淺談電梯能量回饋技術(shù)的意義
發(fā)布日期:
2018-08-30

  電梯節(jié)能設(shè)備供應(yīng)商提醒您:隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,特別是房地產(chǎn)行業(yè)的持續(xù)高熱以及城鎮(zhèn)化的加速進行,我國已經(jīng)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(yè)號稱“電老虎”的電梯用電量已經(jīng)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(diào)。由此可見,電梯節(jié)能降耗的發(fā)展和應(yīng)用具有重要的社會意義和經(jīng)濟效益。


  目前,應(yīng)用于電梯的節(jié)能技術(shù)主要有以下幾種:

????????(1)改進機械傳動和控制系統(tǒng)。永磁同步無齒輪曳引機和變頻調(diào)壓調(diào)速(VVVF)系統(tǒng)可大幅提高運行效率,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用。

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

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

????????(4)采用LED節(jié)能照明系統(tǒng)。


  能量回饋技術(shù)原理


  電梯的運行,有耗電運行和發(fā)電運行兩種狀態(tài)。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(cè)裝有對重平衡塊。只有當(dāng)轎廂載重量為額定載重量的一半時,轎廂側(cè)和對重側(cè)的重量才能大致平衡,否則,轎廂側(cè)和對重側(cè)就會有質(zhì)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(dāng)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(tài),而當(dāng)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(fā)電狀態(tài)。此外,在用的電梯中大部分是采用變頻器驅(qū)動電機的方式,當(dāng)電梯達到額定運行速度時,機械能達到最大,當(dāng)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(chǎn)生的這些多余的機械能通過曳引機和變頻器轉(zhuǎn)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(shù)變頻調(diào)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(tǒng)的效率,而且電阻產(chǎn)生的大量熱量還惡化了電梯機房的環(huán)境。由于溫度過高還可能會導(dǎo)致電子元器件工作狀態(tài)的不穩(wěn)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?qū)⒔涣麟娬鞒芍绷麟姡缓蟛捎肐GBT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(tài),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(xiàn)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(wǎng),只能通過電阻將電能轉(zhuǎn)化成熱能白白浪費掉。


  能量回饋技術(shù)則是采用IGBT做整流橋,IGBT功能模塊可以實現(xiàn)能量的雙向流動,同時用高速的DSP芯片產(chǎn)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(wǎng),達到節(jié)能的目的;另一方面也可以調(diào)整輸入的功率因數(shù),消除對電網(wǎng)的諧波污染,讓變頻器真正成為綠色產(chǎn)品。


  當(dāng)曳引機工作在耗電狀態(tài)的時候,整流控制單元的DSP產(chǎn)生6路高頻的PWM脈沖,控制整流側(cè)的6個IGBT的導(dǎo)通和切斷。IGBT的導(dǎo)通和切斷與電抗器等共同作用,從而產(chǎn)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(chǎn)生的諧波,消除了對電網(wǎng)的諧波污染。此時從電網(wǎng)輸入的電能經(jīng)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(dāng)曳引機工作在發(fā)電狀態(tài)的時候,曳引機產(chǎn)生的能量通過逆變側(cè)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(dāng)超過一定的值時,整流側(cè)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(diào)整后,輸送回交流電網(wǎng),達到節(jié)能的效果。此時能量由曳引機經(jīng)過逆變側(cè)、整流側(cè)回送給電網(wǎng),變頻器是工作在第二、四象限。


  能量回饋節(jié)能效果


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


  能源回饋技術(shù)既節(jié)省了用戶的開支,更具有減少碳排量、節(jié)能環(huán)保的社會深遠意義。電梯業(yè)正朝著高科技綠色產(chǎn)品方向發(fā)展,智能、高效、環(huán)保將成為未來電梯業(yè)的發(fā)展趨勢和共同目標(biāo)。

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