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摘要:随着社会经济的快速发展,人们群众的生活水平不断提高,对住房的需求日益增长,但城市用地寸土寸金,导致建筑物的高度不断攀升,居住在高层建筑的人们已越来越离不开电梯,电梯已经成为建筑物里人们垂直出行的标配了,是人们越来越不可或缺的一种上下楼工具;但任何事物都具有两面性,电梯给人们出行带来便利的同时,就是耗电较多;目前全社会都在提倡节能环保,所以我们急需寻找一种新的降低电梯能耗的技术和方法。
关键词:电梯;节能降耗;技术途径
1.目前常用的降低电梯能耗的技术方法
1.1第一种是在控制电梯运行过程中降低电梯的能量消耗
(1)并联控制的方法,这种控制方法一般是将2~3台电梯的控制线路并联起来,进行逻辑控制,共用层站外召按钮,当一台电梯返回基站时,其他电梯在到达其他目的层后停机待命,防止空轿厢运行。
(2)群控运行的方法,这种控制方法将多台电梯分组,根据楼内交通量的变化,实行最优输送的一种智能运行方式,这是一种比较先进的控制方式,这种智能控制方式可以根据电梯的运行状态进行显示,对电梯运行中出现的一些小问题进行智能的修正,可以大幅降低电梯的能量消耗。
1.2第二种是提高电梯运行过程中的能量回收率
对于垂直运行的电梯,回收能量是很重要的节能方式,通常的电梯能量回收系统都是使用双PWN和LCL滤波技术。在电梯运行过程中,制动时产生的能量就会反馈到上一次连接的变频器中,这样会导致上级电线出现电压过高的问题,会有能一定的安全隐患。所以需要对制动过程中的上次电线进行电压限制,这样制动产生的能量就可以安全的进行回收,直接地连接到变频器上面,这时能量回收反馈的部件会自动的接通,防止上级电线电压持续增长。对于电梯的能量反馈,是将电梯运行过程中的位置势能转化为电梯运行的动能,从而转化为电能输送到电力网中;这种能量回收的方式,使得电路中电阻产生的热量大大减小,这样对电梯机房的散热要求也降低了。
1.3第三种是降低电梯运行的能量消耗
电梯能耗的降低是电梯节能技术的关键点,目前的电梯在使用过程中,运行的转速都高于实际要求,功率一定的时候导致其牵引力减小,所以需要对电梯的运行速度进行一定程度的降低,目前常用的降低电梯运行速度的方法有三种。第一种是使用永磁同步无齿轮技术,这种技术,是电梯行业的一项重大改革,极大地提高了电梯运行过程中的效率,其优点是在减小体积的同时,使得运行过程中的振动较小,运行更加平稳。第二种是使用行星齿轮进行驱动电梯,这种驱动方式的优点是运行过程中的效率极高,能达到90%以上,缺点是这种机构的加工复杂,并且磨损较快,所以此种方法的成本较高,限制了其大规模的应用。第三种是行星齿轮同步驱动技术,这种驱动方式是将行星齿轮和永磁同步无齿轮结合的新方法,结合了两者的优势,在中速或者低速运动的电梯中,采用行星齿轮同步技术,可以在相当大的程度上减小牵引钢丝绳的折转次数,提高了钢丝绳的使用时间,这种方法的缺点是不能改善电梯运行的效率,并且成本高。
2.目前关于电梯节能降耗技术的一些创新和介绍
2.1 能量回馈原理及实现方法的介绍
电梯的能量回馈状态,发生在重载下行或轻载上行两种情况下。
对于中低速电梯而言,电机与三相电源之间采用单逆变的方式,这种单逆变方式使得电梯运行中产生的多余的电能无法回馈给电网重复利用,只能消耗在制动电阻上。此控制方式若用于高电能消耗的高速、超高速梯中,无疑产生了大量的电能浪费。
对于高速、超高速电梯而言,为减少电能的浪费,需要整流部分加以控制,使之可以逆变,将电能回馈给电网。
实现能量反馈的实现方法是:首先将由单纯二级管构成的整流回路,改造成具有导通控制能力的逆变回路,使整个控制回路变成双逆变回路,并取消原用于消耗多余电能的制动电阻;其次,为提高回馈电能的洁净率,减少谐波的产生,需要对初始的三相电源进行相位及电流检测,从而通过控制器精确控制晶体管的导通时间及频率,有效地减少谐波,实现回馈给电网的电能频率与电网一致,且其电压、电流波形接近于正弦波。
2.2 回馈能量的衡量指标
能量再生率与回馈能量的洁净率是评价能量回馈技术效能的两大重要指标。
所谓能量再生率,是指由电梯运动产生的电能,通过逆变回路反馈到直流母线上最终到达电网能量所占的百分比。其取决于两个指标:第一个是能量反馈型变频器整机的预期效率,第二个是功率因数。能量再生率就是这两个指标的乘积,即
能量再生率=能量反馈型变频器整机的预期效率×功率因数
回馈能量的洁净率与回馈能量的频率、电压电流波形密切相关。当回馈能量的频率、电压电流波形與电网趋于一致的程度越高,回馈能量的洁净率就越大,回馈能量就越洁净。相反,如果回馈能量的频率、电压电流波形与电网趋于一致的程度越低,则谐波越多,对电网的干扰程度越大,回馈能量的洁净率就越低。
2.3 能量回馈的节能效果分析
当电梯满载下行(或空载上行)时,首先经过一个加速阶段,再匀速稳定运行,靠近服务层时再减运行,最后停靠在服务层。在一过程中回馈电能的情况如图1所示。图中的P为电机额定功率。当回馈电能为正值时,说明电梯正在消耗电能;当回馈电能为负值时,说明电梯正在向电网回馈电能。
在起动阶段,电梯加速运行,消耗的电能较小,趋于0,可忽略不计;电梯匀速运行附段,向电网回馈电能,其功率为电机额定功率的60%;电梯在起始减速阶段回馈电能的功率最大,约为电机额定功率的1.2倍。若电机的功率为33KW,则在匀速运行阶段回馈给电网的功率可达19.8KW,在减速运行的初始阶段回馈给电网的功率可达39.6KW。后经理论及实践证明,这种节能效果可达15%~40%。
参考文献:
[1]潘秋鉴.浅谈电梯的节能降耗技术[J].装备制造技术,2010, 2010(7):180-181.
[2]石家权.浅谈电梯节能降耗的技术途径[J].上海节能,2018(1).
关键词:电梯;节能降耗;技术途径
1.目前常用的降低电梯能耗的技术方法
1.1第一种是在控制电梯运行过程中降低电梯的能量消耗
(1)并联控制的方法,这种控制方法一般是将2~3台电梯的控制线路并联起来,进行逻辑控制,共用层站外召按钮,当一台电梯返回基站时,其他电梯在到达其他目的层后停机待命,防止空轿厢运行。
(2)群控运行的方法,这种控制方法将多台电梯分组,根据楼内交通量的变化,实行最优输送的一种智能运行方式,这是一种比较先进的控制方式,这种智能控制方式可以根据电梯的运行状态进行显示,对电梯运行中出现的一些小问题进行智能的修正,可以大幅降低电梯的能量消耗。
1.2第二种是提高电梯运行过程中的能量回收率
对于垂直运行的电梯,回收能量是很重要的节能方式,通常的电梯能量回收系统都是使用双PWN和LCL滤波技术。在电梯运行过程中,制动时产生的能量就会反馈到上一次连接的变频器中,这样会导致上级电线出现电压过高的问题,会有能一定的安全隐患。所以需要对制动过程中的上次电线进行电压限制,这样制动产生的能量就可以安全的进行回收,直接地连接到变频器上面,这时能量回收反馈的部件会自动的接通,防止上级电线电压持续增长。对于电梯的能量反馈,是将电梯运行过程中的位置势能转化为电梯运行的动能,从而转化为电能输送到电力网中;这种能量回收的方式,使得电路中电阻产生的热量大大减小,这样对电梯机房的散热要求也降低了。
1.3第三种是降低电梯运行的能量消耗
电梯能耗的降低是电梯节能技术的关键点,目前的电梯在使用过程中,运行的转速都高于实际要求,功率一定的时候导致其牵引力减小,所以需要对电梯的运行速度进行一定程度的降低,目前常用的降低电梯运行速度的方法有三种。第一种是使用永磁同步无齿轮技术,这种技术,是电梯行业的一项重大改革,极大地提高了电梯运行过程中的效率,其优点是在减小体积的同时,使得运行过程中的振动较小,运行更加平稳。第二种是使用行星齿轮进行驱动电梯,这种驱动方式的优点是运行过程中的效率极高,能达到90%以上,缺点是这种机构的加工复杂,并且磨损较快,所以此种方法的成本较高,限制了其大规模的应用。第三种是行星齿轮同步驱动技术,这种驱动方式是将行星齿轮和永磁同步无齿轮结合的新方法,结合了两者的优势,在中速或者低速运动的电梯中,采用行星齿轮同步技术,可以在相当大的程度上减小牵引钢丝绳的折转次数,提高了钢丝绳的使用时间,这种方法的缺点是不能改善电梯运行的效率,并且成本高。
2.目前关于电梯节能降耗技术的一些创新和介绍
2.1 能量回馈原理及实现方法的介绍
电梯的能量回馈状态,发生在重载下行或轻载上行两种情况下。
对于中低速电梯而言,电机与三相电源之间采用单逆变的方式,这种单逆变方式使得电梯运行中产生的多余的电能无法回馈给电网重复利用,只能消耗在制动电阻上。此控制方式若用于高电能消耗的高速、超高速梯中,无疑产生了大量的电能浪费。
对于高速、超高速电梯而言,为减少电能的浪费,需要整流部分加以控制,使之可以逆变,将电能回馈给电网。
实现能量反馈的实现方法是:首先将由单纯二级管构成的整流回路,改造成具有导通控制能力的逆变回路,使整个控制回路变成双逆变回路,并取消原用于消耗多余电能的制动电阻;其次,为提高回馈电能的洁净率,减少谐波的产生,需要对初始的三相电源进行相位及电流检测,从而通过控制器精确控制晶体管的导通时间及频率,有效地减少谐波,实现回馈给电网的电能频率与电网一致,且其电压、电流波形接近于正弦波。
2.2 回馈能量的衡量指标
能量再生率与回馈能量的洁净率是评价能量回馈技术效能的两大重要指标。
所谓能量再生率,是指由电梯运动产生的电能,通过逆变回路反馈到直流母线上最终到达电网能量所占的百分比。其取决于两个指标:第一个是能量反馈型变频器整机的预期效率,第二个是功率因数。能量再生率就是这两个指标的乘积,即
能量再生率=能量反馈型变频器整机的预期效率×功率因数
回馈能量的洁净率与回馈能量的频率、电压电流波形密切相关。当回馈能量的频率、电压电流波形與电网趋于一致的程度越高,回馈能量的洁净率就越大,回馈能量就越洁净。相反,如果回馈能量的频率、电压电流波形与电网趋于一致的程度越低,则谐波越多,对电网的干扰程度越大,回馈能量的洁净率就越低。
2.3 能量回馈的节能效果分析
当电梯满载下行(或空载上行)时,首先经过一个加速阶段,再匀速稳定运行,靠近服务层时再减运行,最后停靠在服务层。在一过程中回馈电能的情况如图1所示。图中的P为电机额定功率。当回馈电能为正值时,说明电梯正在消耗电能;当回馈电能为负值时,说明电梯正在向电网回馈电能。
在起动阶段,电梯加速运行,消耗的电能较小,趋于0,可忽略不计;电梯匀速运行附段,向电网回馈电能,其功率为电机额定功率的60%;电梯在起始减速阶段回馈电能的功率最大,约为电机额定功率的1.2倍。若电机的功率为33KW,则在匀速运行阶段回馈给电网的功率可达19.8KW,在减速运行的初始阶段回馈给电网的功率可达39.6KW。后经理论及实践证明,这种节能效果可达15%~40%。
参考文献:
[1]潘秋鉴.浅谈电梯的节能降耗技术[J].装备制造技术,2010, 2010(7):180-181.
[2]石家权.浅谈电梯节能降耗的技术途径[J].上海节能,2018(1).