電梯節(jié)能技術(shù)分析論文
摘要：高層建筑的不斷建設(shè)，電梯的重要性也日益凸顯。電梯在運行的過程中需要消耗大量的電力資源，實現(xiàn)電梯節(jié)能由此也成為當(dāng)前電梯公司搶占市場份額的核心競爭力。本文對當(dāng)前節(jié)能技術(shù)進行分析，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電總量的17%，由此也成為當(dāng)前節(jié)能工作中的重點環(huán)節(jié)[1]。日前，西繼迅達公司電梯產(chǎn)品順利通過荷蘭LIFTINSTITUUT節(jié)能認證機構(gòu)的審核，被國際VDI授予A級節(jié)能電梯證書，成為電梯行業(yè)中的節(jié)能先鋒，提高了自身的市場競爭力。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份額的競爭點。
一．永磁同步曳引機節(jié)能系統(tǒng)節(jié)能分析
電梯的運行是在電動機帶動曳引機上下驅(qū)動來進行的。永磁同步曳引機是一種將無軸承技術(shù)與永磁同步曳引機相結(jié)合的研法而成的新型無軸承電動機。曳引機分為有輪與無輪兩種，其中無齒輪永磁同步曳引機無需減速箱進行減速。目前的大多數(shù)電梯通常將大扭矩交流永磁同步電動機作為電梯運行的驅(qū)動。永磁同步電動機具有低速大轉(zhuǎn)矩的特性，體積相對較小但是運行平穩(wěn)，能夠避免頻繁維護、節(jié)省能源，降低運行成本，成為當(dāng)前電梯行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。而有齒機曳引機通常使用蝸輪一蝸桿技術(shù)，為提高運行效率通常采用永磁同步電動機作為驅(qū)動，減速比例通常在35:2左右，相比交流異步電動機效率將電梯的效率提高10%以上，由此將永磁同步電動機作為有齒機曳引機電梯節(jié)能研究的主要方向[2]。此外，多極低速直接驅(qū)動永磁同步曳引機的出現(xiàn)改變了曳引機用電方式，提高了節(jié)能效果。與常規(guī)的曳引機系統(tǒng)相比，永磁同步曳引機系統(tǒng)可避免向電網(wǎng)中汲取無功電流，獲取能量的方法較為安全，因而功率因數(shù)相對高。同時該系統(tǒng)不存在勵磁損耗，因為運行過程中發(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
電梯在運行的過程中會產(chǎn)生一定的機械能，電梯節(jié)能的方式可通過其產(chǎn)生的機械能加以利用，從而減少電梯從電網(wǎng)上汲取的電能，實現(xiàn)電能的循環(huán)利用。變頻器再生能量回饋技術(shù)應(yīng)運而生，實現(xiàn)了電梯運行過程中對電梯的節(jié)能，實現(xiàn)了電能的'循環(huán)利用。該技術(shù)能對電梯運行過程中產(chǎn)生的機械能進行轉(zhuǎn)換，并將能量儲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)對機械能的轉(zhuǎn)化率至少為97%，能夠為建筑物、電梯間的其他用電設(shè)備提供運行能源，從而實現(xiàn)電梯節(jié)能目的。此外，在該技術(shù)的應(yīng)用過程中結(jié)合抗電器與噪聲濾波器，頻繁制動，增強電梯的節(jié)能效果。變頻器再生能量回饋技術(shù)的運行系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相對較少，因而無需空調(diào)散熱，日常維護工作也相對地有所減少。變頻器再生能量回饋技術(shù)可帶來15%～40%的節(jié)能率，具有較大的發(fā)展前景。當(dāng)前，西繼迅達公司采用永磁同步曳引機節(jié)能系統(tǒng)與變頻器再生能量回饋技術(shù)進行電梯節(jié)能，電梯一天的用電量不超過4.6度，與普通C級能效電梯相比，節(jié)電率高達69.83%。因此，一年可為電梯用戶節(jié)省的用電量約為4056度，如每度電0.5元的價格計算，一年就可節(jié)省2028元用電費用，獲得較大節(jié)能效果，降低電梯運行于銘生西繼迅達（許昌）電梯有限公司成本。
三．電梯群控技術(shù)節(jié)能分析
實現(xiàn)電梯節(jié)能，需要對電梯在運行過程中消耗的電能進行有效的控制。在啟動、加速及制動是造成電梯能源大量消耗的3個中間環(huán)節(jié)，特別是多臺電梯的運行消耗的能量相對較大。針對于多臺電梯的用戶，可通過控制上述3個產(chǎn)生電能消耗的環(huán)節(jié)來實現(xiàn)節(jié)能目的。實現(xiàn)多臺電梯耗電環(huán)節(jié)的控制可采用電梯群控技術(shù)，實現(xiàn)電梯系統(tǒng)的智能化運行，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臺電梯控制線路進行并聯(lián)控制。如兩臺并聯(lián)的電梯無運輸任務(wù)，一臺基梯電梯會停留在基站，另外一臺自由梯會停留在預(yù)先選定的樓層；當(dāng)有運輸任務(wù)時，停留在基站的基梯會向上運行，而停留在預(yù)定樓層的自由梯會下降至基站完成替補工作[3]。梯群程序控制的群控是由微機控制并統(tǒng)一調(diào)度。應(yīng)用該技術(shù)的多臺電梯使用共同的廳外召喚按鈕，對多臺電梯進行集中的排列進行統(tǒng)一的程序調(diào)度、控制。根據(jù)電梯的運行狀態(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)運行四種運行方式，系統(tǒng)可根據(jù)運行狀態(tài)調(diào)整相應(yīng)的運行控制方式。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)能中除了從曳引機創(chuàng)新、機械能轉(zhuǎn)換及運行方式優(yōu)化三個方面進行節(jié)能之外，還可對電梯電流母線進行創(chuàng)新，實現(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)能量線上多臺設(shè)備的電能共享。回饋裝置、變頻器、直流熔斷器及直流接觸器在運行過程中是并聯(lián)的狀態(tài)因而直流環(huán)節(jié)的儲能容量相對較大，強大的直流電壓源可有效控制直流電壓產(chǎn)生的瞬時脈動，保障系統(tǒng)運行的穩(wěn)定與安全[4]。在電梯使用頻率較高、運輸任務(wù)重的建筑物中，通常會出現(xiàn)多臺電梯同時運行的情況，為降低電梯對電能的消耗可應(yīng)用共直流母線。其節(jié)能原理如下，將多臺運行電梯其中的一臺或著多臺運行時產(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行的能量，減少電梯向電網(wǎng)中汲取電能，運用最小的能耗獲取最大的電梯驅(qū)動能量。
五．結(jié)語
當(dāng)前電梯節(jié)能可通過永磁同步曳引機節(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)進行節(jié)能，促進電梯行業(yè)的節(jié)能工作。但是節(jié)能要求會隨著用戶的需求而發(fā)生改變，為應(yīng)對日益嚴格節(jié)能要求，當(dāng)前的電梯企業(yè)應(yīng)該不斷地對節(jié)能技術(shù)進行創(chuàng)新。以節(jié)能為自身發(fā)展的目標(biāo)，促進電梯行業(yè)的安全、穩(wěn)定發(fā)展，滿足生產(chǎn)、生活中對電梯運輸?shù)男枨蟆?/p>
參考文獻：
[1]陳煜華.對于電梯節(jié)能技術(shù)的探究[J].低碳世界,2015(31):122-123.
[2]李敏.電梯節(jié)能技術(shù)探討[J].機電信息,2013(12):110-111.
[3]孔曉華.電梯節(jié)技術(shù)探討[J].海峽科學(xué),2014(05):31-32.
[4]韓光昕.對我國電梯節(jié)能技術(shù)的探究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014