电梯能量回馈装置的节能技术与应用研究--中国期刊网

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电梯能量回馈装置的节能技术与应用研究

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：胡建明

[导读] 摘要：电梯在运行中会耗费大量的电能，且同时会损耗大量的势能和动能，在一定程度上导致了能源的浪费。

        广东寰宇电子科技股份有限公司广东广州 510000
        摘要：电梯在运行中会耗费大量的电能，且同时会损耗大量的势能和动能，在一定程度上导致了能源的浪费。能量回馈装置在电梯中的应用可以降低电梯运行中对能源的浪费，提升电梯运行的节能性与环保性。基于此，本文首先阐释了电梯节能技术应用的意义，然后就其常见节能技术展开了探讨，最后重点探讨了能量回馈装置的运用，仅供参考。
        关键词：电梯；节能技术；能量回馈装置
        1 电梯节能技术应用的意义
        目前，随着信息时代的技术支持，中国的社会主义经济市场和科技水平连续上升。因此，为了保障国家社会资源的可持续发展空间，国家开始针对不同的行业资源进行节能计划的实施。国家颁布的应用节能技术的明文规定，针对建筑事业中的电梯而言，它响应的不仅仅国家追求可持续发展的号召，还利用自身技术的优势，帮助了相关企业实现自身利益的最大化发展建设，很大程度上起到了积极推进国家经济发展的作用。与此同时，随着国民经济的发展，传统楼梯对于目前的高楼大厦来说已经成为了辅助工具的使用，人们对电梯的使用率早已趋向于日常化，而要保证电梯的稳定运行和节能措施就得需要该信息技术的加入，因此，电梯节能技术的应用实现了提升电梯运行质量保障的主作用。
        2 电梯节能新技术的具体发展
        2.1 节能传动
        2.1.1 无齿轮
        电磁的无齿轮开发与应用，与传统的电梯传动结构相互比较中，前者性能优势较为明显，它能有免去传统电梯中减速箱设备的占地面积，在运行期间还能有效节省所需的额外能耗，采用电磁无齿轮的传动系统可以有效减少电梯运行时的润滑油使用率，另外，其性能优势还包括了运行稳定、效率高、噪音低等特点。
        2.1.2 齿轮
        齿轮传动的机械安装可以有效提升电梯的运行效率，具备一定的节能效用。虽然该设备的节能效果非常好，但是因为其齿轮传统设备的制作成本偏高，价格受限，严重导致了齿轮传统设备在电梯市场地位、推广力低等问题。
        2.1.3 同步齿轮
        为了使电梯建设资源得到充分利用，避免浪费的节能目的，相关技术研究员开展了电磁无齿轮+行星齿轮的传动节能结构的课题研究，力求做到电磁无齿轮和行星齿轮传统节能性质的有机结合，但因为其研究课题的时间较短，所积累的研究经验明显不足，再加上研究成本相对较高，导致了实验的被迫终止，故两者之间的有机结合研究课题并未实现商品化的研究理论依据
        2.2 节能拖动
        （1）节能调频。电梯拖动结构的主要作用是实现该装置中的机械能和电能的相互转换。对于电梯结构的调频节能于现阶段而言，其研发目的可不光指降低电梯运行期间的消耗问题，而是针对电梯运行整体进行合理化调频，从而提高电梯运行时的稳定性和安全性。随着时代经济的莅临，短短几年的时间里，电梯拖动调频的节能技术，逐渐趋向成熟化，故此，相关的技术人员在针对于调频节能的性能上，拥有了很大的知识面优势。
        （2）回馈能量。通常情况下，电梯在运行过程中，不需要相关驱动装置来驱动整个轿厢的运行，所以对于载人上、下行的轿厢而言，其自身所产生的机械能只能通过热量释放出来。基于此，只要在电梯运行的实际过程中，加入能量反馈技术，借助相关设备的使用将电能传输到电网运行系统，就能实现轿厢自身机械能→热量→电能的技术转换，从而让转换过的电能为电梯运行供应电量的服务，有效实现节能措施。
        （3）存储能量。

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要想实现电梯运行能量的储存，就得让电梯的原始结构逆变器连接到电池，通过电梯运行的发电机作用，继而完全流入电压总线，致使电压攀升，成功完成储电步骤。该环节的储备电能能够为其他电梯设备，提供电能服务，比如通风和照明灯。然而，在采用此技术为电梯运行提供电能供应的实际案例中，相关技术人员发现，该技术虽然大大降低了电能的消耗用度，可在储蓄电能的过程中却存在着高危的高负荷运行问题，放任不管的话，会对电梯运行的使用寿命造成严重影响。
        2.3 节能控制
        （1）能量再生。电梯控制系统是电梯运行的安全核心系统。对于该系统的技能优化和改进措施计划，相关技术人员将重点放到了节能再生的技术研究上。正常情况下，电梯的运行效率一般取决于电梯运行的频率、时长、速度等数据参数，而技术人员的技术开发工作就是将电梯运行时所产生的热能转化为电能或其他能量，从而实现电能或其他能量的节能措施，即为能量再生技术。（2）睡眠与关机。电梯控制系统中，在电梯未被使用或者处于休眠状态时，一定要对其电梯设施进行时间上的行为控制。通过电梯控制系统的行为判定，发现该电梯的运行状态处于睡眠或关机时，可以对该电梯执行关闭通风和照明系统的指令，继而有效降低电梯运行的能量损耗。（3）群控制。实际生活中，电梯的使用数量不断增加，电梯运行员不可能逐个将电梯设备做到全面的维修检查，基于此，该工作人员可以建立一个电梯控制系统总群，对每个电梯的运行参数对所有电梯进行监测和控制的管理工作，在发现电梯的运行效率小于其他电梯时，可以根据该电梯运行参数的快慢变化来进行实地监测和及时维修。除此之外，工作还可以利用电梯总群的控制系统的特性，对所有电梯进行统一制度的运行参数设置，继而有效降低电梯加速/ 减速中的次数，达到电梯节能运行的功能性作用。
        3 电梯能量回馈装置节能新技术的实际应用
        根据某建筑电梯参数推算的再生制动装置能量来进行分析，电梯回馈功率牵引符合大约为38%，为0.93MW。按照1.1倍系数冗余来进行考虑，适合选择使用一套最小功率为连续1MW，峰值2MW逆变能量回馈装置较为合适。
        目前，逆变回馈装置回馈至中压系统的接线方式主要有以下三种：（1）回馈至整流变压器低压侧星型绕组，与整流机组共用整流变压器；（2）通过逆变变压器回馈至非整流机组侧母线；（3）通过逆变变压回馈至整流机组侧母线；
        此三种方法目前全国均有采用，各有优缺点：方案1投资较低，节省设备成本，但是与整流系统共用整流变压器，容易对整流机组造成影响，且停电检修较为麻烦；方案2装置出现故障不影响整流机组供电，但负荷容量较小，消耗电能的能力相对较差；方案3负荷容量大，消耗电能的能力强，但是装置出现故障可能会造成母线失电，影响整流机组供电。
        考虑电梯系统对供电安全及检修效率要求高，动力照明负荷低等特点，且目前逆变回馈装置运行较为稳定，保护设置到位，建议将逆变回馈装置接到整流机组侧母线上。
        4 结束语
        综上所述，电梯节能技术的使用效果显著，可以被使用，（1）改变驱动模式：提升电梯运行的安全性和稳定性。（2）变频调速电梯的使用：减少能量损耗，实现30%——40% 的节能率，提升电梯的体验度和有效减少电梯故障。（3）待机关闭：节能止损。（4）能量回馈再生：全力推行再生变频器，实现轿厢自身机械能→电能/ 其他能源的转化。（5）优化电梯控制系统：统一设置电梯运行参数，避免运行参数上的不统一，减少电梯能源的消耗。但在发展过程中可看出，开发人员的技术研究容易因为技术成本而受到限制，基于此，中国相关政府应给予一定的研究扶助基金，同时，开发人员也应该在能量回馈装置成本和技术再生的研究课程上，开展一些有着性价比优势的研究课程。
        参考文献：
        [1]张捷,何永胜,代清友.基于逆变技术的电梯能量回馈装置研究[J].节能,2012,31(2):20-23.
        [2]张捷,何永胜,代清友.基于逆变技术的电梯能量回馈装置研究[J]. 节能,2012(02):4+22-25.
        [3]宋金泉,余志林,骆云峰,等.能量回馈装置在电梯中的应用情况分析[J].中国电梯,2011,22(13):22-25.