浅议能量反馈在电梯节能技术中的应用

电梯一体化能量回馈原理及应用摘要：电梯作为一种垂直运输工具，在人们的日常生活中发挥着不可替代的作用。

随着电梯数量的不断增加，电梯能耗问题越来越受到人们的重视。

面对日益强化的资源环境约束，人们的危机意识不断增强，绿色低碳发展理念深入人心。

因此，利用能量回馈原理提高电梯的电能利用率具有重要意义。

关键词：电梯；能量回馈；原理；应用电梯作为一种高能耗的特种设备，人们在享受电梯带来便利的同时，电梯的节能问题也越来越突出。

而能量回馈技术是降低电梯能耗最具潜力的技术，它是将制动电阻原消耗的电能，通过逆变器转换为交流电能，送回交流电网进行再生运行或供附近其他用电设备使用，使电动机拖动系统单位时间内消耗的电能减少，以达到节约电能的目的。

一、电梯的概念依照电梯在实际生活中的运用及特征，电梯的含义分为广义和狭义。

狭义的电梯是指对规定楼层进行服务，具有轿厢等垂直或倾斜的升降设备，不包括自动人行道及自动扶梯等。

对广义的电梯而言，其主要是指具有动力驱动，可沿着刚性导轨进行运行的箱体或沿着固定的线路进行运行的梯级、踏步等，可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。

此外，按运行速度电梯可分为超高速、高速、快速及慢速几种类型。

同时，还可按用途的不同加以区分，如客梯、观光梯等，随着科技的发展，还出现了一些较为特殊的电梯，如立体停车场中所使用的电梯等。

二、能量回馈原理电梯作为垂直交通运输设备，其向上运送与向下运送的工作量大致相等，驱动电动机通常是工作在拖动耗电或制动发电状态下。

当电梯轻载上行及重载下行及电梯平层前逐步减速时，驱动电动机工作在发电制动状态下。

此时是将机械能转化为电能，过去这部分电能要么消耗在电动机的绕组中，要么消耗在外加的能耗电阻上。

前者会引起驱动电动机严重发热，后者需要外接大功率制动电阻，不仅浪费了大量的电能，还会产生大量的热量，导致机房升温。

有时候还需要增加空调降温，从而进一步增加了能耗。

电能回馈技术利用变频器交-直-交的工作原理，将机械能产生的交流电(再生电能)转化为直流电，再通过电能回馈技术将直流电逆变成交流电回馈到电网，供电网其他设备使用，从而使总耗电量下降，以起到电梯节能的目的。

能量回馈型节能电梯的应用分析与阐述摘要：在当前社会水平全面提升背景下，建筑行业得到了显著提升，在建筑物高度不断提升背景下，对电梯的应用也有了进一步增加。

在建筑工程中对电梯的应用为群众生活提供了极大便利。

特别是当前节能环保理念提出背景下，要想实现对能源资源的节约，就要加强对能量回馈型电梯的推广和应用。

传统电梯的应用方式是借助大功率电阻进行热能传送和耗散，而能量回馈型节约电梯则可以实现对部分再生资源的回收利用，通过相关技术处理可以在电网中进行有效应用，并为其他电器设备运行提供电能帮助，实现能源节约的目标。

为此，本文将对能量回馈型节能电梯的应用进行详细研究，希望对电梯运行中的能源节约提供有效帮助。

关键词：能量回馈型；节能电梯；应用随着当前社会发展水平的全面提升，电力能源问题逐渐成为了群众关注的重点问题。

特别是当前我国电梯应用数量提升背景下，电梯能耗问题也成为了研究的重点问题。

据不完全统计，由于我国电梯行业发展速度不断提升，全国电梯产量平均每年都在以百分之四十的速度进行增长。

并且一个普通的电梯每天的用电量可达到150度以上。

所以作为电能资源消耗大户，电梯节能降耗问题也成为了当前社会关注的重点问题，相关单位和工作人员只有进一步认识到当前问题所在，才能借助合理应对方案实现对问题的解决。

基于此，本文就将对能量回馈型节能电梯的应用展开进一步研究。

一、能量回馈型节能电梯的节能原理在发明电梯并对电梯进行使用后，电梯节能问题就始终与电梯技术的发展进行连接，比如电梯中所采用的电梯曳引机驱动技术、驱动控制系统和能量回馈技术在电梯中的应用，都是节能的重要表现。

要想进一步推进电梯节能目标的达成，就需要在电梯曳引机工作过程中对电能资源进行充分应用。

目前，基于该部分能量的处理，主要采用的就是能耗制动方式[1]。

也就是在工作中借助内置或是制动电阻的工作方式，将大功率电阻中对电能进行消耗。

这种工作方式很容易造成能源的无故流失，并且电阻在实际工作中也将产生大量热能资源，对电梯控制柜环境的提升将产生较大的负面影响，出现环境污染问题，这也违背了节能环保的目标要求。

工程技术浅谈电梯节能中能量回馈节能技术的有效运用文／胡松明摘要：本文介绍了能量回馈和电梯能量回馈技术及工作原理，以及回馈技术在电梯中的应用和电梯节能的必要性，以求在电梯设计中，使能量回馈得到更好的发挥，节约能源。

关键词．电梯；能量回馈；节能技术一、概述（一）能量回馈在电梯、矿山提升机、港口起重机等场合，都会出现负载势能、动能的变化。

通俗的说，提升机与起重机在下放重物的时候，势能会变小，而当离心机设备停机的时候，动能则会变小。

由能量守恒定律我们可以知道，能量是守恒的，它不会无缘无故的消失不见，而是通过电机转换成为了再生电能。

实际上，在使用变頻调速的那些设备里，这部分电能大多数都是因为能耗制动电阻变成了热能而流失。

设想如果能够有一种装置，将这部分再生电能利用起来回送到电网，那么就可以省下这部分电能，起到节能降耗的效果，能量回馈装置就是这样一种产品（二）回馈节能基本原理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为电能（再生电能），并且回送给交流电网，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减少，从而实现节电的目的。

、电梯能量回馈技术及工作原理〔一）能量回锖枝术能量回馈技术，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。

同时，把逆变后的交流电回馈到电梯周边局域网中再次利用的一个过程。

〈二）工作原理实际上，电梯运行的过程是一个电能和机械能转换的过程，如果电梯需要重载上行或者是轻载下行，此时，就要给电梯提供足够的能量，这样一来才能够加大机械势能，然后，电梯通过曳引机把电能转换成机械势能，曳引机就处于一个耗电状态；如果电梯需要轻载上行或者是重载下行，此时，就要降低机械势能，电梯的机械势能由曳引机转换成电能，此时，曳引机就处于一个发电状态。

在曳引机进行发电的时候，产生的电能一定要进行及时的处理，否则的话，会对曳引机造成损耗：．常规的做法是涌过制散热电阻把发的电转化的热能散发到空气中，这就造成电梯机房的温度很高，通常需要安装空调和排风机来降温0能量回馈技术的应用就是替代制动单元和制动电阻，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和电网电压同频同相的交流电压，再经过多重噪声滤波环节之后连接到交流电网，实现绿色吓环保、节能的目的。

电梯能量回馈器节能技术的若干思考中国作为世界上电梯第一使用大国，2012年底电梯使用量达240余万部，以每部电梯平均每天用电60度算，每年耗电将达526亿度，占了整个三峡电站年发电总量（三峡年均发电量为847亿度）的一半还多。

所以如何让电梯节能，已成为世界电梯业界的研究课题。

一、现阶段我国电梯能量回馈器节能技术的现状目前，中国使用的电梯中只有3%左右的超高速电梯由于要达到快速制动的要求，自身已采用能量回馈控制系统，并且只有从国外纯进口的电梯才有能量回馈功能。

只要在国内生产的电梯，则100%都没有采用能量回馈技术。

电梯要节电，核心是如何将处于发电制动状态电动机输出的电能利用起来。

能量回馈器的作用就是能有效的将电容中储存的电能回送给交流电网供周边其它用电设备使用，节电效果十分明显，一般节电率可达21%-46%。

此外，由于无电阻发热元件，机房温度下降，可以节省机房通风设备或空调的耗电量，在许多场合，节约空调耗电量往往会带来更大的节电效果。

二、制约电梯节能技术发展的因素我国虽贵为电梯生产及使用数量第一大国，但在电梯节能方面却几成空白。

经笔者考察及市场调查与分析，其主要有以下几个方面的因素原因。

一是价格因素。

据了解，同样吨位的电梯，节能效率占优的无齿轮电梯售价比普通电梯要高出10%左右，虽然这部分价差经过一个季度的运行之后即可在电费中节省下来，但是房地产商往往不愿意为消费者承担这部分成本，因为电梯的安装成本要计算在建筑成本之内，而电梯运行的电费是由消费者自行支付。

宾馆、商场的开发商也存在同样心理，所以使用节能电梯积极性不高。

其次是国家产业标准缺位。

据了解，目前国家强制执行的电梯质量标准是电梯安全标准，并没有对电梯节能项目进行强制性规定。

各省的特种设备检验机构对电梯的全面检测多达90多项，定期检查也有50多项，均是对电梯的安全性能进行检验，没有一项与电梯节能有关。

由于没有强制性的电梯节能标准，国家也没有出台权威的节能指标来对电梯的节能性能进行检测，因此目前节能电梯产业尚无统一的产业标准。

MDBF能量回馈单元在电梯行业的应用一、电梯能耗的现状据中国电梯协会提供的信息显示，全国在用电梯总保有量已超过90万台，成为世界上电梯总保有量最多的国家。

而且，随着我国城市化进程进入快速发展期，每年都将有超过15万台新增电梯（新增电梯数量世界第一）投入使用。

电梯作为交通工具，已经成为人们日常生活不可缺少的一部分。

电梯运营离不开电能，一般正常使用的普通电梯，每天用电量大约在30度至150度之间，如果按照一部电梯每天用电80度计算，每年耗电量达29200度。

由此可见，电梯能耗已经成为建筑能耗的重要部分。

电梯在使用过程中，有电动运行与发电运行（也叫制动运行）两种状态。

其中的发电运行状态会产生一部分能量，我们称之为再生能源。

目前市场上使用的电梯（除进口高速电梯之外，约占总量的2%）将再生能源消耗在制动电阻上，在浪费这些能源的同时，也造成了电梯控制柜的发热。

如果将这部分再生能源收集起来，每年节约的电能相当可观。

我们简单计算一下，一般使用能量回馈装置来收集电梯再生能源，可以节省15%～45%的耗电量。

按照平均20%的数据计算，如果全国的电梯都安装了能量回馈装置，每年可以从电梯中回收52.56亿度电。

这个数字是什么概念呢？我们看一下，据中国水利网数据，国家黄河小浪底水电厂每年发电量平均为51亿度，也就是说，全国的电梯使用能量回馈装置来收集电梯再生能源，相当于又造了一个小浪底水电厂！使用能量回馈装置收集电梯再生能源，同时也降低了电梯运行中的发热量，将大大降低电梯控制系统的故障率，延长使用寿命。

21世纪能源将日益紧张，我国又是能源消耗大国，节能势在必行。

因此，使用能量回馈装置收集电梯再生能源是利国利民的一件好事，是造福子孙后代的大事！二、电梯能量回馈节能原理图1所示的是四层电梯示意图，从图中可以看到，电梯的轿厢与电梯配重连接在钢丝的两端，悬挂于电梯驱动电动机上。

当电动机正向或者反向旋转时，轿厢会相应的上行或者下行，实现了电梯运送乘客或者货物的目的。

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。

能量回馈技术在电梯上的应用分析和节能效果探讨文章从能量回馈技术入手，探讨了该技术在电梯节能中的实际应用，并对有源能量回馈器在电梯节能方面的效果和推广电梯节能的必要性进行了分析和介绍，以达到节电和改善系统运行环境的目的。

标签：能量回馈器；节能；电梯前言随着经济的快速发展，电梯的使用也越来越普遍，当然由电梯消耗的电能也日益增多，如何节约资源，降低能耗是我们研究的重点。

使用能量回馈型节能电梯还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。

1 能量回馈技术的分析与研究1.1 能量回馈技术的特点能量回馈技术在国内已经有了研究和发展，并且有与之相关的产品问世。

能量回馈系统中的拓扑结构，由于其功率开关的器件不同而可以被分为全控器件型结构以及半控器件型结构两大类。

全控型器件，如IPM、GTR、IGBT或MOSFET 的结构特点为动态响应迅速、集成度和开关频率高，并且利用这类全控型器件还能够使系统的效率大大提升。

半控器件型结构又称晶闸管型器件结构，这类结构中的晶闸管具有超强的耐浪涌冲击、耐流和耐压能力，这是比全控型功率器优越的地方，并且价格较低，保护和驱动电路简单。

1.2 能量回馈技术的节能原理有源能量回馈器主回路结构主要由滤波电容、串联電感、三相IGBT全桥和外围电路组成，如图1。

电梯变频器的输入端和有源能量回馈器的输出端相连，有两个隔离二极管VD1和VD2与输入端相串联后与变频器的PN 线相接。

图中虚线框内的控制电路的软件设计冗余度高，该电路是由外围信号采样器以及单片微机可编程逻辑芯片组成的，这种设计和结构能够使控制电路自动地识别三相交流电网的相位、相序、电流及电压的瞬时值，确保直流电可以立即回馈到交流电网，有序地控制智能功率模块即IPM 的工作状态。

该有源能量回馈器的功能，如图2。

电梯节能在电梯技术的研究和发展中一直被广泛关注，主要有关于电梯驱动控制系统、能量回馈系统和电梯曳引机驱动技术方面的节能。