能量回馈装置在龙门吊中的节能作用

新型变频调速能量回馈控制技术在门机上的应用摘要：本文介绍了目前国内门座式起重机上单传动变频系统和多传动变频能量回馈系统。

在此基础上阐述了多传动能量回馈系统具有节能降耗、安全可靠、对电网无污染、广阔市场前景的突出优点。

关键词：门座式起重机；单传动变频、多传动变频能量回馈系统；经济效益引言近年来，随着我国加入WTO以来港口经济的飞速发展，越来越多的先进技术在港口装备中得到广泛推广和应用，变频调速能量回馈控制技术也以其不可替代的优点得到推广，被应用在诸于门座起重机、卸船机和岸边集装箱装卸桥等大型设备上。

变频调速技术是节能降耗、改善控制性能、提高产品产量和质量的重要途径，已在应用中取得了良好的应用效果和显著的经济效益。

但是，在对调速节能的一片赞誉中，人们往往忽视了进一步挖掘变频调速系统节能潜力和提高效率的问题。

本文讨论的就是变频调速系统节能控制的变频调速能量回馈控制技术。

在能源资源日趋紧张的今天，这项探讨无疑具有一定的现实意义。

1.通用型变频器工作原理通用变频器大都为电压型交-直-交变频器。

三相交流电首先通过二极管不控整流桥得到脉动直流电，再经电解电容滤波稳压，最后经无源逆变输出电压、频率可调的交流电给电动机供电。

这类变频器功率因数高、效率高、精度高、调速范围宽，所以在工业中获得广泛应用。

但是通用变频器不能直接用于需要快速起、制动和频繁正、反转的调速系统。

因为这种系统要求电机四象限运行，当电机减速、制动或者带位能性负载重物下放时，电机处于再生发电状态。

由于整流器能量传输不可逆，产生的再生电能传输到直流侧滤波电容上，产生泵升电压。

而以GTR、IGBT为代表的全控型器件耐压较低，过高的泵升电压有可能损坏开关器件、电解电容，甚至会破坏电机的绝缘，从而威胁系统安全工作，这就限制了通用变频器的应用范围。

2.单传动变频系统对于门机而言，起升机构下降减速时大量的势能通过电动机转化为电能，常规的方法是采用能耗制动，即利用挂在变频器直流母线上的制动单元和电阻将这部分转化过来的电能通过热量的形式消耗掉。

有源能量回馈器在电梯控制系统中的节能应用摘要随着国民经济的发展越来越多的高楼拔地而起，电梯成为高楼的主要的“轨道交通”。

与此同时电梯的能耗问题也摆在面前。

本文着重介绍有源能量回馈器在电梯控制系统中的节能应用，阐述有源能量回馈器节能原理及普通电梯加装方法。

关键词有源能量回馈器；电梯；节能1电梯运行时耗能情况采用变频调速的电梯启动运行达到最高运行速度后具有最大的机械功能，电梯达到目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止，这一过程是电梯曳引机释放机械功能量的过程。

此外，由于曳引机拖动的负载是由载客轿厢和对重平衡块组成的，垂直电梯还是一个位能性负载，为了均匀地拖动负载，电梯只有当轿厢载重量约为50%时，轿厢和对重平衡块才相互平衡，否则，轿厢和对重平衡块就会有质量差，使电梯运行时产生机械位能。

电梯运行过程中所产生多余的机械功能和机械位能会通过电动机和变频器转换成直流电能储存在变频器直流回路中的电容中，此时电容就好比是一个小水库，回送到电容中的电能越多，电容电压就越高，如不及时释放电容器储存的电能，就会产生过压故障，使变频器停止工作，电梯无法正常运行。

目前变频器泄放大电容中电量的方法是，采用制动单元和外加大功率电阻，将大电容中电量消耗到外加大功率电阻上白白浪费掉。

有源能量回馈器则可以实现把大电容中储存的电量无消耗地回收再利用，从而既达到节能目的。

由于不需要耗电发热大功率电阻，这样也大大改善了系统的运行环境。

2有源能量回馈器节能分析电梯有源能量回馈器主要由智能模块IGBT、LEM（直流侧电压智能检测）、滤波电感、电容等元件组成。

图1电梯电能回馈装置内部系统图电梯电能回馈装置LEM（直流侧电压智能检测），通过P（+）和N（-）两个端子驳接到电梯变频器的直流母线上，其主要作用检测母线上直流电压是正置还是倒置。

并以此为依据判断电机处于电动状态还是在发电状态。

并作出是否回馈电能的决策。

当母线直流电压为正置时电机处于电动状态，这时候回馈单元不能反馈电能的；只有当母线上的直流电压出现倒置时回馈单元才能反馈电能。

电梯电能回馈装置可实现节能减排近年来，能源紧缺已成为日益突出的社会性问题。

我国是继美国、日本之后的电梯生产大国，也是电梯使用第一大国，电梯已成为生产、生活中的严重耗电设备之一，电梯节能迫在眉睫。

有关统计资料显示，到2007年底，全国在用各类电梯达100余万部，一部普通电梯，每天的用电量大约在50至150千瓦时之间，如果按照一部电梯每天用电80千瓦时计算，每年全国在用电梯消耗电量约为292亿千瓦时。

2007年我司研发生产出-电梯能量回馈单元节电装置（节电率15-45%），这一产品的推出，为电梯节能节电创造了新的时代，得到了社会乃至政府机关的大力推广，如果全国所有在用电梯全部装上这种装置，每年将节约用电80多亿千瓦时，相当于一个半刘家峡水电站一年的发电量。

电梯节电势在必行！1.电梯电能回馈装置产品介绍电梯电能回馈装置可以替代制动单元和制动电阻，将原来被消耗掉的能量回馈给局域电网回收利用，达到节能减排的目的。

在电气传动系统中，电机都不可避免地存在发电过程，即电机转子在外力的拖动或负载自身转动惯量的维持下，使得电机的实际转速大于变频器输出的同步转速，电机所发出的电能将会储存在变频器内的滤波电容中，如果不把这部分电能消耗掉，直流母线电压就会迅速升高，影响变频器正常工作。

通常的方法是增加制动单元或制动电阻，将这部分能量消耗在电阻上变成热能挥发掉。

而DTDH系列电梯电能回馈装置，正是通过自动检测变频器的直流母线电压，将变频器的直流环节的直流电压逆变成与电网电压同频同相的交流电压，经多重噪声滤波环节后连接到交流电网，从而达到能量回馈电网的目的，能量转换率达到97%以上。

2.电梯电能回馈装置技术参数额定电压：380VAC或192VAC；功率范围：0～40KW；制动方式：双向自动电压跟踪方式；反应时间：2ms以下，有多重噪声过滤算法；允许电网电压：300VAC～460VAC，45～66Hz或150VAC-230VAC,45-66Hz；动作电压：670VDC或335VDC（可调），误差2V；制动力矩：150%；回馈方式：正弦波电流方式；电流畸变：<5％；回馈算法：最小谐波PWM算法；设计工作制：长期；保护功能：过热，过电流，故障自诊断及保护输出功能；3.电梯电能回馈装置部分应用案例辽宁技术监督局西安高新技术产业开发区管理委员会河北省科技厅甘肃省疾病预防控制中心北京国际大厦保定国家高新技术产业开发区管委会天津市司法局大楼北京金源时代购物中心。

超级电容储能型回馈系统在港口门座起重机的设计应用◎ 李佳铭 上海振华重工（集团）股份有限公司摘 要：门座式起重机是港口生产作业中必不可少的装卸设备，主要用于各类散杂件、集装箱的装卸工作。

近年来随着国家对于建设绿色港口要求的不断提高，起重机节能成为港口节能减排，绿色发展的一项重要课题。

本文主要介绍超级电容储能回馈系统作为一种新型节能方案在门座起重机上的设计与应用。

关键词：门座起重机；储能回馈；超级电容；变频器1.引言福建某码头一台新建40t门座起重机（以下简称门机）根据业主对于码头节能环保及自身实际需求，电控系统采用了安川单传动变频器+超级电容储能回馈系统+消谐补偿的设计方案，其中超级电容储能系统由可控储能单元及配套相应的控制单元（储能管理系统）组成。

门机作业时，由码头岸电与储能系统同时对门机驱动系统提供能量，当门机起升机构下降动作（位能负载）或各机构减速动作时，通过储能电容控制单元将起升下降或机构减速与制动时电机产生的电能回收存储到电容单元中，储能系统能够最大限度地把电机产生的电能进行吸收，并在起升上升与其他加速与运行阶段对系统补充能量，实现能量的再循环利用，达到节能环保的目的。

本文从设计、选型、调试等方面对门机超级电容储能回馈系统进行说明。

2.系统设计方案2.1系统构成本起重机分为起升、变幅、旋转、行走共4个机构，其中起升、变幅、旋转为门机的三大工作机构，门机作业时三机构除可以各自独立运行外还可以同时动作（联动工况），三机构中除变幅机构由1台电机驱动外，起升、旋转机构均通过2台电机同时驱动运行，每台电机均各自配置独立的变频器。

行走机构由8台电机并联通过1台变频器控制运行，由于门机工况特性行走机构作为非工作机构在实际作业时并不参与动作，故行走机构不配置独立的变频器，其采用与起升机构共用1台变频器的设计方案，通过司机室操作站的两位选择开关实现切换控制。

本项目所有机构驱动器均选用安川YS1000/HDA1000系列单传动变频器，整个系统将起升、变幅、旋转三个机构的变频器直流侧并联成直流母线回路结构，超级电容储能回馈装置挂载于变频器直流母线回路上，同时以起升变频器的整流部分作为整个电控系统的公共整流端。

能量回馈节能技术在电梯节能中的实践应用能量回馈节能技术在电梯节能中的实践应用主要是根据这一技术制造并使用能量回馈器。

能量回馈器的主电路由高智能模块IPM、IGBT、隔离二极管Dl、D2、滤波电感、电容等电子元件组成。

IPM模块是最为关键的部分，它能有效地把直流电能逆变为与交流电网同步的三相电流并且回送电网。

二极管Dl、D2是确保电梯节能系统安全运行的必须元件。

电感L--L3、电容c1--C3组成了高次谐波滤波器，可以有效地阻止IPM元件产生的高次谐波电流进入电网，通过这可以提高能量回馈器的电磁兼容性能。

另外，由单片微机、可编程逻辑芯片、外围信号采样器构成的控制电路，可以有序的控制IPM在PWM状态下工作，保证直流电能及时的回馈并且顺利实现再生利用。

（一）IPC-PF系列电梯回馈制动单元IPC-PF系列电梯回馈制动单元是采用加拿大技术生产制造的电梯专用高性能回馈式制动单元。

如果升降电梯能使用电梯回馈制动单元，就可以顺利地实现将电容中储存的直流电能转换成交流电能回送到电网，节电率达30%-40%。

还有，因为无电阻发热元件的原因，降低了机房的环境温度，同时也改善了电梯控制系统的运行温度，使控制系统不再死机，延长电梯使用寿命。

机房可以不再使用空调等散热设备，可以节省机房空调和散热设备的耗电量，节能环保，使电梯更省电。

IPC-pF系列电梯回馈制动单元采用DSP中央处理器，速率高、精度高、稳定性能好、抗干扰能力强；采用自诊断技术确保输出电压精确，防止电流回送，使变频器不受任何影响。

在频繁制动的场合，节电更明显；真正实现了变频调速系统的四象限运行。

（二）OTT-LHZ有源能量回馈器。

OTT-LHz有源能量回馈器直接采用了电梯能量回馈节能技术研制而成的，该回馈器因为没有使用高消耗的电阻，所以电阻发热源就可以忽略不计了。

另外，就是因为没有这个电阻的原因，电梯机房温度就不会太高，这样就极大地减少了电梯出现故障的可能性，电梯的使用寿命也能得到延长，同时也很好的降低了机房降温设备的用电量。

浅议能量反馈在电梯节能技术中的应用摘要：在提高能量回馈系统在电梯节能的直流电压的利用率，减少回馈电能对电网的污染，本文论述了一种电梯节能能量回馈控制系统，回馈能量的逆变采用svpwm技术分析了电梯节能逆变系统的组成及工作原理，并对该逆变节能控制系统进行了仿真实验研究。

结果表明：该系统设计合理，在电梯节能能量回馈系统中采用svpwm技术，既能提高能量回馈逆变电路对直流电压的利用率，又能减少逆变电能总谐波失真。

关键词：电梯节能计算机仿真能量逆变 svpwm一、引言电梯节能能量回馈系统的作用就是将储存在变频器直流侧电容中的电能及时逆变为交流电，并回馈给电网，从而达到节能的目的。

对于直流电能到交流电能的逆变目前已经有一些成熟的技术在电梯节能控制系统的逆变技术应用中取得较好效果的还不多，本文分析了svpwm方法在电梯节能能量逆变器中的应用。

采用变频调速的电梯要求电机四象限运行，当电梯快速制动以及电梯上行时，电梯的驱动电机处于再生发电状态，产生的再生电能传输到变频器的直流侧滤波电容上，产生泵升电压，严重威胁系统的工作安全。

目前，控制泵升电压的普遍方法是：通过在直流母线上接一个能耗电阻，将能量释放。

这种方法由于电梯在工作中制动频繁并带位势负载运行，一方面造成能量严重浪费；另一方面电阻发热，使得环境温度升高，影响系统工作的可靠性。

二、能量回馈控制系统组成及工作原理（一）、能量回馈系统组成电梯节能能量回馈的本质是将直流电能转换为交流电能的有源逆变，其目的是将电动机在发电状态下产生的直流电能回馈到交流电网，实现节能并尽量避免对电网的污染。

电梯直流电能逆变回馈过程中，系统要求在相位、电压、电流等方面应满足的控制条件。

逆变过程必须与电网相位保持同步关系；当直流母线电压超过设定值时，才启动逆变装置进行能量回馈；逆变电流必须满足回馈功率的要求，但不大于逆变电路所允许的最大电流；应尽量减少逆变过程对电网的污染。

根据以上要求，本文设计了一种利用单片机为控制核心的电梯节能能量逆变系统。

今日自动化·2019.4148Scientific research and information 科研与信息0　引言近年来，我国起重设备的电气自动控制技术取得了蓬勃的发展。

其中，门机变频控制运用起到了至关重要的作用。

而且，随着变频技术的快速发展和广泛应用，它已成为港口起重设备不可缺少的重要驱动装置。

在传统起重作业中，当变频器驱动异步电动机在制动或者下放位能性负载过程中，电动机处于再生制动状态（发电状态），传动系统中的机械能通过电动机转换成电能，变频器中续流二极管将这种能量回馈到变频器直流侧电容中，使直流侧电压升高，产生泵升电压。

为安全有效的释放这部分能量，一般是通过耗散到直流侧与电容器并联的“制动电阻”中，但通过这种方法势必将发电的能量通过制动电阻热能给散了，大大的浪费了这部分能源，但如果通过整流回馈系统能将这些能量逆变并回馈给电网，这使得整流回馈有了十分重要的现实意义，会在门机整个运行过程中产生显著地节电效果。

1　起重设备异步电机工作原理三相异步电机的工作原理，是通过一种旋转磁场与由这种旋转磁场借助于感应作用在转子绕组内所感应的电流相互作用，以产生电磁转矩来实现拖动作用[1]。

变频异步电机在不同的外部条件下，会运行于不同的转速和不同的转差率，此时变频电机会对应电动机和发电机两种运行状态。

当电机转速与转矩反向时，电机处于发电状态，故在减速和带负载下降的过程中，电机处于发电状态。

电动机和发电机两种运行状态如图1所示。

图1 电动机和发电机两种运行状态当变频器驱动异步电动机运行时，在减速过程中，或者下放势能性负载的时候，电动机转子上的动能或者负载的势能将转变为电能，电动机实际上已经成为发电机。

在传动系统中，机械能通过电动机转换成电能，电能可以通过变频器中的续流二极管回馈到变频器直流侧电容中，而一般整流器采用的是二极管桥式电路，这样能量就无法返回电网，在滤波电容上会积累大量电荷，会使直流侧电压升高，所以港口老式门机上的变频器都需要配备制动单元和制动电阻，通过制动电阻发热将这部分能量消耗。

根据中国电梯行业协会的统计数字，截至目前国内电梯的保有量约为250万台，国内每年销售的新梯正以50万台以上的速度递增，中国已经成为世界电梯超级大国。

随着中国电梯数量的不断激增，一部普通的电梯每天约用电50~150度。

按照每台电梯用电量80度/天,保守数量全国电梯250万台计算，每天消耗电能约为20000万度，每年的消耗的电能为720亿度,全国每年电梯消耗的电能接近三峡水电站一年的发电量，可见电梯消耗电能巨大。

电梯节能需求刻不容缓，节能电梯将是未来电梯发展的必然趋势。

最近10年，无齿轮曳引机已经逐步取代了有齿机，比传统的有齿轮曳引机节能40%左右，在电梯节能上已经迈开了一大步，但电梯的能耗依然很大，和空调并称两大“电老虎”，节能需求依然迫切。

近年来市场上又出现了电梯能量回馈装置，向电梯节能方向上又迈了一大步。

目前,国内绝大多数变频调速电梯均采用电阻消耗电容中储存电能的方法来防止电容过压。

由于电梯运行过程中，通过电阻产生的热量非常之高，电阻局部温度通常都是在100℃以上，为了使机房温度降低到常温状态，让电梯免于因高温而产生故障，用户需要安装大排风量的空调或风机;在电梯功率较大的机房，往往需要空调、风机同时使用，或是多台空调、多台风机同时启动。

在有些地方降温设备的耗电量往往比电梯的用电量还要高，用户明知能耗严重，却毫无办法。

1、电梯运行特性及现行节能众所周知，电梯是往复运动的，在电梯重载上行和轻载下行时，曳引机处于电动状态，带动轿厢运动;而当电梯在重载下行和轻载上行时，曳引机是发电状态，曳引机所发的电会是驱动器的直流电压升高，为了保证驱动器的正常工作，必须将所发的电处理掉，传统的做法是在驱动器上加制动单元和制动电阻，以热损耗的方式将曳引机所发的电通过制动电阻消耗掉。

由于曳引机所发的电被制动电阻以热能耗的方式消耗掉，没有有效的利用起来，目前也有一些方案可将这部份能耗加以利用，主要有以下几种：(1)采用大电容储能的方式，在电梯曳引机处于发电状态时，通过电路给大电容来充电，而大电容的电能用来给驱动器的控制电路部分来提供电能;采用大电容储能的方式实现了对所发的电再利用的一种进步，但是驱动器的控制电路部分功率很小，所以所消耗的电能也很小，因此曳引机所发的电能无法全部储存在大电容中，无法储存的部分还是需要通过制动电阻以热能的方式来消耗掉。

电梯能源回馈装置的应用及效果分析摘要：社会的快速发展，促进了我国建筑行业的长足稳定发展，电梯设备作为现代建筑的标配，应用越来越广泛，电梯设备运行需要电能作为支持，所以电梯设备耗能还是非常大的。

节能减排是现代社会发展的主题口号，所以电梯设备的节能效果也受到越来越大的关注。

如果在保障电梯设备良好运行的情况下，减少电能的使用，防止不必要的能源消耗的情况产生。

电梯能源回馈装置在促进电梯设备节能中的应用中发挥着重要的作用，能够有效的提升电梯运行设备，减少电能损失。

鉴于此本文围绕电梯能源回馈装置的应用以及应用效果展开了一系列的分析，首先就电机拖动系统节约电能的途径进行了分析，然后分析了电梯能量回馈原理，接下来就电梯能量回馈的节能效果进行了分析，最后分析了能量回馈技术在电梯中的应用，对于提升电梯运行设备的稳定性，保障电梯制造行业健康稳定发展有一定的借鉴意义。

关键词：电梯；运行；能量回馈；装置；应用；效果分析1.前言时代是不断向前发展的，经济水平也在不断提升，电梯设备在现代社会中发挥着重要的作用，其应用也是越来越广泛，随着电梯设备应用数量越来越多，电梯设备的耗能也越来越多，所以做好电梯设备运行过程的节能操作意义重大，能够充分发挥电梯设备的优势，给人们的生活以及工作带来极大的便利，促进电梯设备社会价值以及经济价值的充分体现。

2.电机拖动系统节约电能的途径一类是提高电机拖动系统的运行效率，如电梯曳引机采用变频器调速取代异步电动机调压调速是以提高电动机运行效率为目标的节能措施。

第二类是将运动中负载上的机械能（位能、动能）通过能量回馈装置变换成电能（再生电能）并回送给交流电网，供附近其它用电设备使用，使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降，以达到节约电能的目的。

目前，在用的电梯中大部分是使用变频器驱动电机的方式，而能量回馈则可以在变频电机节能的基础上，进一步节约能量。

电梯在运行过程中，电机有耗电和再生发电2种状态，当电梯空载（轻载）上行或者满载下行时电动机由需要消耗电能转为发电状态。

能量回馈节能技术在电梯节能中的应用摘要：电梯是建筑内辅助交通工具，以曳引机为动力，带箱体上下运行，用于多层建筑乘人或载运货物。

社会经济的持续发展，高层建筑群越来越多，电梯使用越来越普遍，为居民日常生活带来了诸多便利。

能量回馈技术，就是把电梯自身存在并且无用的直流电逆变为可用、有效的交流电，是解决电梯能耗大的有效途径和方法。

本文主要分析了能量回馈节能技术在电梯节能中的应用策略。

关键字：能源回馈；电能；技能；运用近年来，随着节能减排工作在日常生活中的广泛开展，如何做好电能节能降耗已经成为人们关注的重点。

能量回馈节能技术在电梯节能中的应用，可以节约开发成本和节省电费，由于采用高效无齿轮节能主机和无齿轮曳引主机，使电机的功率和电梯的主电机功率大大减小，使消耗的电和变频器的功效均大幅度降低。

并且能量回馈技术具有较强的抗干扰能力，可以保证电梯的安全稳定的运行，借助能量回馈技术实现对电梯系统自测，有效的避免了电流的回送。

笔者从电梯能量回馈技术特点及工作原理分析入手，探讨了能量回馈节能技术在电梯节能中的实践应用。

1能量回馈技术概述随着我国经济的快速发展，对于节能产业的大力研究，以节能为理念的相关技术应运而生。

能量回馈技术是以节能作为基本的理念要求，可以将机械运动过程中所产生的动能和势能高效的回收到电网之中，属于一种能量再生装置，并且实现了将能源回馈到电网之中。

当电梯达到目标层，释放的机械功能最大，同时，电梯运行中电动机可以利用变频器将机械能转变为电能，并储存在变频器的大电容之中，但是储存的容量毕竟有限，那么储存的电容很可能产生满溢事故。

目前国内外有很多针对能量回馈技术的研究，且均获得了一定研究成效。

例如，西门子公司所推出的电机四象限变频器，其将有源逆变单元从变频器中分离出来，作为一个外围装置并联到变频器的直流侧。

另外，能量回馈技术的主要结构分为四个部分，分别是串联电感、滤波电容、外围电路、三相IGBT等电路组成。

阐述门机起升系统能量回馈利用改进措施1 立项背景节能降耗作为目前经济发展的主流趋势，日益得到了广泛地重视。

我港作为省“双30”重点企业，承担着较重的节能减排任务。

对于杂货港务分公司来讲，现有的26台门座式起重机属于高耗能生产设备，每台门座式起重机年均耗电约在14万度左右，在作业过程当中由电机产生的回馈能量十分可观，具有较好的回收利用潜力。

2 总体思路我们准备在起升机构增加回馈能量回收装置，将回馈能量回收后反馈回电网，一是可以稳定电网总体电压，提高供电质量；二是可以节约电能，降低单机能耗。

3 具体技术方案保留原有起升机构的支持、开闭电气柜中制动单元、制动电阻回路，增加一面回馈单元电气柜，支持、开闭变频器的直流母线接至回馈单元入口，回馈单元出口接至电源柜电网，实现能量回馈。

回馈单元的启动电压设置要小于制动单元，在产生回馈能量时，回馈单元首先进行启动工作，将电能从直流母线回馈到电网，当瞬时回馈能量较大时，多余部分将从制动单元、制动电阻上消耗，保证系统的安全。

实施具体的改进技术方案后，回馈装置的增加，使得变频器实现了四象限运行。

将电机产生的再生电能，通过一系列的变化，能够以标准的工频正弦波的形式反馈到电网。

该装置具有完全故障保护功能，同时具备过热、过电流、短路、故障自诊断及保护输出功能，因此其使用安全性良好，还能够实现双向主动电压跟踪，具有良好的制动调整性能，使用更加方便。

整套装置全程经过噪声过滤，不会污染电网，也不会对其他通讯设备造成干扰。

经过长期的跟踪观察和有关数据测量，电网中的设备使用效果良好，达到了预期的目的，具备理论与实践相结合的推广性。

4 创新点及关键技术本项技术改进在保留原有控制方式的基础上，增加了一套新的回馈能量回收装置。

电机产生的回馈能量不再以传统的热能直接被浪费掉，将回馈能量返至电网之后，有效提高了电网的稳定性，改善了以往电网的供电质量，有效提高了电能的利用率，降低了单机能耗，具有非常可观的节能减排效果。

DOI:10.19392/ki.1671-7341.201820177能量回馈技术在电梯节能中的意义徐高军尼得科康迪克电梯技术(无锡)有限公司㊀江苏无锡㊀214000摘㊀要:随着电梯使用量的增加,电梯已成为耗电大户,做好节能意义重大㊂本文阐述能量回馈技术在电梯领域的实际应用和社会意义㊂关键词:电梯;能量回馈;节能㊀㊀随着经济的持续发展,高层建筑群越来越多,电梯的保有量增长迅速,年均增长速度超过15%,提高了人民生活质量㊂而电梯作为一种辅助运输工具,为乘客提供便捷服务;电梯是建筑物中耗电量较高的设备之一,其用电量已超过空调的用电量,在建筑内所有用电设备中用电量占比居前,所以行之有效的节能方式运用,将为用电量的减省出一份力㊂一㊁电梯运行原理电梯是建筑内辅助交通工具,以曳引机为动力,带箱体上下运行,用于多层建筑乘人或载运货物㊂主要由曳引机㊁导轨㊁对重装置㊁安全保护装置(如限速器㊁安全钳和缓冲器等)㊁操纵厢㊁轿厢㊁轿顶检修盒㊁层门与厅门㊁钢丝绳㊁外呼面板等组成㊂利用钢丝绳穿插绕着曳引轮和导向轮,两端分别连接对重端和机房工型承重梁固定架上,再通过钢丝绳与曳引轮㊁导向轮间的摩擦传动,电动机驱动曳引轮使轿厢延着导轨上下移动㊂具有安全可靠㊁乘坐舒适㊁平层准确和噪音小等特点㊂在实际使用过程中,电梯用电量较大的运行工况是:轿厢超过80%载重上行和轿厢低于20%载重下行;而在轿厢轻负载上行和满负载下行时,会产生大量的机械动能,通过制动电阻转化为热能消耗掉,对机房环境和电梯控制系统等带来不利影响㊂能量回馈技术的转化应用,得靠一种性能可靠的能量回馈器体现:通过能量回馈器将运行中产生的机械动能转变成再生电能,再将这部分再生电能反馈到电网,供电梯或其他电气设备使用㊂二㊁能量回馈技术运用原理(一)能量回馈技术的节能原理电梯开始使用至今,节能技术的应用始终贯穿于电梯发展中,有曳引机技术的节能㊁驱动控制系统的节能㊁能量回馈系统的节能㊂当电梯无负载上行或轿厢超过80%载重下行时,电梯处于发电状态,将机械势能转化为电能㊂电梯要达到节能的成效,是把电动机在发电状态产生的电能利用起来㊂现在的大多数电梯采用能耗制动方式,即外接制动电阻将电能消耗掉,会使制动电阻迅速升温冒烟甚至发红,致使机房环境温度升高,长时间会影响机房内其他设备的正常运行㊂因此,如果将电梯运行时产生的能量,通过能量回馈装置回馈到电网中,这就体现出其设计的意义;一般节电率可达25%~45%㊂此外,由于无制动电阻等散热元件,机房温度下降,可以减少机房空调的制冷运行时间,间接减少了空调的用电量,可认为是另一种节能方式㊂(二)能量回馈技术的运用原理能量回馈器是运用能量回馈技术设计,专用于变频调速控制的电梯使用,是变频器制动单元专业化的一种产品;其主电路由IGBT 模块㊁保护器㊁LCL 滤波电路㊁整流桥㊁熔断器等电子元件组成(如右图),其中关键元件是IGBT 模块,由绝缘栅双极型晶体管芯片与续流二极管芯片通过特定的电路桥接封装而成的模块半导体产品;保护器是保证电梯节能系统安全运行必不可少的元件;LCL 滤波电路则由滤波电感和电容组成,能够有效阻止高次谐波进入电网,进而提高能力回馈器的电磁兼容性能㊂此外,由单片微机㊁可编程门阵列FPGA㊁外围信号采样器等组成的控制电路,确保能量安全可靠的回馈到电网㊂电梯专用能量回馈器原理图如国内某科技公司技术生产的最新型电梯专用能量回馈器,采用最新全数字化DSP 中央处理器,稳定性能好㊁抗干扰性能强;自诊断技术确保输出三相电压稳定无波动,使变频器安全运行不受影响;控制方式包含:PWM 电流跟踪控制技术㊁直流侧电压平衡控制技术㊁坐标变换矢量控制技术㊁瞬时电流检测技术;工方式为逆变回馈:将变频器的直流母线电压逆变成与电网电压同频同相的交流电压,再经滤波处理接入电网,实现能量回馈电网的目的,回馈有效成功率95%㊂在高层建筑㊁使用频繁的工况下,节能成效会更显然㊂此款新型能量回馈器有一特点特别说明一下,即具有电压自适应稳固控制回馈功能,可抑制驱动电梯的变频器对电网的高谐波干扰,使电梯在电网电压波动较大的时候能正常运行,在现实中价值突显㊂(三)能量回馈器节能试验数据为了直观的反映电梯在使用能量回馈器比使用制动电阻节能,我们在同一台电梯上对不同载重工况下进行了能耗测量(永磁同步电动机)㊂电梯工况参数表电梯在配置能量回馈器和制动电阻两种工况下,分别在0%㊁20%㊁40%㊁60%㊁80%㊁100%的额定载重情况下进行运行测试:电梯从最底层运行到最顶层,然后正常开关门,再从最顶层运行到最底层,累计600次运行,每种载重上下运行各50次,求平均值),采用专用功率测试仪器对电动机的功率进行测量㊂三㊁结论电梯能量回馈技术是一项节能效果明显的节能技术,尤其适用于高层建筑㊁运行频率高的乘客电梯㊂在实践运用中,能量回馈器具有改善机房环境延长电梯设备使用寿命;运行范围宽,可与不同品牌不同等级的变频器配置使用;节能功效突显,节电率可达25%~45%;提升电梯制动性能和舒适感等等优点,应用前景良好㊂参考文献:[1]白瑜峰.能量回馈技术在电梯上的应用分析和节能效果探讨[J ].广东建材科技风,2011(15).作者简介:徐高军(1984-),男,汉族,江苏如皋人,大专,助理㊂2水利电力科技风2018年7月。

浅谈电梯能量回馈装置的节能技术与应用作者：陈美瑜来源：《装饰装修天地》2016年第02期摘要：电梯是现代建筑的重点用能设备之一，电梯节能降耗工作存在较大潜力，将成为今后建筑节能改造重点对象。

能量回馈变频器是一种新型的、应用前景十分广阔的节能设备，文章主要探讨了电梯能量回馈装置的节能技术与应用，以供参考。

关键词：电梯;能量回馈装置;节能技术前言随着当今电子技术水平的不断进步以及新材料的涌现，使得节能这个话题可以从理论层面走到技术层面，影响着工业技术的革新和进步，能量反馈技术在设备中的应用就是诸多技术升级的案例之一。

以能量反馈在电梯中的使用为例，通过使用能量反馈技术，可以使电梯控制机房发热量减少，起到节约系统中由空调散热而产生的运行和维护成本，节能优势明显，并逐渐得到了市场的青睐。

下面我们就从能量反馈技术和能量反馈在电梯变频系统中的应用这两个方面来分别对其进行简要介绍。

一、电梯能量回馈装置概述1.能量反馈技术及其发展能量反馈又称为能量回馈，是一种通过使用变频器能量回馈控制系统将电动机产生的机械能反馈到电网的技术。

其主要的作用是将系统产生的机械能量再利用。

为了解决这类问题，各公司分别推出了用于能量反馈的变频器，其中有西门子公司已经推出的电机四象限运行的电压型交-直-交变频器、富士公司推出的 RHR 系列、Frenic 系列电源再生单元等，这些新设备为能量反馈技术的发展提供了新的营养，为能量反馈技术的应用创造了更广泛的范围。

2.能量反馈系统的构成及工作过程能量反馈系统主要由滤波电容、三相全桥、串联电感、外围电路组成。

系统的输入端连接着电梯变频器的直流母线侧，输出端连接电网。

在其进行工作的过程中，曳引机为电动状态时，开关器V1～V6将处于断开状态;当曳引机为发电状态时，产生的能量将累积在变频器直流母线侧，从而产生泵升电压，当直流母线电压超过启动有源逆变电路的工作电压并满足其他逆变条件后，其能量反馈系统将开始工作，并将直流母线上的能量反馈给电网。