论文部分内容阅读
[摘 要]本文主要针对电梯目前普遍存在的高耗能情况，从电梯的传动、拖动和控制三个方面阐述了电梯在节能研究方面的先进技术。旨在推动电梯节能技术的推广和普及。
[关键词]电梯；节能；传动；拖动；控制
中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0306-01
随着近几年房地产市场、城市公共建设的蓬勃发展，我国已经超过日本成为世界上最大的新梯安装市场。作为现代建筑的必备交通工具一电梯无论从生产出货量还是整个技术水平也一起有了质的提高和跨越式发展。另一方面由于全球能源的逐步减少，从中央到地方，各级政府都对节能减排制定了行之有效的实施和鼓励措施。具体到建筑设备“耗能大户”一电梯，如何更加绿色、节能、环保成为整个电梯行业都必须面对的重大课题。
1 传动部分
传动部分达到节能的目的的最直接的方式就是通过提高电梯机械传动效率。一般的电动机的额定转速较高，而输出转矩较小，必须经减速机构将转速降低且提高转矩的情况下才能驱动曳引轮，不能直接驱动曳引轮。在电梯界较早采用的传动方式是蜗轮蜗杆传动，它的技术比较成熟，至今還有很多电梯厂商采用这种传动型式。但是它有一个非常明显的缺点，就是传动效率低，一般只能达到0.6。为了提高效率，就必须研究出一种产品来替代蜗轮蜗杆的传动。较为常见的传动节能技术有以下几种。
（1）永磁同步无齿轮驱动技术。同步无齿轮技术在电梯驱动上的应用带来了电梯传动的一场技术革命，由于电动机轴与曳引轮同轴，摒弃了体积庞大笨重的减速箱，传动效率可以达到85%以上，远远高于传统的曳引机。它在降低电能消耗的同时，由于其密封免维护性，又减少了润滑油的使用。另外它还具有低噪音、运行平稳、重量轻、体积小、振动小等优点、所以迅速地应用于电梯中，真正可以称之为绿色节能环保产品
（2）行星齿轮驱动技术。据测试，行星齿轮的传动效率远高于蜗轮蜗杆传动，最高可达0.9，技术人员在相当长的一段时间里，对它进行了大量的研究，想取代蜗轮蜗杆传动。但是，由于受加工技术的限制，它的成本一直比较高，难以大量推广。
（3）同步行星齿轮驱动技术。近年来，个别厂家还把前两项技术结合，研制出的产品结合了永磁同步电机和行星齿轮的共同的优点，它可以在普通中、低速电梯上做到1：1的曳引比，这就减少了曳引钢丝绳的长度，也减少了曳引钢丝绳的弯折，同时钢丝绳的使用寿命也延长了。但其相对于前两项成本又提高了许多，只有在提升高度较高时才有一定优势。或者等到工艺更加成熟时，才有可能进行推广使用。
2 拖动部分
节能技术在电气拖动部分，就是通过提高电能和机械能的转换效率，达到节能的目的。
（1）调频调压调速
调频调压调速技术一开始在电梯上得到广泛应用并不是因为其节能交果，而是因为其良好的调速性能。而事实上，其节能效果确实也不错，特别是该技术在电梯界广泛使用后，我们发现相对之前电梯所用的的AC2} ACVV调速系统，大批量的使用具有非常不错的节电优势。
（2）能量回馈技术
一般电梯运行过程中，空载上行或者重载下行时，不需要使用曳引机提供动力来驱动轿厢运行，这个时候轿厢和对重的机械能只能转换成热能释放掉。在电梯系统中加装能量回馈和再生技术，可以将浪费掉的热能转化成电能，通过逆变器，将变频器直流侧的电逆变成工频交流电回馈到电网中，从而可以达到节能的目的，同时由于没有了多余的热能释放也达到良好的环保效果。
（3）制动能量储存再利用技术
制动能量储存再利用技术是在变频器直流母线端接上蓄电池，当电动机在发电状态时，直流母线电压变高，直流端便可向蓄电池充电。这些储存起来的电能，能基本供应电梯的通风、照明、控制等一般使用。但是，这项技术有个缺点，因为电梯一直反复处于电动状态和发电状态，对蓄电池间断的充电是会影响电池寿命的，因而该技术对电池的要求非常高，一般电池用不了一年就会报废，反而会产生污染。
解决这一难题的最好方法就是使用超级电容。超级电容容量大，并且可以反复充电。但目前仍处于研发阶段，还没有普及，价格较高，因而不具备实际推广的意义。
3控制部分
控制部分不能直接产生节电效果，更多的是通过优化电梯的控制来节能，或者是通过减少不必要的运行和待机损耗来节育旨。
（1）群控优化技术
对于办公楼等人流量较大，电梯数量也多的情况，群控电梯会根据人们上下班及大楼的日常上下梯流量情况，合理地控制电梯来应答不同楼层的乘客的召唤指令，这种技术可以大幅度的缩短人们候梯和搭乘时间，也可以减少电梯的运行次数，从而达到节能的目的。
（2）自动待机与停机技术
对于智能电梯，当它应答完所有的内呼及外呼指令后，它就关门返回基站，且进入待机状态。轿厢内这时没有乘客，因而通风和照明都是没有必要的，所以可以设定在没有运行一段时间后，自动关闭通风和照明，这样既可节能，又可延长灯管和风扇的寿命。这一技术还可以运用到一些特殊的电梯中，例如，全透明玻璃井道的观光电梯，由于白天的照度足够，因些白天时照明自动关闭，等晚上再打开。另外，对有多台电梯服务的大楼可以设定在深夜、节假日较少人使用时自动停掉部分或全部电梯，以降低待机功耗。
伴随着电梯技术的飞速发展，我国的节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，特别是最近几年国家在政策导向上的倾斜，一些公司为节能电梯的研制投入了大量的人力、物力、财力，为节能电梯的推广，为我国的节能减排事业做出了一定的贡献。目前有些厂家的节能电梯技术运用的已经比较成熟，最好的可以节约用电50%以上，并且许多已经在消费者中间树立了良好的口碑。
但是不可否认的是，节能电梯技术还是新事物，大众对它的认识还没有達到到一定的广度和深度，人们对新事物的接受还需要较长的过程，普及率还很低，这都在一定程度上限制了节能电梯技术的推广和普及。
[关键词]电梯；节能；传动；拖动；控制
中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0306-01
随着近几年房地产市场、城市公共建设的蓬勃发展，我国已经超过日本成为世界上最大的新梯安装市场。作为现代建筑的必备交通工具一电梯无论从生产出货量还是整个技术水平也一起有了质的提高和跨越式发展。另一方面由于全球能源的逐步减少，从中央到地方，各级政府都对节能减排制定了行之有效的实施和鼓励措施。具体到建筑设备“耗能大户”一电梯，如何更加绿色、节能、环保成为整个电梯行业都必须面对的重大课题。
1 传动部分
传动部分达到节能的目的的最直接的方式就是通过提高电梯机械传动效率。一般的电动机的额定转速较高，而输出转矩较小，必须经减速机构将转速降低且提高转矩的情况下才能驱动曳引轮，不能直接驱动曳引轮。在电梯界较早采用的传动方式是蜗轮蜗杆传动，它的技术比较成熟，至今還有很多电梯厂商采用这种传动型式。但是它有一个非常明显的缺点，就是传动效率低，一般只能达到0.6。为了提高效率，就必须研究出一种产品来替代蜗轮蜗杆的传动。较为常见的传动节能技术有以下几种。
（1）永磁同步无齿轮驱动技术。同步无齿轮技术在电梯驱动上的应用带来了电梯传动的一场技术革命，由于电动机轴与曳引轮同轴，摒弃了体积庞大笨重的减速箱，传动效率可以达到85%以上，远远高于传统的曳引机。它在降低电能消耗的同时，由于其密封免维护性，又减少了润滑油的使用。另外它还具有低噪音、运行平稳、重量轻、体积小、振动小等优点、所以迅速地应用于电梯中，真正可以称之为绿色节能环保产品
（2）行星齿轮驱动技术。据测试，行星齿轮的传动效率远高于蜗轮蜗杆传动，最高可达0.9，技术人员在相当长的一段时间里，对它进行了大量的研究，想取代蜗轮蜗杆传动。但是，由于受加工技术的限制，它的成本一直比较高，难以大量推广。
（3）同步行星齿轮驱动技术。近年来，个别厂家还把前两项技术结合，研制出的产品结合了永磁同步电机和行星齿轮的共同的优点，它可以在普通中、低速电梯上做到1：1的曳引比，这就减少了曳引钢丝绳的长度，也减少了曳引钢丝绳的弯折，同时钢丝绳的使用寿命也延长了。但其相对于前两项成本又提高了许多，只有在提升高度较高时才有一定优势。或者等到工艺更加成熟时，才有可能进行推广使用。
2 拖动部分
节能技术在电气拖动部分，就是通过提高电能和机械能的转换效率，达到节能的目的。
（1）调频调压调速
调频调压调速技术一开始在电梯上得到广泛应用并不是因为其节能交果，而是因为其良好的调速性能。而事实上，其节能效果确实也不错，特别是该技术在电梯界广泛使用后，我们发现相对之前电梯所用的的AC2} ACVV调速系统，大批量的使用具有非常不错的节电优势。
（2）能量回馈技术
一般电梯运行过程中，空载上行或者重载下行时，不需要使用曳引机提供动力来驱动轿厢运行，这个时候轿厢和对重的机械能只能转换成热能释放掉。在电梯系统中加装能量回馈和再生技术，可以将浪费掉的热能转化成电能，通过逆变器，将变频器直流侧的电逆变成工频交流电回馈到电网中，从而可以达到节能的目的，同时由于没有了多余的热能释放也达到良好的环保效果。
（3）制动能量储存再利用技术
制动能量储存再利用技术是在变频器直流母线端接上蓄电池，当电动机在发电状态时，直流母线电压变高，直流端便可向蓄电池充电。这些储存起来的电能，能基本供应电梯的通风、照明、控制等一般使用。但是，这项技术有个缺点，因为电梯一直反复处于电动状态和发电状态，对蓄电池间断的充电是会影响电池寿命的，因而该技术对电池的要求非常高，一般电池用不了一年就会报废，反而会产生污染。
解决这一难题的最好方法就是使用超级电容。超级电容容量大，并且可以反复充电。但目前仍处于研发阶段，还没有普及，价格较高，因而不具备实际推广的意义。
3控制部分
控制部分不能直接产生节电效果，更多的是通过优化电梯的控制来节能，或者是通过减少不必要的运行和待机损耗来节育旨。
（1）群控优化技术
对于办公楼等人流量较大，电梯数量也多的情况，群控电梯会根据人们上下班及大楼的日常上下梯流量情况，合理地控制电梯来应答不同楼层的乘客的召唤指令，这种技术可以大幅度的缩短人们候梯和搭乘时间，也可以减少电梯的运行次数，从而达到节能的目的。
（2）自动待机与停机技术
对于智能电梯，当它应答完所有的内呼及外呼指令后，它就关门返回基站，且进入待机状态。轿厢内这时没有乘客，因而通风和照明都是没有必要的，所以可以设定在没有运行一段时间后，自动关闭通风和照明，这样既可节能，又可延长灯管和风扇的寿命。这一技术还可以运用到一些特殊的电梯中，例如，全透明玻璃井道的观光电梯，由于白天的照度足够，因些白天时照明自动关闭，等晚上再打开。另外，对有多台电梯服务的大楼可以设定在深夜、节假日较少人使用时自动停掉部分或全部电梯，以降低待机功耗。
伴随着电梯技术的飞速发展，我国的节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，特别是最近几年国家在政策导向上的倾斜，一些公司为节能电梯的研制投入了大量的人力、物力、财力，为节能电梯的推广，为我国的节能减排事业做出了一定的贡献。目前有些厂家的节能电梯技术运用的已经比较成熟，最好的可以节约用电50%以上，并且许多已经在消费者中间树立了良好的口碑。
但是不可否认的是，节能电梯技术还是新事物，大众对它的认识还没有達到到一定的广度和深度，人们对新事物的接受还需要较长的过程，普及率还很低，这都在一定程度上限制了节能电梯技术的推广和普及。