于銘生

【摘要】高層建筑的不斷建設(shè)，電梯的重要性也日益凸顯。電梯在運(yùn)行的過(guò)程中需要消耗大量的電力資源，實(shí)現(xiàn)電梯節(jié)能由此也成為當(dāng)前電梯公司搶占市場(chǎng)份額的核心競(jìng)爭(zhēng)力。本文對(duì)當(dāng)前節(jié)能技術(shù)進(jìn)行分析，為當(dāng)前電梯行業(yè)的節(jié)能工作提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】電梯節(jié)能技術(shù)；分析

前言

據(jù)相關(guān)資料顯示電梯用電量占高層建筑用戶(hù)電總量的17%，由此也成為當(dāng)前節(jié)能工作中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)[1]。日前，西繼迅達(dá)公司電梯產(chǎn)品順利通過(guò)荷蘭LIFTINSTITUUT節(jié)能認(rèn)證機(jī)構(gòu)的審核，被國(guó)際VDI授予A級(jí)節(jié)能電梯證書(shū)，成為電梯行業(yè)中的節(jié)能先鋒，提高了自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。電梯節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用成為電梯企業(yè)尋求自身發(fā)展的關(guān)鍵，各家電梯公司也紛紛將節(jié)能電梯作為搶占市場(chǎng)份額的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。

一.永磁同步曳引機(jī)節(jié)能系統(tǒng)節(jié)能分析

電梯的運(yùn)行是在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曳引機(jī)上下驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行的。永磁同步曳引機(jī)是一種將無(wú)軸承技術(shù)與永磁同步曳引機(jī)相結(jié)合的研法而成的新型無(wú)軸承電動(dòng)機(jī)。曳引機(jī)分為有輪與無(wú)輪兩種，其中無(wú)齒輪永磁同步曳引機(jī)無(wú)需減速箱進(jìn)行減速。目前的大多數(shù)電梯通常將大扭矩交流永磁同步電動(dòng)機(jī)作為電梯運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)。永磁同步電動(dòng)機(jī)具有低速大轉(zhuǎn)矩的特性，體積相對(duì)較小但是運(yùn)行平穩(wěn)，能夠避免頻繁維護(hù)、節(jié)省能源，降低運(yùn)行成本，成為當(dāng)前電梯行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)。而有齒機(jī)曳引機(jī)通常使用蝸輪一蝸桿技術(shù)，為提高運(yùn)行效率通常采用永磁同步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，減速比例通常在35：2左右，相比交流異步電動(dòng)機(jī)效率將電梯的效率提高10%以上，由此將永磁同步電動(dòng)機(jī)作為有齒機(jī)曳引機(jī)電梯節(jié)能研究的主要方向[2]。此外，多極低速直接驅(qū)動(dòng)永磁同步曳引機(jī)的出現(xiàn)改變了曳引機(jī)用電方式，提高了節(jié)能效果。與常規(guī)的曳引機(jī)系統(tǒng)相比，永磁同步曳引機(jī)系統(tǒng)可避免向電網(wǎng)中汲取無(wú)功電流，獲取能量的方法較為安全，因而功率因數(shù)相對(duì)高。同時(shí)該系統(tǒng)不存在勵(lì)磁損耗，因?yàn)檫\(yùn)行過(guò)程中發(fā)熱小，因而也不需要冷卻風(fēng)扇，減少耗電設(shè)備，其運(yùn)行效率可以提高20%～40%。

二.變頻器再生能量回饋技術(shù)節(jié)能分析

電梯在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的機(jī)械能，電梯節(jié)能的方式可通過(guò)其產(chǎn)生的機(jī)械能加以利用，從而減少電梯從電網(wǎng)上汲取的電能，實(shí)現(xiàn)電能的循環(huán)利用。變頻器再生能量回饋技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)了電梯運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電梯的節(jié)能，實(shí)現(xiàn)了電能的循環(huán)利用。該技術(shù)能對(duì)電梯運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將能量?jī)?chǔ)存在直流母線同路的電容中，再結(jié)合有源逆變技術(shù)將能量轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻同相的交流電。該技術(shù)對(duì)機(jī)械能的轉(zhuǎn)化率至少為97%，能夠?yàn)榻ㄖ?、電梯間的其他用電設(shè)備提供運(yùn)行能源，從而實(shí)現(xiàn)電梯節(jié)能目的。此外，在該技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中結(jié)合抗電器與噪聲濾波器，頻繁制動(dòng)，增強(qiáng)電梯的節(jié)能效果。變頻器再生能量回饋技術(shù)的運(yùn)行系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相對(duì)較少，因而無(wú)需空調(diào)散熱，日常維護(hù)工作也相對(duì)地有所減少。變頻器再生能量回饋技術(shù)可帶來(lái)15%～40%的節(jié)能率，具有較大的發(fā)展前景。當(dāng)前，西繼迅達(dá)公司采用永磁同步曳引機(jī)節(jié)能系統(tǒng)與變頻器再生能量回饋技術(shù)進(jìn)行電梯節(jié)能，電梯一天的用電量不超過(guò)4.6度，與普通C級(jí)能效電梯相比，節(jié)電率高達(dá)69.83%。因此，一年可為電梯用戶(hù)節(jié)省的用電量約為4056度，如每度電0.5元的價(jià)格計(jì)算，一年就可節(jié)省2028元用電費(fèi)用，獲得較大節(jié)能效果，降低電梯運(yùn)行成本。

三.電梯群控技術(shù)節(jié)能分析

實(shí)現(xiàn)電梯節(jié)能，需要對(duì)電梯在運(yùn)行過(guò)程中消耗的電能進(jìn)行有效的控制。在啟動(dòng)、加速及制動(dòng)是造成電梯能源大量消耗的3個(gè)中間環(huán)節(jié)，特別是多臺(tái)電梯的運(yùn)行消耗的能量相對(duì)較大。針對(duì)于多臺(tái)電梯的用戶(hù)，可通過(guò)控制上述3個(gè)產(chǎn)生電能消耗的環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電梯耗電環(huán)節(jié)的控制可采用電梯群控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電梯系統(tǒng)的智能化運(yùn)行，減少人為干預(yù)。當(dāng)前電梯控制技術(shù)有并聯(lián)控制、梯群程序控制及梯群智能控制三種有效的節(jié)能操縱控制方式。其中，并聯(lián)控制將2臺(tái)電梯控制線路進(jìn)行并聯(lián)控制。如兩臺(tái)并聯(lián)的電梯無(wú)運(yùn)輸任務(wù)，一臺(tái)基梯電梯會(huì)停留在基站，另外一臺(tái)自由梯會(huì)停留在預(yù)先選定的樓層；當(dāng)有運(yùn)輸任務(wù)時(shí)，停留在基站的基梯會(huì)向上運(yùn)行，而停留在預(yù)定樓層的自由梯會(huì)下降至基站完成替補(bǔ)工作[3]。梯群程序控制的群控是由微機(jī)控制并統(tǒng)一調(diào)度。應(yīng)用該技術(shù)的多臺(tái)電梯使用共同的廳外召喚按鈕，對(duì)多臺(tái)電梯進(jìn)行集中的排列進(jìn)行統(tǒng)一的程序調(diào)度、控制。根據(jù)電梯的運(yùn)行狀態(tài)，該控制可分為四程序與六程序兩種控制方式。其中四程序控制根據(jù)運(yùn)輸任務(wù)可分為閑散、上行高峰、下、上行平衡及下行高峰狀態(tài)運(yùn)行四種運(yùn)行方式，系統(tǒng)可根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整相應(yīng)的運(yùn)行控制方式。而六程序控制則比四程序控制多了兩種狀態(tài)，即為上行較下行高峰與下行較上行高峰兩種運(yùn)行狀態(tài)。

四.共直流母線技術(shù)節(jié)能分析

在電梯節(jié)能中除了從曳引機(jī)創(chuàng)新、機(jī)械能轉(zhuǎn)換及運(yùn)行方式優(yōu)化三個(gè)方面進(jìn)行節(jié)能之外，還可對(duì)電梯電流母線進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。共直流母線具有能量共享的特質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)能量線上多臺(tái)設(shè)備的電能共享?；仞佈b置、變頻器、直流熔斷器及直流接觸器在運(yùn)行過(guò)程中是并聯(lián)的狀態(tài)因而直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能容量相對(duì)較大，強(qiáng)大的直流電壓源可有效控制直流電壓產(chǎn)生的瞬時(shí)脈動(dòng)，保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全[4]。在電梯使用頻率較高、運(yùn)輸任務(wù)重的建筑物中，通常會(huì)出現(xiàn)多臺(tái)電梯同時(shí)運(yùn)行的情況，為降低電梯對(duì)電能的消耗可應(yīng)用共直流母線。其節(jié)能原理如下，將多臺(tái)運(yùn)行電梯其中的一臺(tái)或著多臺(tái)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的能量反饋至共同使用的那條母線上，利用直流母線的共享性能為直流線上的其它電梯提供運(yùn)行的能量，減少電梯向電網(wǎng)中汲取電能，運(yùn)用最小的能耗獲取最大的電梯驅(qū)動(dòng)能量。

五.結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前電梯節(jié)能可通過(guò)永磁同步曳引機(jī)節(jié)能系統(tǒng)、變頻器再生能量回饋技術(shù)、電梯群控技術(shù)及共直流母線技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行節(jié)能，促進(jìn)電梯行業(yè)的節(jié)能工作。但是節(jié)能要求會(huì)隨著用戶(hù)的需求而發(fā)生改變，為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)格節(jié)能要求，當(dāng)前的電梯企業(yè)應(yīng)該不斷地對(duì)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。以節(jié)能為自身發(fā)展的目標(biāo)，促進(jìn)電梯行業(yè)的安全、穩(wěn)定發(fā)展，滿(mǎn)足生產(chǎn)、生活中對(duì)電梯運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

參考文獻(xiàn)

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[4]韓光昕.對(duì)我國(guó)電梯節(jié)能技術(shù)的探究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（11）：250.