造以后，运行稳定，可靠性高，系统维护简
单方便，回馈电能质量高，刨床的加工精度高，提高了加工质量与效率，延长了刀具的使用寿命。
5 结语
采用正弦波电流跟踪技术研制的TEFU 系列能量回馈单元，具有自动识别电网相序，有过流、过热、短路等全面保护功能，是一款绿色环保的节能产品。
从控制性能指标上看本产品还有改进之处，如可以采用空间电压矢量控制SVPWM 调制技术产生纯净的正弦波回馈电流等。
作者简介：
单升华（1967-），男，毕业于浙江大学电气学院，研究
方向为电力电子与电气传动。