變頻回饋節(jié)能技術(shù)在電梯中的應(yīng)用

李海軍　陳海峰

（西繼迅達(dá)（許昌）電梯有限公司，河南　許昌　461000）

變頻回饋節(jié)能技術(shù)在電梯中的應(yīng)用

李海軍陳海峰

（西繼迅達(dá)（許昌）電梯有限公司，河南許昌461000）

高層建筑正在增多，電梯也耗費(fèi)了更多的總能耗。在減速運(yùn)行中，電動(dòng)機(jī)再生發(fā)電，很難快速起動(dòng)或者調(diào)速。電網(wǎng)若未能接受反饋回來(lái)的再生電能，功率將被耗費(fèi)，浪費(fèi)較多的電梯能源。在這種狀態(tài)下，電梯節(jié)能應(yīng)受到注重。相比于常規(guī)技術(shù)，變頻回饋新式技術(shù)可節(jié)省更多能耗，拓展了節(jié)能空間。借助變頻回饋，機(jī)械能變?yōu)殡娔芎笏腿腚娋W(wǎng)。這有利于節(jié)省運(yùn)轉(zhuǎn)中的電梯能耗，改善環(huán)境且節(jié)省電阻。

變頻回饋；節(jié)能技術(shù)；電梯

科技在快速進(jìn)步，電梯節(jié)能配備的多樣技術(shù)趨向于成熟。變頻回饋技術(shù)整合了制動(dòng)回饋電能及同步的永磁驅(qū)動(dòng)，新式技術(shù)更利于節(jié)能。變頻回饋可調(diào)控各階段內(nèi)的樓層電梯，明確了電梯分工。在各個(gè)時(shí)段內(nèi)，變頻節(jié)能增添了乘坐的便利性，縮減了運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)。變頻回饋裝置可用作儲(chǔ)存電能，而后反饋至電網(wǎng)。此外，變頻節(jié)能還配備了自動(dòng)性的電梯調(diào)控，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。經(jīng)過(guò)變頻調(diào)節(jié)，各階段內(nèi)的電網(wǎng)能耗及電動(dòng)機(jī)總的負(fù)載都會(huì)減低，符合根本的節(jié)能指標(biāo)。

1　新式技術(shù)的機(jī)理

電梯節(jié)能可選變頻調(diào)速方式，電梯在啟動(dòng)后，快速運(yùn)行時(shí)將會(huì)表現(xiàn)出最高機(jī)械能。到達(dá)目標(biāo)層后，電梯減速而后逐漸停止。在后續(xù)過(guò)程中，電梯可釋放現(xiàn)有的機(jī)械能及負(fù)載。變頻回饋根本的機(jī)理為：變頻器可存儲(chǔ)直流側(cè)現(xiàn)存的電能，而后回饋至交流電網(wǎng)［1］。這樣的狀態(tài)下，制動(dòng)電阻將不再耗費(fèi)更多電能。變頻調(diào)速配備了電動(dòng)機(jī)，大電容可用作存儲(chǔ)電能。若未能泄放電能，裝置將會(huì)過(guò)壓。從現(xiàn)狀來(lái)看，大容量的泄放可增設(shè)外在的電阻，或選取制動(dòng)單元。變頻性的回饋裝置可杜絕細(xì)微的電能耗費(fèi)，完全送回電網(wǎng)。由此可見(jiàn)，變頻回饋吻合了節(jié)能指標(biāo)，改進(jìn)了總體的電梯運(yùn)轉(zhuǎn)。

此外，電梯也擁有位能負(fù)載。為確保負(fù)荷是均勻的，電梯包含了重平衡塊和載客轎廂。在某個(gè)時(shí)段內(nèi)，若轎廂可承載50%總的額定載荷，重平衡塊則可維持于平衡。如果未能平衡，質(zhì)量差也將減低原先的機(jī)械位能。電梯在上行時(shí)，電動(dòng)裝置吸納了機(jī)械能而后變成電能；在這之后，回饋器可把電能調(diào)回電網(wǎng)。解析可得結(jié)論：如果樓層較高，轉(zhuǎn)動(dòng)中的機(jī)械電梯將會(huì)減低總的消耗，更多電能將被送回電網(wǎng)。在最高狀態(tài)下，可超出40%或更高的節(jié)電效率。針對(duì)于上下運(yùn)轉(zhuǎn)中的電梯裝備，變頻回饋器擁有最佳的節(jié)能實(shí)效。

2　針對(duì)電路的設(shè)置

從本質(zhì)來(lái)看，變頻回饋即為有源的逆變。在電梯運(yùn)轉(zhuǎn)中，制動(dòng)狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)可回饋至電網(wǎng)內(nèi)的電能，由此落實(shí)了節(jié)能。在最大范圍內(nèi)，防控了電網(wǎng)污染。變頻回饋設(shè)定了全面的調(diào)控，包含電壓條件、電流及相位條件?；仞伒倪M(jìn)程中，電網(wǎng)相位應(yīng)能維持同步。在某一時(shí)刻，若直流母線超出了預(yù)設(shè)的電壓數(shù)值，有源逆變才可啟動(dòng)［2］。系統(tǒng)可調(diào)控各階段內(nèi)的回饋電流，在此基礎(chǔ)上也可調(diào)控制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這種調(diào)速提升了精密性。變頻回饋可延長(zhǎng)電梯運(yùn)轉(zhuǎn)壽命，表現(xiàn)出節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

針對(duì)于控制電路，逆變器可發(fā)出用作驅(qū)動(dòng)的信號(hào)，采納了幅相控制。此外，控制電路可分成保護(hù)性的電路、檢測(cè)故障的裝置、控制性的電路。在有源逆變中，應(yīng)能構(gòu)建同步性的系統(tǒng)。針對(duì)于能量回饋，調(diào)節(jié)了反相狀態(tài)下的電壓和電流，回饋設(shè)定了1的功率因數(shù)。若未能同步予以回饋，那么增大了原有的無(wú)功電流，電網(wǎng)遭到污染。嚴(yán)重的狀態(tài)下，功率構(gòu)件也將被損毀或者增添環(huán)流。為此，同步檢測(cè)預(yù)設(shè)了如下電路：經(jīng)過(guò)變壓器后，交流信號(hào)將被變成方波的同頻率信號(hào)。這種轉(zhuǎn)換依托于檢波器，整形隔離之后的微處理器會(huì)接收方波信號(hào)。幅相控制設(shè)定了配套的流程和算法，這樣即可調(diào)控逆變的有源輸出，符合同步電網(wǎng)。

3　應(yīng)用中的變頻回饋

3.1總的裝置構(gòu)架

變頻回饋能量配備了外圍電路及三相的逆變裝置。其中，逆變橋銜接于輸入性的變頻器端子，同時(shí)串聯(lián)了電抗器。針對(duì)于輸出端，二極管可隔離各類的裝置。在這種狀態(tài)下，有源逆變橋即可確保單向的電網(wǎng)能量流動(dòng)。運(yùn)轉(zhuǎn)的流程為：電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要封鎖逆變器配備的開(kāi)關(guān)管，這時(shí)的裝置是閉合的；再生發(fā)電時(shí)，整流橋承受了反向電壓因而將會(huì)關(guān)閉。此時(shí)直流母線將增添自身的電壓而推動(dòng)逆變器。直流側(cè)回流進(jìn)來(lái)的能量可直達(dá)電網(wǎng)，而后逆變器可關(guān)閉。節(jié)能裝置設(shè)有關(guān)鍵性的IPM，可轉(zhuǎn)換直流電而后送入電網(wǎng)［3］。

3.2配備的回饋單元

回饋制動(dòng)的電梯單元擁有高性能，可用作電梯制動(dòng)。電梯在升降時(shí)，回饋制動(dòng)可轉(zhuǎn)換直流的電容電能，變?yōu)榻涣麟娔?。在這種狀態(tài)下，可節(jié)省40%總的能耗。同時(shí)，線路省掉了固有的發(fā)熱構(gòu)件，減低機(jī)房溫度，在最大范圍內(nèi)改進(jìn)了調(diào)控的電梯運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。控制系統(tǒng)擁有更優(yōu)的順暢性，延長(zhǎng)了電梯可運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)限。此外，機(jī)房可節(jié)省配套性的散熱裝置，節(jié)省了耗電量。回饋制動(dòng)擁有優(yōu)良的抗干擾性、穩(wěn)定性和高速性，借助自診斷以便于輸出精準(zhǔn)的電壓。

3.3新式變頻裝置

變頻回饋新式的裝置設(shè)定了節(jié)能回饋，電阻能耗將被減低。這種狀態(tài)下，可忽視發(fā)熱源額外的散熱和損耗。同時(shí)，去除了大功率，減低了較高的機(jī)房溫度。采納了自適應(yīng)途徑下的電梯控制，適應(yīng)了回饋控制。若電網(wǎng)表現(xiàn)較大的波動(dòng)電壓，回饋器可調(diào)運(yùn)電容現(xiàn)有的儲(chǔ)備電能，反饋至電網(wǎng)內(nèi)［4］。機(jī)械能可變?yōu)殡娔埽魅胫绷麟娐贰?/p>

4　結(jié)語(yǔ)

日常在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電梯配備了功率較大的電阻，因而產(chǎn)生熱能。從局部來(lái)看，運(yùn)轉(zhuǎn)中的電梯溫度偶爾偏高。為了防控故障、減低機(jī)房的總能耗，就要加裝風(fēng)機(jī)和排風(fēng)性的空調(diào)。某些電梯設(shè)定了較高功率，因而也耗費(fèi)了更高的總能耗。采納變頻回饋特定的新方式，可節(jié)省發(fā)熱源的電梯電阻，在最大范圍內(nèi)減低機(jī)房溫度。與此同時(shí)，變頻回饋也可延長(zhǎng)電梯運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)限，吻合節(jié)能目標(biāo)［5］。未來(lái)的實(shí)踐中，還應(yīng)完善變頻回饋新式的節(jié)能方式，構(gòu)建環(huán)境友好及節(jié)約資源的新式電梯。

［1］陳銘.變頻回饋節(jié)能技術(shù)在電梯中的應(yīng)用［J］.襄樊學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（31）：40-43.

［2］周科.電梯節(jié)能及能量回饋節(jié)能技術(shù)在電梯節(jié)能中的實(shí)踐應(yīng)用漫談［J］.無(wú)線互聯(lián)科技，2013（2）：212.

［3］王肖.能量回饋技術(shù)在電梯上的應(yīng)用分析和節(jié)能效果探討［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（15）：73.

［4］王英剛.分析矩陣變頻技術(shù)在電梯中的應(yīng)用［J］.福建質(zhì)量管理，2015（12）：205.

［5］黃展杰，黃偉全，梁嘉俊.能量回饋技術(shù)在電梯上的應(yīng)用分析和節(jié)能效果探討［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2014（14）：153.

Application of Variable Frequency Feedback Energy Saving Technology in the Elevator

Li HaijunChen Haifeng
（XJ Schindler（Xuchang）Elevator Co.Ltd.，Xuchang Henan 461000）

High-rise buildings are increased，the elevator also took more total energy consumption.In the slow running，motor renewable power generation，it is difficult to rapid start or speed.Grid if fail to accept feedback renewable electricity，power will be cost，waste more energy lift.In this state，the elevator energy conservation should be able to pay more attention.Compared with the conventional technology，variable frequency feedback new technology can save more energy consumption and expand the energy saving space.With the aid of frequency conversion，the mechanical energy can be changed into electrical energy and then sent to the power grid.This is conducive to saving energy consumption in the operation of the elevator，improving the environment and saving resistance.

variable frequency feedback；energy-saving technology；elevator

TU857

A

1003-5168（2016）06-0080-02

2016-05-13

李海軍（1983-），男，廠檢員，研究方向：電梯調(diào)試、檢驗(yàn)方面。