電梯節(jié)能技術(shù)焦一帆(深圳市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)研究院,廣東深圳518000)摘要:能源問(wèn)題的日益凸顯使得各行各業(yè)對(duì)節(jié)能減排越來(lái)越重視,電樺行業(yè)也不例外。文章從電梯的傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)三方面分析電梯能耗情況,并對(duì)變頻再生能量回饋、共直流母線控制系統(tǒng)、電梯群控技術(shù)的原理和運(yùn)用、制動(dòng)能再利用技術(shù)的原理和應(yīng)用做了介紹,分析和闡述了制動(dòng)能再利用技術(shù)的原理和方法。關(guān)鍵詞;電梯節(jié)能技術(shù);電梯傳動(dòng)節(jié)能;電梯驅(qū)動(dòng)節(jié)能;電梯控制節(jié)能;共直流母線電梯控制系統(tǒng)中圖分類號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2012)10-0122-03新的研究資料表明,建筑消耗約占全球總能梯拖動(dòng)系統(tǒng)。直流電梯拖動(dòng)系統(tǒng)通常又分為兩種源的40%,電梯作為現(xiàn)代高層建筑的必備工具,發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的可控硅勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)按速度可分低速電梯(1米/秒以下)、快速電梯系統(tǒng)和可控硅直接供電的可控硅-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。交(1~2米/秒)和高速電梯(2米/秒以上)。其流拖動(dòng)系統(tǒng)又分為三種:(1)交流變級(jí)調(diào)速系特點(diǎn)是在高層建筑物中所占面積很小,可以將乘客統(tǒng);(2)交流變壓調(diào)速系統(tǒng):(3)變頻變壓調(diào)速或是貨物安全的送往不同的樓層。電梯能耗一般占系統(tǒng)。建筑總能耗的3%~8%。雖然這個(gè)比例并不高,但3.拖動(dòng)系統(tǒng)的能耗。電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)主要是是由于目前我國(guó)的電力能源大多數(shù)都是不可再生能由電機(jī)組成的,所以電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的能耗主要是指源,并且電梯能耗具有高度的節(jié)能潛力和改善的空電機(jī)的能耗。在電動(dòng)機(jī)工作的過(guò)程中,不是所有的間,因此如何有效、合理地節(jié)約電梯能效就顯得尤電能都能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,會(huì)有一部分能量損失。為重要。對(duì)于直流拖動(dòng)系統(tǒng)而言,直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速:電梯各耗能系統(tǒng)耗能分析U.-L(R,+R)電梯是一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī),裝有箱狀吊艙,用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺(tái)階式中:U—電機(jī)進(jìn)線端電壓;式,踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行,俗稱自動(dòng)電梯。電I4—電樞電流;梯的耗能系統(tǒng)主要由拖動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)R電樞電阻;組成。下面將對(duì)這三個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行逐一的介紹R—外接調(diào)整電阻(一)拖動(dòng)系統(tǒng)C—電勢(shì)常數(shù);1.拖動(dòng)系統(tǒng)的作用。電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)對(duì)φ——?jiǎng)?lì)磁磁通。電梯的啟動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速起著控制作由上式我們可以看到,直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速主要由用。拖動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響著電梯的啟動(dòng)、制動(dòng)輸入電機(jī)的端電壓、外接調(diào)整電阻、勵(lì)磁磁通有加減速度、平層精度、乘坐的舒適感等指標(biāo)。早期關(guān),改任何個(gè)參數(shù)都可以改變轉(zhuǎn)速,但是在直的電梯原動(dòng)機(jī)都是直流電動(dòng)機(jī)。流中國(guó)煤化工條和磁通量的損耗2.拖動(dòng)系統(tǒng)的分類。目前用于電梯的電力拖會(huì)CNMH④梯具有速度快、舒動(dòng)系統(tǒng)主要有兩大類:直流電梯拖動(dòng)系統(tǒng)和交流電適感好、平層精度高的特點(diǎn)。但是由于它對(duì)電網(wǎng)122°+號(hào)數(shù)轄202的影響大,所以在2米/秒以下速度的電梯已不再屏、選層器、變頻裝置等構(gòu)成的?？刂骑@示的能使用。耗,與電梯的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、顯示方式、層站目前交流拖動(dòng)系統(tǒng)較為常用。尤其是異步電動(dòng)數(shù)、變頻器的功率模塊類型都有關(guān)系。變頻器的損機(jī)使用較為廣泛。在其工作過(guò)程中,能量損耗主耗主要有濾波器電抗、電容等器件上產(chǎn)生的損耗、要是由啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的。主要包括:(1)功率模塊開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的損耗。損耗的大小和主異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的銅損耗;電流的大小有關(guān)。對(duì)于一個(gè)1050kg,1.75m/s的電(2)由電動(dòng)機(jī)的主磁場(chǎng)產(chǎn)生的鐵損耗;(3)風(fēng)梯,在額定條件下空載的時(shí)候,變頻裝置的效率在的阻力和摩擦引起的機(jī)械能的損耗;(4)雜散損97%~98.5%,在其他情況下的就非常復(fù)雜了耗。具體損耗數(shù)據(jù)見(jiàn)表1:二、電梯節(jié)能技術(shù)運(yùn)動(dòng)原理和方法表1幾種啟動(dòng)、制動(dòng)方式損耗計(jì)算(一)變頻再生能量回饋啟動(dòng)方式工作情況與啟動(dòng)啟動(dòng)、利動(dòng)過(guò)運(yùn)用變頻調(diào)速的電梯在啟動(dòng)過(guò)程中達(dá)到最大的制動(dòng)方程中的損耗速度后,具有巨大的機(jī)械能。在電梯達(dá)到目標(biāo)樓層起升加速直接啟動(dòng)電磁抱閘下放減速之前,需要慢慢減速直到電梯靜止下來(lái)。在這個(gè)過(guò)燒線電動(dòng)機(jī)持起升加速126×103程中,電梯釋放了機(jī)械功能量。電梯運(yùn)行的過(guò)程于事電阻啟動(dòng)耗刺動(dòng)下救減速空載情況電梯負(fù)中,多余的機(jī)械能會(huì)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和變頻器轉(zhuǎn)換成直起升變頻線恒加逮載特矩變頻電潯主線流電,然后將這部分能量?jī)?chǔ)存在變頻器直流回路中變頦下故減速再生軋動(dòng)35×103的電容中(因?yàn)殡娙菔且环N儲(chǔ)能元件)。電容中的(二)傳動(dòng)系統(tǒng)電壓會(huì)隨著回放到電容中的電能增大而越來(lái)越高。電梯的傳動(dòng)系統(tǒng)主要是由微型計(jì)算機(jī)控制曳引在這個(gè)情況下,如果不及時(shí)釋放該電容中的電能,機(jī),輸出與傳遞動(dòng)力,使電梯運(yùn)行的。曳引機(jī)損耗就會(huì)造成電容被擊穿,變頻器停止工作,電梯就沒(méi)通常用效率來(lái)衡量,對(duì)傳統(tǒng)的異步電動(dòng)機(jī)加渦輪蝸有辦法再正常運(yùn)行了。這樣一來(lái),就會(huì)威脅到電梯桿傳動(dòng)的曳引機(jī)要分開(kāi)來(lái)討論。曳引機(jī)的損耗是中乘客或是貨物的安全。安裝一個(gè)有源能量回饋器隨著速度和負(fù)載的不同而隨時(shí)變化的。對(duì)于一個(gè)就可以把電容中貯存的電能無(wú)消耗的回收再利用,1050kg,1.75m/s的電梯,在額定條件下,傳統(tǒng)的從而達(dá)到了節(jié)電的目的。電梯的速度越快,樓層越曳引機(jī)效率大概是88%左右,在低頻和輕載時(shí)效率高,機(jī)械傳動(dòng)消耗就越小,可以回饋的能量就越降低。曳引機(jī)的效率曲線如圖1所示:多。采用該技術(shù)后,最多回饋電量可以達(dá)到電梯消提寬工作量耗的總能量的469(二)共直流母線電梯控制系統(tǒng)原理和運(yùn)用在電梯頻率使用較大的地方,一臺(tái)電梯是不夠的,因此往往都是用兩臺(tái)或者多臺(tái)電梯同時(shí)使用。這樣就可以考慮把其中的一臺(tái)或者兩臺(tái)在發(fā)電的時(shí)候產(chǎn)生的多余能量反饋到一條這兒臺(tái)電梯共同使用的母線上,以此來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的1曳引機(jī)的效率曲線從圖中可以看出,曳引機(jī)的效率隨電源頻率降共直流母線電梯控制系統(tǒng)一般都是由斷路器、低而降低,隨著負(fù)載的增大,效率由小到大再到接觸器、逆變器、電機(jī)和熔斷機(jī)組成的。其特點(diǎn)小,在額定狀態(tài)下,效率一般為88%~91%。另外是:把所有電梯在系統(tǒng)中的直流一側(cè)都連接到共用曳引機(jī)的損耗還與電梯的曳引繩、繞繩比、導(dǎo)靴形母線上。這樣,每一臺(tái)電梯都能在運(yùn)行過(guò)程中,通式、空氣阻力和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。過(guò)到收本油由姑化成直流電能后反饋中國(guó)煤化工三)控制系統(tǒng)YHs可以充分利用這部電梯的控制系統(tǒng)主要是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)施操作分CNMH耗,達(dá)到了節(jié)能的和控制。主要由操縱裝置、位置顯示裝置、控制目的。當(dāng)其中的某一臺(tái)電梯發(fā)生故障的時(shí)候,只要201204O中高軌誠(chéng)術(shù)企法123切斷該電梯上的空氣開(kāi)關(guān)就可以了。制動(dòng)的過(guò)程中,會(huì)由一個(gè)比較高的速度開(kāi)始減速,該方案具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安全可靠的直到停止在乘客指定樓層。在這個(gè)減速過(guò)程中,會(huì)優(yōu)點(diǎn)有一部分能量的損耗。共直流母線電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖2制動(dòng)能再利用的技術(shù),主要指的就是對(duì)這部分所示損耗能量的回收利用。一般采用專用的電梯能量回正下三饋制動(dòng)器。這種制動(dòng)器采用先進(jìn)的電力電子技術(shù)和高性能的IGBT作為開(kāi)關(guān)的元器件,它具有安全可靠、可以智能運(yùn)轉(zhuǎn)、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。這種制動(dòng)能量回饋器運(yùn)動(dòng)了電壓自適應(yīng)控制,當(dāng)電壓有波動(dòng)的時(shí)候,只有電梯的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能送入儲(chǔ)能元件中時(shí),該能量回饋器就能將儲(chǔ)存的能量返回至電網(wǎng)中,有效地解決了能量回饋。結(jié)語(yǔ)采用先進(jìn)的電梯節(jié)能技術(shù),可以使電梯的能耗圖2共直流母線電梯控制系統(tǒng)原理圖明顯降低。變頻再生能量回饋、共直流母線電梯控(三)電梯群控技術(shù)的運(yùn)用電梯群控技術(shù),指的是在一個(gè)大樓里面同時(shí)安制系統(tǒng)、電梯群控技術(shù)的應(yīng)用、制動(dòng)能再利用技術(shù)裝多部電梯,并且將所有這些電梯和一個(gè)計(jì)算機(jī)連的原理和應(yīng)用,都能為電梯的節(jié)能帶來(lái)很好的效接起來(lái)。然后用這臺(tái)計(jì)算機(jī)采集每個(gè)電梯的信號(hào),果。需要特別注意的是,由于電梯的速度、載重量經(jīng)過(guò)一定的算法計(jì)算后,向每臺(tái)電梯發(fā)出控制指等參數(shù)都有很大的不同,電梯相應(yīng)的能耗也會(huì)有所令?？偠灾?電梯群控技術(shù)可以通過(guò)樓內(nèi)具體情不同。因此我們?cè)u(píng)價(jià)一臺(tái)電梯的能耗和節(jié)能效果況,及時(shí)調(diào)配每個(gè)電橢的運(yùn)行狀態(tài),使電梯群能夠時(shí),很可能得到不同的結(jié)果?？梢钥隙ǖ氖?隨著提供最佳的服務(wù)?？萍嫉陌l(fā)展,電梯的節(jié)能手段必定日益多樣化和高傳統(tǒng)的群算法只是為了達(dá)到最小的候機(jī)時(shí)間,科技化。在這個(gè)能源日益緊張的時(shí)代,電梯節(jié)能的但是容易致使電梯運(yùn)行效率低、電梯扎堆的現(xiàn)象。研究一定會(huì)更加引起人們的關(guān)注?！瘳F(xiàn)今的群算法為調(diào)度算法,它的實(shí)質(zhì)是在一個(gè)變化的環(huán)境下進(jìn)行在線調(diào)度,以達(dá)到合理的配置資源,參考文獻(xiàn)[]黃春暮.關(guān)于電梯能耗評(píng)價(jià)的探討黑龍江科技信息,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制的目的。2009,(25)現(xiàn)在的電梯群控技術(shù)越來(lái)越朝著智能化發(fā)展,四2朱銓流。關(guān)于電梯曳引條件計(jì)算方法的討論電棒工把智能控制算法引入電梯群控系統(tǒng)能夠較好地解決業(yè),2004,5(4)群控系統(tǒng)目的多樣性和系統(tǒng)本身固有的隨機(jī)性和非萬(wàn)患陪,朱式標(biāo)何新民關(guān)于電梯能耗的探討D中國(guó)電梯,2007,(7線性。把專家系統(tǒng)算法、模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)阿4]梁江溽王蒙樣,異步電動(dòng)機(jī)的起停能耗與節(jié)能措施算法和遺傳算法等幾種算法有機(jī)地結(jié)合起來(lái),進(jìn)工程機(jī)械與維修,2010,(5)步應(yīng)用于群控電梯的設(shè)計(jì)中,將是電梯控制發(fā)展的黃柏成共用直流母線的電梯節(jié)能控制系統(tǒng)叨建筑電趨勢(shì)。氣,2007,(7)(四)制動(dòng)能再利用技術(shù)的原理和運(yùn)用]查建軍.多臺(tái)電梯共用直流母線的節(jié)能裝王四]中國(guó)實(shí)電梯制動(dòng)器的工作原理是:電梯運(yùn)行時(shí),通過(guò)用新型專利,200420110175X,2004抱閘板子給出信號(hào)使抱閘線圈工作抱閘打開(kāi);電梯不運(yùn)行時(shí)候抱閘緊抱,電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)。電梯的中國(guó)煤化工(貴任編輯葉小堅(jiān))CNMHG124●+高戰(zhàn)術(shù)業(yè)201204