能量回馈技术在电梯上的应用分析和节能效果探讨
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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。
双PWM控制能量回馈在电梯系统应用摘要:随着我国城市建设的发展,高层建筑的越来越多,对高性能电梯的电力拖动系统提出了新的要求。
更加舒适、节能、可靠和精确有效的速度控制是其发展方向。
本文针对双PWM能量回馈控制技术在电梯控制系统中的应用进行了分析。
关键词:电梯传动;双PWM;控制技术;能量回馈电梯是高层建筑中耗电量较高的设备之一,其用电量远远高于照明和供水的用电量,仅次于空调的用电量。
同时由于全球能源紧张问题日益突出,人们对电梯能耗的关注越来越大。
深入强化节能减排是应对能源短缺问题的重要措施之一,是人类可持续发展的必由之路,因此节能绿色环保的电梯成为电梯业的发展趋势。
电梯是一个带有平衡对重的曳引系统,主要依靠电动机提供动力。
电梯节能主要有以下几种途径:(1)采用永磁同步无齿轮曳引机和变频器调速取代异步电动机调压调速,以提高电动机运行效率达到节能。
该方法具有一定的节能效果,但没有利用电梯运行过程中产生的电能。
(2)将电梯运行过程中产生的电能通过逆变装置回馈给交流电网,使电动机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降。
该方法可以充分利用电梯的再生能量,具有较好的节能效果。
1 能量回馈控制系统设计1.1 能量回馈原理电梯在运行的过程中有时处于耗电状态,有时处于发电状态。
根据能量守恒定律,当电梯空载下行、轻载下行或重载上行时,电梯处于耗电状态,这时电能转化为载荷的位能;当电梯处于空载上行、轻载上行或重载下行时,电梯处于发电状态,这时载荷的位能转化为电能。
这些所产生的电能存储在一个电容中,随着时间的增加电容中蓄积的电能越来越多,电容电压越来越高,如果不及时把电容储存的这些电能释放掉,可能会导致电梯无法正常运行。
传统的电梯大都采用能耗制动方式,用大功率电阻以热能形式将这部分能量消耗掉。
该方法虽然简单,但浪费能量,降低了系统的效率,同时电阻发热还会影响系统其他部分的正常工作。
而节能电梯将这部分再生电能通过逆变元件处理后反馈到电网,供电梯或其他电器设备使用,从而达到节能目的,这就是能量回馈的基本原理。
电梯能量回馈装置的节能性研究摘要:电梯的运行是一个系统且对稳定性和安全性的要求较高的工作,在持续应用的背景下,电梯运行的总体能量消耗也是相对较大的。
通过辅助装置的安装达到电梯能量回馈的目的,是现代电梯运行状态所追求的主要目标,电力能量回馈装置的结构和运行状态直接影响着装置的节能效果,因此,需要结合具体的运行系统和能量回馈装置的结构对节能效果进行分析,为在运行过程中取得更好地节能效果提供支持。
关键词:曳引电梯;能量回馈;节能分析0 引言回馈装置实际上是对能量实现二次循环利用的先进技术性装置。
在节能环保和可持续发展作为基本要求和基本政策提出的大背景下,各行各业在工作开展中都应当重视节能降耗的问题,通过引进先进的技术和设备达到提高节能效果的目的,而且对于资源的最大化利用也是降低运行成本的一种关键性措施。
对于本文研究的电梯能量回馈装置而言,要想充分发挥其作用,就需要对装置的基本结构、运行原理以及运行线路上各个装置的功能发挥要点进行全面的了解。
从本质上来说,电梯运行的过程本身就是一个能量相互转换的过程。
具体的能量转换形式为重力势能以及电能之间的转换。
能量回馈装置的工作状态也具有一定的系统性,主要是依托变频器装置实现将直流侧储存在电容中的电力资源向交流电的方向转变,当直流电转变为交流电后,电力资源就具备了二次应用的价值,这部分交流电可以通过直接反馈的形式回归到电网系统中[1]。
在整个系统中,电路上锁包含的装置设备有二极管、串联电感设备、三相IGBT全桥以及滤波电容。
在连接方式上,是将回馈装置的输入端与变频器的直流电源母线进行连接发挥作用的,另外,为了消除其他设备和整个电力系统网络的干扰作用,还需要在线路内部装上扼流电抗器。
当对装置本身的运行状态有了整体上的了解,才能为进一步的节电率测试工作提供便利。
1.电梯的四象限运行在曳引驱动电梯的工作过程中,电梯的额定载重量、对重重量、轿厢自重之间的关系为:其中,为轿厢自重,为对重重量,为电梯的额定载重量,为电梯的平衡系数。
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。
电梯能量回馈装置原理及检验内容探讨摘要:近年来房地产热潮以及国家大张旗鼓的基础设施建设,带动了电梯业的发展。
本文通过对电梯节能枝术基本原理的研究和对一种典型电梯能量回馈装置的检测,分析了电梯节能的实际效果,提出了电梯节能的必要性。
关键词:电梯;能量回馈装置;原理;检验内容。
一、前言随着我国经济的快速发展,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。
在全球性能源紧缺,世界各国、各行、各业都在提倡绿色节能的今天,做好电梯的节能降耗意义重大。
能量回馈技术节能效果明显,因此,针对电梯能量回馈装置原理及检验内容进行深入的研究和探讨。
二、能量回馈技术的分析与研究1.电梯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、串联电感、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。
由于电梯在启动运行达到最高运行速度后具有最大的机械动能,电梯到达目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止,这一过程电梯就会释放机械动能。
同时,曳引式电梯还是一个势能性负载,轿厢载重与对重装置之间有质量差时,电梯运行时会产生机械势能,特别是当电梯空载上行和电梯满载下行时均会释放出大量的机械势能。
对于采用变频变压调速的电梯,运行中释放的机械能(含位能和动能)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,如不及时释放电容中储存的电能,就会产生过压保护,最终导致电梯停止运行。
能量回馈制动装置在自动扶梯上的应用摘要:自动扶梯作为一种方便快捷的运输工具,已经越来越多地出现在众多的公共建筑中,尤其在宾馆、商厦及地铁车站的建设中,自动扶梯的使用呈明显上升的趋势。
出于安全与方便的考虑,大部分的自动扶梯都是在每天开始营业时就启动扶梯,直到下班或规定时间才停梯,因此在某一段相当长的时间会出现扶梯空载运行,造成资源的浪费及不必要的机械磨损。
本文分析了能量回馈制动装置在自动扶梯上的应用。
关键词:能量回馈制动装置;自动扶梯;应用;能量回馈技术不仅有助于提高自动扶梯产品的舒适性、安全性和可靠性,还能在很大程度上降低扶梯的运行能耗,提高其电气系统的电磁兼容性(EMC),减少对环境的负面影响,从而使自动扶梯产品能更加符合节能环保的要求。
因此,能量回馈技术受到众多自动扶梯制造和使用单位的青睐。
1 自动扶梯能耗分析大多数自动扶梯驱动系统的核心是一个交流(AC)感应电机,尽管交流感应电机是可靠的动力源, 许多终端用户却不知交流电机在载荷较轻时,其效率很低。
由于大多数交流电机固有的设计, 交流电机20%~ 40%做的是无用功, 这部分能量常常以热量的形式白白被浪费掉。
在谈节能方式之前, 首先对自动扶梯的电机能耗进行分析,电动机在正常运行状态下的功率损耗主要有3 个部分:即定子铜耗定子铁耗和转子铜耗,由于转子中的电流频率很低, 因此转子的铁耗较小, 可以忽略不计, 另外, 机械损耗和附加损耗也是较小的将可其忽略,而定子铜耗和转子铜耗分别与定子和转子中的电流的平方成正比, 因此, 减小电流将显著降低这两种损耗。
至于定子中的铁耗, 包括磁滞损耗和涡流损耗, 两者都近似地与电源频率成正比, 与铁芯中的磁感应强度的平方成正比由此可见, 减小频率和降低铁芯磁通密度将会显著降低定子铁耗。
2 能量回馈制动装置在自动扶梯上的应用2.1 基本原理。
能量回馈技术即能量回馈单元采用双PWM 控制和矩阵变换器的一体化技术。
一是当电机处于拖动状态时,能量由交流电网经整流器中间滤波电容充电,逆变器在PWM 控制下将能量传送到电机。
图1 电梯保有量能量回馈技术是实现电梯节能的有效措施之一,在人流量大、额定功率大、速度快、和载重大的电梯中节电效果更加明显,而大型办公楼和商场的电梯通常符合这些特点。
不同类型建筑的电梯使用情况不同,本文中能量回馈装置实测结果可用于补充购物中心的电梯能耗数据,为不同类型建筑的电梯节电策略提供有效的数据支撑。
电梯及电梯回馈装置技术原理电梯的基本构造曳引式电梯在市场上的类型很多,其电路或电梯能量回馈装置的应用实例分析图2 电梯的基本构成电梯可以从功能上划分为八大系统,即曳引系统、轿厢系统、门系统、重量平衡系统、安全保护系统、导向系统、电力拖动系统和电气控制系统,且每部分都由不同的部件组成,主要系统具体介绍如下。
(1)曳引系统。
曳引系统主要起驱动作用,带动电梯上下正常运行,由曳引机、钢丝绳、导向轮、轿厢反绳轮、对重反绳轮组成。
驱动轿厢及对重上下运行时,由曳引机通过曳引轮绳槽与曳引钢丝绳之间的摩擦力使曳引钢丝绳产生曳引力,曳引钢丝绳经导反绳轮将轿厢和对重连接,并带动其上下运行。
轿厢到达指定位置后,通过曳引机制动器保持轿厢和对重位置不变。
若曳引系统发生故障,会造成电梯停止、电梯门不受控制、突升、突降等危险状况发生。
因此,及时维护可以有效预防危险情况的发生。
(2)图3 电梯回馈系统电路原理图动阶段,如图4所示。
随即对应电梯基本运行规律为启动-稳定速度运行-制动。
楼层的高度与运行时间直接相关,并决定稳定速度运行的时间。
楼层越低稳定速度运行的时间就会越短,甚至可能为0秒。
图4 电梯运行曲线示意图根据上述的运行过程可将电梯运行能耗分为启动能耗、匀速能耗和制动能耗。
电梯运行的行程和载荷直观影响着传统曳引电梯的能耗。
电梯总能耗影响因素根据电梯在具体工况下的运行特点将能耗分为启动能耗、匀速运行能耗、制动能耗,开关门能耗、待机能耗和轿厢内的能耗,包括照明、风扇、空调和显示装置的能耗等。
对上述各部分能耗测量的总和即为电梯的总能耗。
能量回馈器在电梯上的应用广州广日电梯工业有限公司 尹 政[摘 要]随着工业现代化生产规模不断扩大和人们生活水平不断提高,电能供需矛盾日益突出,节约电量的呼声日益高涨。
城市里的电梯现在越来越多,在对酒店,写字楼等的用电情况调查中,电梯的用电量仅次于空调用电量,远高于照明,供水等的用电量。
因此,电梯的节能具有重要的社会意义和经济效益。
能量回馈器是将电梯运行于发电状态时发出的电能反馈回电网的装置,达到环保节能的作用。
能量回馈器适用于使用变频器变频调速的电梯上,具有通用性。
[关键词]能量回馈器 电梯 节能 环保 中国电梯协会提供的信息显示,2005年中旬全国在用电梯总保有量已达到60万台,位居世界第三位,并以每年10万台左右装机量高速增长。
预计到2008年后我国电梯总保有量将超过美国,跃居世界第一。
若按每台功率为15千瓦,若按每台每日实际工作3小时计算,至今全国约80万台电梯一天的耗电量约为3600万度,全年耗电131亿度,相当于一个中等规模城市一年的总用电量。
“会发电”的电梯,无疑将大幅度减少用电量,明显缓解用电紧张。
一、能量回馈器原理电梯要节电,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。
垂直升降电梯其电动机拖动负载旋转运动即具备了机械动能,如果而电动机拽引上、下运动的负载又具备了位能。
当电动机拖动负载减速运动时,其机械动能将释放出来,当位能性负载下降运动时(位能减少),其机械位能也将释放出来,如果能有效的将这两部分机械能转换成电能并回馈再生利用,就可达到节约电能的目的。
一般情况下,当电动机处于发电状态(即电梯非平衡上下运行或减速到站时),能量将在滤波电容上累积,产生泵升电压,如果泵升电压过高,就会威胁电梯控制系统的安全。
目前国内使用的电梯在控制泵升电压方面采用最简单的方法是:泵升电压产生后,在直流母线之间接通一个能耗电阻,将能量释放。
如果电梯制动频繁或经常处于非平衡状态上下运行,则能量浪费严重;同时电阻发热,导致环境温度升高,将会影响电梯控制系统的可靠运行,缩短电梯的使用寿命。
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。
能量回馈技术与应用范例一、技术简介在电梯、矿山提升机、港口起重机、工厂离心机、油田抽油机等许多场合,都会伴随着负载势能、动能的变化。
比如,提升机、起重机等在下放重物时势能会减小,离心机设备在停机时,动能会减小。
而由能量守恒定律我们知道,能量是不会凭空消失的,那么这部分能量通过电机转换成为了再生电能。
实际上,在采用变频调速的设备里,这部分电能一般是通过能耗制动电阻再转换为热能浪费掉了。
如果能够有一种装置,将这部分再生电能利用起来,那么不是可以省下这部分电能,起到节能降耗的效果吗?能量回馈装置就是这样一种技术。
它使用的电力电子变换技术,其主要实现的作用就是将上述设备在运行过程中所产生的再生电能利用起来,并转换为所需的电能再利用,起到节电的效果。
二、能量回馈技术基本原理该技术将运动中负载上的机械能(势能、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,供自身或其它用电设备使用,使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降,从而达到节约电能的目的。
能量回馈装置的作用就是能有效的将电动机的再生电能高效回送给交流电网,供周边用电设备使用,节电效果十分明显,一般节电率可达15%~45%。
此外,由于无电阻发热元件,机房温度下降,可以节省机房空调的耗电量,在许多场合,节约空调耗电量往往带来更优的节电效果。
但是,现行的国家电网不允许零星的再生电力回馈给公共电网,所以,现阶段的能源回馈装置产生的电能都是供给自身或周边的电器使用。
三、实践范例——电梯的能量回馈装置介绍1、技术背景随着现代化工业的高速发展,能源紧缺已成为日益突出的世界性问题。
我国近年来电能供需矛盾也日益突出,节能已成为中国经济生活势在必行的选择。
作为现代建筑最大“用电老虎”之一的电梯,已成为节能研发的首选。
据中国电梯协会提供的信息显示,截止到2008年年底,我国电梯的保有量已达到115.3万台,居世界之首。
而且,随着我国经济生活进入高速发展时期,电梯的使用量还在以年均15%—20%的速度递增。
最新【精品】范文参考文献专业论文浅谈能量回馈系统在电梯中的运用浅谈能量回馈系统在电梯中的运用【摘要】:随着社会经济和科技的高速开展,楼宇自动化也日趋完善,采用形式也逐渐增多,电梯的数量也相应的增多,本文旨在对电梯根本构造原理进行介绍分析,并对其控制系统中的能量回馈原理结构进行探讨。
【关键词】:节能;电梯根本构造;控制系统中能量回馈的应用;[Abstract]:Withtherapiddevelopmentofsocialeconomyandscienceandtechnology, building automationhasbecomemoreperfect,theformalsograduallyincreased,acorrespondingincrease inthenumberofelevators, this paperistointroducethebasic principle ofelevator, andthecontrol systemofthe principleofenergyfeedbackstructure.[Keyword]:energysaving;thebasicstructureoftheelevatorcontrolapplication;energyfeedbacksyst em;中图分类号:TU229文献标识码:文章编号:节能环保是我国当前提倡的具有现实意义的一样根本国策。
在电梯行业日益竞争剧烈的今天,采用新技术,速度更快,载重量更大虽然是最能突出产品优势的几大方面,但是不可否认,电梯投入使用后的经济性和环保性也是电梯采购时必须考虑的因素。
一、电梯根本构造和运行现状。
1.电梯的根本构造现在电梯主要由曳引机系统、导向系统、轿厢系统、门系统。
重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、平安保护系统等组成。
这些局部分别安装在建筑物的井道和机房中。
通常采用钢丝绳传动,钢丝绳绕过曳引轮,两端分别连接轿厢和对重,曳引机驱动曳引轮使轿厢升降。
浅析电梯控制系统中能量回馈的应用摘要:随着当今社会的经济与高科技的飞速发展,高层建筑也随之越来越多,电梯的数量也相应增多,本位旨在对电梯的原理进行分析,并对其控制系统中能量回馈应用进行探讨。
关键词:电梯电梯控制系统能量回馈应用电梯控制系统(Elevator control system)主要是指电梯的拖动与控制系统,它经历了由简单到复杂的演变,目前的电梯拖动系统主要在单、双交流电动机拖动系统、交流电动机定子调压调速系统等一系列拖动系统中得到广泛应用。
由于电梯的耗电量是建筑物各种耗电设备中消耗最多的设备之一,且远远高于照明以及供水等设施的耗电量,仅次于空调的用电量。
由于全世界能源高度紧张,电梯的耗电量则越来越被人们所重视,因此,电能的节约是人类能源问题的重要解决方式之一,节能的电梯将成为电梯行业的主要发展趋势。
电梯的基本工作原理其实电梯的主要构造原理是一个在上下两端分别固定的载重厢和配重的定滑轮组,引擎是一部电动机。
电动机有规律性的按照不同方向旋转致使载重厢相应的上行下行,从而达到了运载乘客以及货物的目的,在电梯控制系统中,对电动机起驱动作用的装置是变频器。
一般电梯的平衡系数在45%左右,当载重厢承担额定载重量的45%时,载重厢与电梯的配重装置重量则保持持平。
电梯的运行课分如下几种情况。
1、当载重厢或者电梯配重重量较大的一边处于下降状态时,此时的发动机处于发电状态,是整个系统释放重力势能的过程。
这就好比一辆满载货物的卡车下坡的过程,发动机根本不必过于吃力的运转,或者可以关闭发动机也能做到顺势而下。
2、当载重厢与电梯配重装置重量相对大的一边处于上升状态时,此时发动机处于电动工作状态,并需要大量电能的消耗,此时系统的势能不断增加,犹如一辆满载的卡车走上坡路的阶段,汽车的发动机必然要加大运转力度,使车身能够顺利通过上坡路。
3、当电梯即将达到目标楼层时,会出现减速制动,此时的电动机处于发电状态,原因在于此时的系统正在释放动能,犹如汽车疾驰之后的减速制动,由于疾驰之后形成惯性,发动机的紧张运转可以得到缓解。
电梯能量回馈装置原理及检验内容探讨摘要:随着社会的快速发展,社会经济水平的不断提升,人们的生活以及工作需要得到越来越完善的保障,电梯作为一种重要的交通工具,在人们的生活以及工作中发挥着重要的作用,随着社会的进一步发展,电梯技术也在不断发展,特别是在电梯运行的节能方面,做得越来越好。
相比较传统的电梯设备,现在使用的带有能量回馈的永磁同步无齿轮电梯在节能方面做得更好,同步无齿轮有能量回馈的电梯,节能效果更为明显。
随着科学技术水平的进一步发展,电梯能量回馈技术也在不断完善,这表示电梯的发展已经到了一个起的阶段,所以本文围绕电梯能量回馈装置的原理以及检验内容展开了一系列的探讨,首先就能量回馈装置的原理进行了分析,然后分析了回馈装置性能的检验。
关键词:电梯;运行;节能;能量回馈装置;原理;检验内容1.前言电梯能量回馈装置在现今的电梯设备中应用比较广泛,为了充分发挥能量回馈装置的作用,需要就电梯能量回馈装置的原理以及检验内容进行详细的探讨,进行检测平台的有效研制,就能量回馈装置的基本的原理以及检验的内容进行分析,就能量回馈装置平台的组成进行分析。
检测平台主要有可编程调节的直流电源,交流电源以及RLC负担分别模拟直流母线电源,电网的具体特性等,结合电梯能量回馈装置的特带你,检测的内容需要将装置的电气性能检验,电磁兼容测试等项目充分包含在内。
2.能量回馈装置原理目前电梯中使用最广泛的调速方式是交流调频调压调速,它将交流电经整流后变成直流电,再按一定的关系将直流电逆变成给定的电压和频率的交流电给曳引机,它的调速性能好能耗相对较低,带能量回馈装置新装电梯绝大部分使用该方式控制。
电梯的速度越快,提升高度越高,回馈器回送电网的能量越多,分析计算和样机实测表明,最高的节电效率达15%~35%。
2.1电梯的能耗特性电梯的拖动实际就是对曳引电动机实行正反转及速度控制,但由于电梯的对重平衡了轿厢及部分负载的重量,因此对电梯的电动机来说,上行或者下行时它可能不需要做功也可能需要做功。
能量回馈技术在电梯上的应用分析和节能效果探讨
摘 要: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。
关键词: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、串联电感、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。电梯节能的关键是收集和利用电梯曳引机在发电的过程中产
生的电能。现阶段处理这部分能量的方法是采取能耗制动,也就是
在大功率电阻中利用外加的或者内置的制动电阻消耗电能。这样由
电阻而产生的热量不仅对电梯控制柜周围的环境造成污染,而且还
会造成能量的损毁。有数据统计,25%至35%的电梯用电总量被制动
电阻消耗了,有源能量回馈系统的功能是把制动电阻消耗的电能逆
变转化成交流电,而后回输到电气设备中或附近的电网中继续利
用,通常能量逆变的效率为85%左右。由此得出,电梯能量回馈系
统可以节约21%至30%的能量,而且节能的效果会随着电梯速度的
加快和楼层增高而提升。
2 有源能量回馈器在电梯节能方面的应用分析
能量回馈技术通常在高速电梯和超高速电梯上被运用。高速电梯
及超高速电梯因快速制动会产生泵升电压,而一般的外加制动电阻
的能耗制动却无法立即将其控制,此时就会造成电极的绝缘、电解
电容和开关器件的损坏,甚至整个系统的安全都会因此受到威胁。
2.1 能量回馈节能技术在电梯节能中的实践应用
制动高速电梯和超高速电梯制动时,如果使用一般的外加制动电
阻,消耗的能量会很多,并且电阻的发热现象也会很严重。改善发
热和系统制动的问题是能量反馈技术在高速电梯和超高速电梯上
得以运用的关键。大多数中低速电梯采用能量回馈技术没有很大的
意义,因为它们使用的是蜗轮蜗杆减速的驱动主机,然而这种主机
反传动的效率不高。目前,在中低速电梯上运用永磁同步无齿传动
技术是为能量回馈技术的使用奠定基础。现在很多电梯公司都已经
陆续发现了在中低速电梯上运用永磁同步无齿传动技术的重要性,
并开始关注。
2.2 电梯运行过程中的能量流动
电梯通过变频调速达到最高运行速度后,此时电梯的机械功能最
大,而电梯若要抵达目标层,则需要逐渐减小运行速度至电梯静止,
整个过程电梯进行了机械能的释放。在整个过程中,电动机能够利
用变频调速器把机械能转化为电能在直流环节变频器的大电容中
存储,而大电容的容量也是有限的,由机械功能转化而来的电能也
会发生满溢事故。然而,若没能及时地释放储存在大电容之中的电
量,则也可能发生电容过压现象。电梯这一势能性负载由对重平衡
块与载客轿厢构成,可以均匀地将负荷拖动。欲使对重平衡块与轿
厢的质量平衡,那么此时的轿厢载重量就要保持在50%左右,在电
梯运行的过程中,若没有达到这种情况则对重平衡块与轿厢之间就
会产生机械势能和质量差。电梯质量较重的装备在下行的过程中,
机械势能会逐渐减小,这部分变化的机械势能经电动机被转化成为
变频器直流环节大电容器储备的电能。电梯质量较重的装备在上行
的过程中,机械能增大,这部分能量是通过电动机由电网的电能转
化而来。
3 推广电梯节能的必要性
目前,存在着持续性的、全国范围的电能紧张问题,我国经济的
发展受能源问题的制约,为此党中央和国务院提出把节约放在首位
的经济工作任务,构建节约型的消费与产业结构。能量回馈型节能
电梯绿色环保,它可以改善环境,利用特定的回馈装置把电梯在运
行时产生的再生制动能量回收到电网,确保源侧电流是标准的正弦
波波形,而且免维护、高效率的无齿轮曳引机的使用,使电梯无需
加油,是真正的绿色产品,不仅保护环境,而且节能。我们可以针
对全国电梯耗电量假设性地估算一下,如果全国实际运行的有100
万台电梯,单位数量的电梯每日运行3小时,单台电梯消耗的功平
均为15千瓦, 则一天中全国所有电梯的功耗为4500万度,一年
的功耗可至160亿度,大约为中等城市全年的居民生活和工农业生
产的用电量之和。然而,若应用节能电梯,且电梯都采用能量回馈
技术,则全年的节电量就可达到65亿度。
4 结束语
现阶段在国内的电梯行业领域,会投入大量精力在乘感舒服度与
外观的装潢方面,而对于节能问题的研究较少,几乎找不到有什么
法规可以对其能耗有所规制,仍然有很多电梯使用超过了10年,
而且非常耗能的老旧电梯扔在使用中。能量回馈型节能技术在电梯
节能的实际应用中举足轻重,节电效果显著,能为我国带来巨大的
社会效益与经济效益,从而为我国政府构建节约型社会贡献力量。
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