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电梯能量反馈系统节能改造分析

电梯能量反馈系统节能改造分析

作者:
2019/08/19 14:47

  电梯能量回馈装置供应商提醒你:随着经济的发展,能源需求量越来越高,能源紧缺成为制约各个领域发展的主要因素之一。电梯作为高层建筑的重要高效运输设备,渐渐成为仅次于空调用电量,高于照明、供水等的用电量,电梯已成为高层建筑中的第二大耗能设备。电梯运行能耗占建筑运行能耗的20%~50%,能耗问题不容小视。

 

  电梯运行能耗主要包括两部分,一部分是曳引机拖动电梯轿厢和负载的能耗;另一部分是电梯系统自身的能耗,主要是门机系统、电梯控制系统、电气控制回路电气系统的能耗,电梯照明系统和通风系统能耗,机械传动系统、轿厢和导轨运动副的效率能耗。研究表明,曳引机拖动负载消耗的电能占总耗电量 70% 以上。使用适当的节能技术对电梯进行节能处理是电梯行业发展的必然趋势。

 

  电梯节能技术的发展过程及研究现状

 

  电梯的应用大大增加了人们对能源的需求,所以从其被发明到广泛应用到今天,对其节能技术的要求也贯穿始终,主要体现在三个方面:

 

  (1)电梯曳引机驱动技术的节能

  电梯曳引机驱动技术从交流异步电动机带有齿轮减速箱传动、交流异步电动机无齿轮减速箱传动、永磁异步电动机有齿轮减速箱传动、永磁同步电动机有齿轮减速箱传动到永磁同步无齿轮减速箱传动共五种类型。PM曳引机这种传动方式是目前比较理想和先进的产品,其优点涵盖了永磁同步电机,不需要添加减速箱润滑油,功率因数和运行效率高。因在传动过程当中没有损耗,所以比交流异步有齿轮电机节能在30%左右。其突出的特点是唯一能抑制电梯在运行当中失控溜车造成对乘用人的人身伤亡事故的永磁电机,得到了业界和广大用户的好评。

 

  (2)电梯控制系统节能

  电梯驱动控制技术发展的进程从交流异步电机变极调速开始,到交流调压调速;再到变压变频调速。通常公认最好的驱动方式是采用变频变压调速组合控制永磁同步曳引机[3]。利用改变电梯电机输入端频率和电压实现电梯调速过程,采用变频器控制频率和电压比例保持固定不变的方式,这样可以平滑调节速度。VVVF与前两种调速系统相比,其效率高、速度调节平滑等优点,具有节能超过30%。而且具有性能好、体积小、效率高、乘坐舒适等特点,是理想受欢迎的调速装置。

 

  (3)能量反馈系统的节能

  当前电梯节能的方法是通过将曳引机在发电状态下产生的电能反馈给电网。目前曳引机在发电时产生电能的处理方法是接入能耗电阻,将这部分电能转化为热能的方式释放出去,以避免电梯的过压故障。这种方法不仅造成了能量的浪费,而且对周围环境造成不利的影响,增加了机房散热系统的负担,对电梯整个系统也有不利的影响。

 

  能量回馈系统的作用是将直流母线上的电能,通过逆变器转化为与电网同相同频的交流电,并在电网电压的高电压段反馈给电网。

 

  目前电梯用电总量的25%~35%是被制动电阻消耗掉的,按照能量逆变效率约85%来估算,电梯能量回馈装置的节能效率在21%~30%区间内。这个区间随着电梯楼层和速度变高而明显增加。电梯能量回馈并网系统实现了从传统的节能到“造”能的功能,开创了电梯节能的历史。

 

  电梯能量反馈装置节能原理

 

  电梯节能可选变频调速方式,电梯在启动后,快速运行时将会表现出最高机械能。到达目标层后,电梯减速而后逐渐停止。在后续过程中,电梯可释放现有的机械能及负载。变频回馈根本的机理为:变频器可存储直流侧现存的电能,而后回馈至交流电网。这样的状态下,制动电阻将不再耗费更多电能。变频性的回馈装置可杜绝细微的电能耗费,完全送回电网。由此可见,变频回馈吻合了节能指标,改进了总体的电梯运转。