淺談電梯能量回饋技術的意義
發布日期:
2018-08-30

  電梯節能設備供應商提醒您:隨著我國國民經濟的飛速發展,特別是房地產行業的持續高熱以及城鎮化的加速進行,我國已經成為世界上最大的電梯制造國和使用國。隨著電梯的用量越來越多,對電能的需求量越來越大,在建筑業號稱“電老虎”的電梯用電量已經達到建筑總用電量的17%-25%,超過了照明、供水等用電,僅次于空調。由此可見,電梯節能降耗的發展和應用具有重要的社會意義和經濟效益。


  目前,應用于電梯的節能技術主要有以下幾種:

????????(1)改進機械傳動和控制系統。永磁同步無齒輪曳引機和變頻調壓調速(VVVF)系統可大幅提高運行效率,現已被廣泛應用。

????????(2)選用先進的梯控技術。例如轎廂無人自動關燈技術、變頻器休眠技術、群控管理技術等梯控技術。

????????(3)采用能量回饋技術。能量回饋裝置不但可以通過將電能回饋給電網的方式達到節電的目的,同時也節省了機房空調和降溫設備的耗電量。

????????(4)采用LED節能照明系統。


  能量回饋技術原理


  電梯的運行,有耗電運行和發電運行兩種狀態。電梯的負載是位能式負載,為了平衡轎廂的載重量,在另外一側裝有對重平衡塊。只有當轎廂載重量為額定載重量的一半時,轎廂側和對重側的重量才能大致平衡,否則,轎廂側和對重側就會有質量差。因此在大部分情況下,電梯的運行可以分為四種情況:輕載上行、輕載下行、重載上行、重載下行。當電梯輕載下行或者重載上行時,對重或者轎廂需要曳引機拖動上行,此時曳引機處于耗電狀態,而當輕載上行或者重載下行時,曳引機需要抑制對重或者轎廂下行,此時曳引機處于發電狀態。此外,在用的電梯中大部分是采用變頻器驅動電機的方式,當電梯達到額定運行速度時,機械能達到最大,當電梯到達目的層前,逐步減速直到停止運行,這個過程也是電梯機械能電梯運行過程中產生的這些多余的機械能通過曳引機和變頻器轉換成直流電能儲存在變頻器直流回路中的電容中,電容中儲存的電能越多,直流回路的電壓就越高,如不能及時釋放電容中儲存的過多電能,就會造成過壓,輕則變頻器過壓保護,電梯無法正常運行,重則會損毀變頻器。目前絕大多數變頻調速電梯均采用制動電阻散熱的方式消耗這部分電能,但是這種方式不僅降低了系統的效率,而且電阻產生的大量熱量還惡化了電梯機房的環境。由于溫度過高還可能會導致電子元器件工作狀態的不穩定,引起其它故障。


  為什么要通過增加電阻的方式來消耗這部分電能呢?因為一般的變頻器都是采用二極管整流橋將交流電整流成直流電,然后采用IGBT功能模塊將直流電逆變成電壓、頻率皆可改變的交流電供給電動機。這種普通的變頻器只工作在耗電運行狀態,一般被叫做兩象限變頻器。由于兩象限變頻器使用的是二極管整流,無法實現能量的雙向流動,所以無法將電容中儲存的電能輸送回電網,只能通過電阻將電能轉化成熱能白白浪費掉。


  能量回饋技術則是采用IGBT做整流橋,IGBT功能模塊可以實現能量的雙向流動,同時用高速的DSP芯片產生PWM控制脈沖。一方面可以將電容中儲存的電能反送到電網,達到節能的目的;另一方面也可以調整輸入的功率因數,消除對電網的諧波污染,讓變頻器真正成為綠色產品。


  當曳引機工作在耗電狀態的時候,整流控制單元的DSP產生6路高頻的PWM脈沖,控制整流側的6個IGBT的導通和切斷。IGBT的導通和切斷與電抗器等共同作用,從而產生了與輸入電壓相位保持一致的正弦電流波形,這樣就消除了整流橋產生的諧波,消除了對電網的諧波污染。此時從電網輸入的電能經過整流和逆變,輸送給曳引機,變頻器是工作在第一、三象限。


  當曳引機工作在發電狀態的時候,曳引機產生的能量通過逆變側的二極管反饋到直流母線,而且越積越多,直流母線的電壓也越來越高,當超過一定的值時,整流側能量回饋部分啟動,將直流電逆變成交流,在進行相位和幅值的調整后,輸送回交流電網,達到節能的效果。此時能量由曳引機經過逆變側、整流側回送給電網,變頻器是工作在第二、四象限。


  能量回饋節能效果


  能量回饋技術的作用就是有效地將電容中儲存的電能回送給交流電網,供周邊其他用電設備消耗使用,節電效果十分明顯,一般節電率可達25%~45%。此外,由于無需電阻發熱器件,機房溫度下降,可以節省機房降溫設備的購置費和耗電量。在許多地方,節約空調的耗電量往往會帶來更大的節電效果。


  能源回饋技術既節省了用戶的開支,更具有減少碳排量、節能環保的社會深遠意義。電梯業正朝著高科技綠色產品方向發展,智能、高效、環保將成為未來電梯業的發展趨勢和共同目標。

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