编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第页共NUMPAGES11页第PAGE\*MERGEFORMAT11页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT11页长沙理工大学“国家级大学生创新性实验计划”项目申请表填表时间：2009年10月7日项目名称电梯节能装置的研制一、申请理由（包括自身具备的知识条件：自己的特长、兴趣等）随着社会经济的迅速发展，能源问题在当今社会中受到越来越多的关注。变频调速系统以其优良的调速性能而广泛应用于工业领域。但是由于受到技术条件的制约，电机制动时产生的能量往往通过制动电阻发热消耗掉，造成了电能的极大浪费。能量回馈系统可将再生能量反馈回电网，能大幅降低变频调速系统的能耗。本项目涉及电力电子技术中的整流、SPWM逆变技术，以及与能量回馈相关的自动控制、数字信号处理（DSP）等控制技术，可综合培养学生的理论与实践能力，为以后的工作和深造打下坚实的基础。特长和兴趣：丁梓健作为班级委员有着扎实的专业基础知识，参加了全国大学电子竞赛，具备较强的单片机软、硬件开发能力和系统设计能力。对电子制作和程序设计有着浓厚的兴趣。张劲帆曾获校特等奖学金，擅长利用Protel软件进行电路设计和制作PCB电路板。对优化电路设计和电子制作有着浓厚的兴趣。周宇帆曾获校三等奖学金，能很好的应用MATLAB软件对系统建模和仿真。对自动控制理论和数学建模有着浓厚的兴趣。张建军曾获校三等奖学金，具备较强的C语言的开发技能和变流技术应用能力。对程序开发和电机控制方面有着浓厚的兴趣。二、立项背景（研究现状、趋势、研究意义等，参考文献和其他有关背景材料）1．研究的意义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！2．研究的现状与趋势对于交流变频调速系统，由于二极管的单向导电性能，电机制动的再生能量无法回馈给电网。为了装置的安全运行，这部分能量必须通过一定的途径消耗掉。在中小容量系统中，一般采用能耗制动方式[1-5]，即通过内置或外加制动电阻的方法将电能消耗在大功率电阻器中，实现电机的四象限运行。该方法虽然简单，但是有如下缺点：浪费能量，系统效率低；电阻发热严重，影响系统的其他部分正常工作；简单的能耗制动不能及时抑制快速制动产生的泵升电压，限制了性能的提高。PWM整流器[6-8]可实现能量可双向流动，不仅具有AC/DC变流特性(整流)，而且还可实现DC/AC变流(有源逆变)，因而可将电机制动产生的再生能源回馈到电网。PWM整流器实现了网侧电流正弦化且运行于单位功率因数，具有绿色电能变换特性。此外，由于PWM整流器网侧呈现出受控电流源特性，因而这一特性使PWM整流器及其控制技术的应用领域得到了发展和拓宽，如静止无功补偿(SVG)、有源电力滤波(APF)、统一潮流控制(UPFC)，超导储能(SMES)、高压直流输电(HVDC)、电气传动(ED)，新型UPS以及太阳能、风能等可再生能源的并网发电等。但PWM整流器承担了负载功率的传递，因而不适合大功率的应用场合，而且，如果应用到现有的二极管整流的变频器中，需要对变频器进行改造，增加了应用的难度和成