羊凯
浙江省特种设备科学研究院 浙江杭州 310020
摘要：基于目前广泛运用的智能立体车库为研究目标，对其变频器节能控制展开设计，把目前广泛运用的直流母线技术、超级电容储能技术等电机进行能量再生处理技术进行融合，运用PLC为主要控制单元，形成更加完善的回馈能量控制策略。通过结论显示，此方案有着高效的节能性以及控制性，并且防止回馈能量污染电网，具有极大的研究价值。
关键词：立体车库；PLC变频器；节能控制；设计
由于对变频器节能方式进行分析，要按照运用环境而明确。因此本篇文章基于立体车库的分析研究入手，综合其机械结构，对变频器的运行当中能量流向与运用价值进行分析，运用目前常见的多项能量回馈方式进行配合，运用PLC当成技能系统的主要控制内容，重点优化变频器在工作中的能量回馈控制方式，实现节能，减少系统的耗能的目的。
一、立体车库电动机的运行特点
根据目前立体车库的机械结构，重点包含升降横移式、垂直循环式、堆垛巷道式等种类。各类车库由于机械结构的差异性，在电机控制上存在一定的区别。可是总结来讲，电动机在控制系统当中关键负责托举、传输以及回转等性能。托举结构负责载车板的升降；传输结构把驱动载车板移动到特定位置，回转结构能够改变车辆方向，从而达到车位便于驾驶员的驾驶。各个电机在运行时都需要的速率以及转矩各不相同，都需要各个电机都配置单独的变频器进行控制。
二、PLC控制共用母线技术控制对策
能源回馈系统的主要计算以及控制方面运用PLC开展。PLC基于精准的控制性、抗干扰性以及良好的通讯技术，具有便捷操控等优势，在工业控制领域被广泛的应用。特别是模块化PLC拓展具有极强的性能，灵活性控制，适用在多项控制中。PLC要对共用直流母线技术以及超级电容储能技术的运行时间和协调展开统筹。因为在控制策略当中，以及把此项技术引出，运用PLC电压检测单元对此展开实时检测，当成控制器的传输讯号，构成闭环反馈有效控制再生能源的处理介入。针对共用直流母线技术来讲，需要预先确保各个变频器交流电来源同个变压器，从而抱枕直流目前电压的稳定性以及统一性。经过直流器触电的开合情况控制能量，如图1。因为这时直流接触点处在断开情况，所以运用PLC检测各个变频器的直流电压。在变频器1位置再生制动情况下，母线电压有所提升，对阈值进行合理设置，在电压超出阈值时，PLC控制KM1吸和，从而让接通相关触电，其余能源给予公共直流母线。并且对变频器2进行电压检测时，若发生低于阈值时，就代表此变频器处在电动形态，就可接通此变频器2的接触器KM2，让其接纳母线电能。此种形式防止两类变频器发生电压混淆，对电容储能装置有所影响。
图1 ＰＬＣ共用直流母线控制策略
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三、PLC控制超级电容储能控制对策
在立体车库电机将车辆下放和减速工作中，并且没有处在电动形态的变频器，超级电容器的运行把能量暂存。其储存容量公式为E=1/2C(U2MAX-U2MIN)中E是超级电容储存容量，C是电容值；UMAX与UMIN是超级电容的最高电压以及最低电压。合理设计电容容量，提升此系统稳定性。所以，超级电容要达到kW≤1/2C(U2MAX-U2MIN)η当中，η是充放电效率，k是功能系数，W是电机功率总和。超级电容断开与闭合在设计当中用dc/dc转换器控制。非隔离式转换器典型拓扑结构，如图2。对转换器控制主要是两个功率开关管，一般运用PWM波控制MOSFET以及IGBT的通断，让转换器工作在BOOST以及BUCK两类模式下，在立体车库电机组处在电动形态下，若车辆金库并且无制动的条件下，超级电容器要向直流母线解压电能，对VT2进行相应的通断，VT1要处理一直断开的形态，运用L电感特点，让电压高出直流母线电压，让超级电容对直流母线进行放电，在车辆出库旋转电机无法和托举电机能力互补时，就要对VT2进行关断，对VT1进行PWM波形，让其可以周期性的通断，进而让电容充电。所以，对超级电容储能过程的控制对策要在两个层面进行，第一对dc/dc转换器的启动以及关闭进行判断，第二是基于车库取车过程中车辆下放时，托举电机处在电机向变频器进行发电的形态，此过程旋转电机处在车辆调转的电动形态，两个变频器的运行状态具有互补性，共用直流母线接触器都处于闭合状态，旋转电机通过托举电机能量降低损耗。这是共用直流母线电压没有超出阈值，同时电压值偏低，就无法启动超级电能储能工作。若共用直流电压过高，就代表反馈能量依旧超出电动能量，此时若启动转换器，经过PLC控制向PWM给予指令，让转换器在BUCK下运行，从而接受电能并进行储存。
图2 dc/dc转换器典型拓扑结构
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四、能量回馈系统的PLC控制程序
通过上述分析，PLC是总体能量回馈系统最重要的控制程序，针对公共直流母线以及超级电容储能两个技术而言，都可以进行统筹。基于立体车库电动机运行特性，公共直流母线属于总体再生能源控制的最高优先级，如果能量存在剩余情况，就会在超级电容器中进行储存，在电动机开启以及加速过程中将能量释放。然后，设计耗能电阻对不能够在利用的能源进行发热备用。PLC在运行过程中，运用传感系统对电压检测相关数据展开实时接收，同时对适宜的能量处理模式展开判断。接触器控制也非常简便，运用PLC开关量在接口进行数据，对接触器展开相应的控制。选用转换器也是对于选择电压，PWM频率可运用PLC对模块进行输入或输出，从而有利于对dc/dc转换器电压等级的控制，做到能量的储存和释放。
结束语：
综上所述，文章对于变频器节能控制策略展开设计分析，在工业生产当中广泛的运用，基于PLC为主要控制单元，大大减少系统的复杂性，并且通过理论测算以及具体生产经验分析，此种形式具有良好的节能成效以及发展前景。基于项目针对性研究，本文并未对传感单元和变换器参数的相关设计展开详尽分析，有待日后持续的分析与研究。
参考文献：
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