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科技论文在线

节能电梯能量反馈仿真分析 

张千帆，张健

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作者简介：张千帆，男，副教授，主要研究方向：电机驱动控制、电动车电驱动技术、电力电子技术在新
能源发电中的应用 
通信联系人：张健（1985-），男，硕士研究生，永磁同步电机驱动与控制. E-mail: zzzzhangjianzzz@163.com 

（哈尔滨工业大学电气工程系，哈尔滨 150001） 

摘要：提高节能效率是近些年来电梯行业研究的热点。能够实现能量回馈节能控制的主电路
拓扑有多种，本文针对其中一种在传统 AC-DC-AC 结构中加入以双向 DCDC 连接超级电容为储
能源并连接于母线的拓扑进行 MATLAB 仿真，讨论分析母线电压动态切换对于永磁同步电机
运行的影响，指出母线动态切换是有可能影响到电梯舒适度的。最后给出避免的方法和经过
优化的能量回馈控制方案。 
关键词：  永磁同步电机控制；节能电梯；能量回馈；MATLAB 仿真 

中图分类号：TM921 

 

Simulation of energy-saving elevator energy feedback 

Zhang Qianfan, Zhang Jian 

(Harbin institute of technology electrical engineering,harbin 150001) 

Abstract: In recent years, improving energy saving efficiency is the research focus of elevator 
industry.There is a variety of main circuit topology to achieve the control of energy saving.In this paper, 
a MATLAB simulation is presented to show a novel circuit,super capacitor energy storage via 
collecting two-way connection DCDC on the bus of traditional AC-DC-AC structure to take a 
discussion of if dynamic changes in bus voltage can affect the PMSM running.The result is that the 
dynamic switching bus is able to reduce the elevator comfort.Finally, the solution of the problem above 
and the energy feedback control scheme are given in this paper.   
Keywords: control of permanent magnet synchronous motor(PMSM); energy-saving elevators; energy 
feedback; MATLAB simulation 
 

0  引言 

近年来，随着电梯行业竞争日趋激烈，仅仅是安全和舒适早已不能满足电梯用户的要求，

环保和节能已经成为新的主题

[1]

。传统电梯直接使用能耗电阻将由曳引电机回馈母线的能量

转化成热能消耗掉，这样使大量可利用的能源浪费掉。目前电梯厂家和学者的研究集中在曳

引传动方式、主电路拓扑、新技术新能源等方面

[2]

。 

将超级电容作为储能源，通过双向 DCDC 与能耗电阻一起并联在母线上的拓扑结构，

可以将从曳引电机回馈的能量首先存入超级电容，在电机处于电动状态时将能量释放掉，这

样可以有效地减少能量消耗。本文从说明了能量回馈的微观原理，并着重从电梯舒适度的角

度考虑，建立 MATLAB/Simulink 仿真模型，针对母线动态切换对电机速度的影响进行仿真
和定性分析，得出问题存在的可能性并提出解决问题的方法，最后给出本设计中节能电梯的

控制方案，对实际项目的进行具有指导意义。 

1  能量回馈原理 

能量反馈的产生原因一般有两种

[3]

：一种是由主回路换相过程产生的瞬时浪涌高电压，

这种能量反馈时间非常短，虽然可以瞬时产生高电压对开关功率器件造成破坏，但是在能量