电梯节能技术

电梯节能技术焦一帆(深圳市特种设备安全检验研究院,广东深圳518000)摘要:能源问题的日益凸显使得各行各业对节能减排越来越重視,电樺行业也不例外。文章从电梯的传动系统驱动系統、控制系统三方面分析电梯能耗情况,并对变頻再生能量回馈、共直流母线控制系統、电梯群控技术的原理和运用、制动能再利用技术的原理和应用做了介绍,分析和阐述了制动能再利用技术的原理和方法。关键词;电梯节能技术;电梯传动节能;电梯驱动节能;电梯控制节能;共直流母线电梯控制系统中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1009-2374(2012)10-0122-03新的研究资料表明,建筑消耗约占全球总能梯拖动系统。直流电梯拖动系统通常又分为两种源的40%,电梯作为现代高层建筑的必备工具,发电机组构成的可控硅励磁的发电机-电动机驱动按速度可分低速电梯(1米/秒以下)、快速电梯系统和可控硅直接供电的可控硅-电动机系统。交(1~2米/秒)和高速电梯(2米/秒以上)。其流拖动系统又分为三种:(1)交流变级调速系特点是在高层建筑物中所占面积很小,可以将乘客统;(2)交流变压调速系统:(3)变频变压调速或是货物安全的送往不同的楼层。电梯能耗一般占系统。建筑总能耗的3%~8%。虽然这个比例并不高,但3.拖动系统的能耗。电梯的拖动系统主要是是由于目前我国的电力能源大多数都是不可再生能由电机组成的,所以电机拖动系统的能耗主要是指源,并且电梯能耗具有高度的节能潜力和改善的空电机的能耗。在电动机工作的过程中,不是所有的间,因此如何有效、合理地节约电梯能效就显得尤电能都能转化为机械能,会有一部分能量损失。为重要。对于直流拖动系统而言,直流电动机的转速:电梯各耗能系统耗能分析U.-L(R,+R)电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式中:U—电机进线端电压;式,踏步板装在履带上连续运行,俗称自动电梯。电I4—电枢电流;梯的耗能系统主要由拖动系统、传动系统、控制系统R电枢电阻;组成。下面将对这三个系统进行逐一的介绍R—外接调整电阻(一)拖动系统C—电势常数;1.拖动系统的作用。电梯的电力拖动系统对φ——励磁磁通。电梯的启动加速、稳速运行、制动减速起着控制作由上式我们可以看到,直流电机的转速主要由用。拖动系统的优劣直接影响着电梯的启动、制动输入电机的端电压、外接调整电阻、励磁磁通有加减速度、平层精度、乘坐的舒适感等指标。早期关,改任何个参数都可以改变转速,但是在直的电梯原动机都是直流电动机。流中国煤化工条和磁通量的损耗2.拖动系统的分类。目前用于电梯的电力拖会CNMH④梯具有速度快、舒动系统主要有两大类:直流电梯拖动系统和交流电适感好、平层精度高的特点。但是由于它对电网122°+号数辖202的影响大,所以在2米/秒以下速度的电梯已不再屏、选层器、变频装置等构成的。控制显示的能使用。耗,与电梯的控制系统的设计、显示方式、层站目前交流拖动系统较为常用。尤其是异步电动数、变频器的功率模块类型都有关系。变频器的损机使用较为广泛。在其工作过程中,能量损耗主耗主要有滤波器电抗、电容等器件上产生的损耗、要是由启动和制动过程产生的。主要包括:(1)功率模块开关过程中产生的损耗。损耗的大小和主异步电动机的定子绕组和转子绕组的铜损耗;电流的大小有关。对于一个1050kg,1.75m/s的电(2)由电动机的主磁场产生的铁损耗;(3)风梯,在额定条件下空载的时候,变频装置的效率在的阻力和摩擦引起的机械能的损耗;(4)杂散损97%~98.5%,在其他情况下的就非常复杂了耗。具体损耗数据见表1:二、电梯节能技术运动原理和方法表1几种启动、制动方式损耗计算(一)变频再生能量回馈启动方式工作情况与启动启动、利动过运用变频调速的电梯在启动过程中达到最大的制动方程中的损耗速度后,具有巨大的机械能。在电梯达到目标楼层起升加速直接启动电磁抱闸下放减速之前,需要慢慢减速直到电梯静止下来。在这个过烧线电动机持起升加速126×103程中,电梯释放了机械功能量。电梯运行的过程于事电阻启动耗刺动下救减速空载情况电梯负中,多余的机械能会通过电动机和变频器转换成直起升变频线恒加逮载特矩变频电潯主线流电,然后将这部分能量储存在变频器直流回路中变颏下故减速再生軋动35×103的电容中(因为电容是一种储能元件)。电容中的(二)传动系统电压会随着回放到电容中的电能增大而越来越高。电梯的传动系统主要是由微型计算机控制曳引在这个情况下,如果不及时释放该电容中的电能,机,输出与传递动力,使电梯运行的。曳引机损耗就会造成电容被击穿,变频器停止工作,电梯就没通常用效率来衡量,对传统的异步电动机加涡轮蜗有办法再正常运行了。这样一来,就会威胁到电梯杆传动的曳引机要分开来讨论。曳引机的损耗是中乘客或是货物的安全。安装一个有源能量回馈器随着速度和负载的不同而随时变化的。对于一个就可以把电容中贮存的电能无消耗的回收再利用,1050kg,1.75m/s的电梯,在额定条件下,传统的从而达到了节电的目的。电梯的速度越快,楼层越曳引机效率大概是88%左右,在低频和轻载时效率高,机械传动消耗就越小,可以回馈的能量就越降低。曳引机的效率曲线如图1所示:多。采用该技术后,最多回馈电量可以达到电梯消提宽工作量耗的总能量的469(二)共直流母线电梯控制系统原理和运用在电梯频率使用较大的地方,一台电梯是不够的,因此往往都是用两台或者多台电梯同时使用。这样就可以考虑把其中的一台或者两台在发电的时候产生的多余能量反馈到一条这儿台电梯共同使用的母线上,以此来达到节能的目的1曳引机的效率曲线从图中可以看出,曳引机的效率随电源频率降共直流母线电梯控制系统一般都是由断路器、低而降低,随着负载的增大,效率由小到大再到接触器、逆变器、电机和熔断机组成的。其特点小,在额定状态下,效率一般为88%~91%。另外是:把所有电梯在系统中的直流一侧都连接到共用曳引机的损耗还与电梯的曳引绳、绕绳比、导靴形母线上。这样,每一台电梯都能在运行过程中,通式、空气阻力和运动速度有关。过到收本油由姑化成直流电能后反馈中国煤化工三)控制系统YHs可以充分利用这部电梯的控制系统主要是对电梯的运行实施操作分CNMH耗,达到了节能的和控制。主要由操纵装置、位置显示装置、控制目的。当其中的某一台电梯发生故障的时候,只要201204O中高軌誠术企法123切断该电梯上的空气开关就可以了。制动的过程中,会由一个比较高的速度开始减速,该方案具有结构简单、成本低、安全可靠的直到停止在乘客指定楼层。在这个减速过程中,会优点有一部分能量的损耗。共直流母线电梯控制系统结构原理图如图2制动能再利用的技术,主要指的就是对这部分所示损耗能量的回收利用。一般采用专用的电梯能量回正下三馈制动器。这种制动器采用先进的电力电子技术和高性能的IGBT作为开关的元器件,它具有安全可靠、可以智能运转、操作简单的特点。这种制动能量回馈器运动了电压自适应控制,当电压有波动的时候,只有电梯的机械能转化成电能送入储能元件中时,该能量回馈器就能将储存的能量返回至电网中,有效地解决了能量回馈。结语采用先进的电梯节能技术,可以使电梯的能耗图2共直流母线电梯控制系統原理图明显降低。变频再生能量回馈、共直流母线电梯控(三)电梯群控技术的运用电梯群控技术,指的是在一个大楼里面同时安制系统、电梯群控技术的应用、制动能再利用技术装多部电梯,并且将所有这些电梯和一个计算机连的原理和应用,都能为电梯的节能带来很好的效接起来。然后用这台计算机采集每个电梯的信号,果。需要特别注意的是,由于电梯的速度、载重量经过一定的算法计算后,向每台电梯发出控制指等参数都有很大的不同,电梯相应的能耗也会有所令。总而言之,电梯群控技术可以通过楼内具体情不同。因此我们评价一台电梯的能耗和节能效果况,及时调配每个电椭的运行状态,使电梯群能够时,很可能得到不同的结果。可以肯定的是,随着提供最佳的服务。科技的发展,电梯的节能手段必定日益多样化和高传统的群算法只是为了达到最小的候机时间,科技化。在这个能源日益紧张的时代,电梯节能的但是容易致使电梯运行效率低、电梯扎堆的现象。研究一定会更加引起人们的关注。●现今的群算法为调度算法,它的实质是在一个变化的环境下进行在线调度,以达到合理的配置资源,参考文献[]黄春暮.关于电梯能耗评价的探讨黑龙江科技信息,实现最优控制的目的。2009,(25)现在的电梯群控技术越来越朝着智能化发展,四2朱铨流。关于电梯曳引条件计算方法的讨论电棒工把智能控制算法引入电梯群控系统能够较好地解决业,2004,5(4)群控系统目的多样性和系统本身固有的随机性和非万患陪,朱式标何新民关于电梯能耗的探讨D中国电梯,2007,(7线性。把专家系统算法、模糊控制算法、神经网络阿4]梁江溽王蒙样,异步电动机的起停能耗与节能措施算法和遗传算法等几种算法有机地结合起来,进工程机械与维修,2010,(5)步应用于群控电梯的设计中,将是电梯控制发展的黄柏成共用直流母线的电梯节能控制系统叨建筑电趋势。气,2007,(7)(四)制动能再利用技术的原理和运用]查建军.多台电梯共用直流母线的节能装王四]中国实电梯制动器的工作原理是:电梯运行时,通过用新型专利,200420110175X,2004抱闸板子给出信号使抱闸线圈工作抱闸打开;电梯不运行时候抱闸紧抱,电梯处于静止状态。电梯的中国煤化工(贵任编辑叶小坚)CNMHG124●+高战术业201204