Các nhà cung cấp thiết bị phản hồi năng lượng thang máy xin lưu ý rằng năng lượng cơ học (thế năng, động năng) của tải trọng di chuyển được chuyển đổi thành năng lượng điện (năng lượng điện tái tạo) thông qua thiết bị phản hồi năng lượng và được truyền trở lại lưới điện xoay chiều để các thiết bị điện lân cận khác sử dụng. Điều này giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng của lưới điện bởi hệ thống truyền động động cơ trên một đơn vị thời gian, từ đó đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng. Các thành phần phần cứng khác nhau của thiết bị phản hồi năng lượng tạo thành nền tảng quan trọng cho hoạt động của hệ thống phản hồi năng lượng.
1. Mạch biến tần nguồn
Trong mạch biến tần, dòng điện một chiều được lưu trữ trên đường dẫn DC của bộ biến tần thang máy trong quá trình vận hành máy kéo thang máy ở trạng thái phát điện được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều bằng cách điều khiển bật/tắt công tắc. Đây là mạch chính của hệ thống phản hồi năng lượng thang máy, có cấu trúc khác nhau tùy theo phân loại mạch biến tần. Bằng cách điều khiển bật/tắt công tắc, dòng điện một chiều được lưu trữ trên đường dẫn DC của bộ biến tần thang máy trong quá trình vận hành máy kéo ở trạng thái phát điện được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều. Trong mạch, công tắc trên và công tắc dưới trên cùng một tay cầu không thể dẫn điện đồng thời, và thời gian dẫn điện cũng như thời gian dẫn điện của từng bộ phận được điều khiển theo thuật toán điều khiển biến tần.
2. Mạch đồng bộ lưới điện
Điều khiển đồng bộ pha đóng vai trò quan trọng trong việc thang máy có thể phản hồi hiệu quả năng lượng trên bus DC về lưới điện hay không. Mạch đồng bộ lưới điện áp dụng đồng bộ điện áp đường dây lưới điện, và để tránh hiệu ứng vùng chết trong quá trình chuyển mạch, các công tắc được vận hành ở góc 120 độ trên cùng một nhánh cầu. Mối quan hệ logic giữa tín hiệu đồng bộ lưới điện và tín hiệu giao điểm không của lưới điện được thu được thông qua bộ so sánh, và mối quan hệ giữa tín hiệu đồng bộ lưới điện của từng thiết bị chuyển mạch và điện áp lưới điện được thu được thông qua mô phỏng Multisim. Mỗi công tắc có góc làm việc 120 độ và cách nhau 60 độ theo trình tự. Tại bất kỳ thời điểm nào, chỉ có hai ống công tắc trong cầu biến tần là dẫn điện, đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy. Ngoài ra, mỗi hai công tắc hoạt động ở dải điện áp cao nhất của đường dây lưới điện, mang lại hiệu suất biến tần cao.
3. Mạch điều khiển phát hiện điện áp
Do điện áp cao ở phía bus DC của bộ biến tần thang máy, trước tiên cần sử dụng điện trở để phân chia điện áp, sau đó cách ly và giảm điện áp bus thông qua cảm biến điện áp Hall, và chuyển đổi thành tín hiệu điện áp thấp. Trong mạch điều khiển phát hiện điện áp, phương pháp điều khiển so sánh theo dõi trễ được áp dụng, phương pháp này bổ sung phản hồi tích cực dựa trên bộ so sánh và cung cấp hai giá trị so sánh cho bộ so sánh, cụ thể là giá trị ngưỡng trên và ngưỡng dưới. Được thực hiện bởi các mạch phần cứng, việc điều khiển vừa nhanh vừa chính xác. Mạch điều khiển phát hiện điện áp không chỉ có thể tránh được sự chồng chập tức thời của các tín hiệu nhiễu lên tín hiệu điện áp, khiến trạng thái đầu ra của bộ so sánh bị dao động, mà còn ngăn hệ thống phản hồi năng lượng khởi động và đóng quá thường xuyên.
4. Mạch điều khiển phát hiện dòng điện
Trong quá trình phản hồi năng lượng, dòng điện phải đáp ứng các yêu cầu về công suất của nó và công suất phản hồi về lưới phải lớn hơn hoặc bằng công suất cực đại khi máy kéo ở trạng thái phát điện, nếu không, sụt áp trên thanh cái DC sẽ tiếp tục tăng. Khi điện áp của lưới điện không đổi, công suất phản hồi năng lượng của hệ thống được xác định bởi dòng điện phản hồi. Ngoài ra, dòng điện phản hồi phải được giới hạn trong phạm vi định mức của thiết bị chuyển mạch nguồn biến tần. Hơn nữa, cuộn cảm kháng giữa lưới điện và biến tần cho phép dòng điện lớn đi qua đồng thời giảm thiểu thể tích của cuộn kháng. Do đó, độ tự cảm của cuộn kháng phải là một giá trị nhỏ để đảm bảo phản hồi năng lượng. Tốc độ thay đổi dòng điện rất nhanh. Đồng thời sử dụng điều khiển trễ dòng điện có thể kiểm soát hiệu quả dòng điện phản hồi và ngăn ngừa tai nạn quá dòng.
5. Mạch điều khiển chính
Bộ xử lý trung tâm của hệ thống phản hồi năng lượng thang máy là mạch điều khiển chính, được sử dụng để điều khiển hoạt động của toàn bộ hệ thống. Mạch điều khiển chính bao gồm vi điều khiển và các mạch ngoại vi, tạo ra sóng PWM có độ chính xác cao dựa trên các thuật toán điều khiển; Mặt khác, dựa trên tín hiệu đồng bộ lưới điện, điều khiển sự cố IPM đảm bảo toàn bộ quá trình phản hồi năng lượng được thực hiện an toàn và hiệu quả.
6. Mạch điều khiển bảo vệ logic
Tín hiệu đồng bộ hóa kết nối lưới điện, tín hiệu điều khiển điện áp và dòng điện, tín hiệu lỗi IPM và tín hiệu điều khiển đầu ra từ mạch điều khiển chính đều cần phải đi qua mạch điều khiển bảo vệ logic để vận hành logic, và cuối cùng được gửi đến mạch biến tần để điều khiển quá trình phản hồi. Bằng cách này, nó có thể đảm bảo đầu ra nguồn điện xoay chiều từ biến tần được đồng bộ hóa với lưới điện, đồng thời chặn tín hiệu điều khiển trong trường hợp xảy ra lỗi quá dòng, quá áp, thiếu áp và lỗi IPM trong mạch, dừng quá trình phản hồi năng lượng.