國內(nèi)電梯節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀
發(fā)布日期:
2018-12-12

  電梯節(jié)能設(shè)備供應(yīng)商提醒您:隨著社會的快速發(fā)展,社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升,人們的生活以及工作需要得到越來越完善的保障,電梯作為一種重要的交通工具,在人們的生活以及工作中發(fā)揮著重要的作用,隨著社會的進(jìn)一步發(fā)展,電梯技術(shù)也在不斷發(fā)展,特別是在電梯運行的節(jié)能方面,做得越來越好。相比較傳統(tǒng)的電梯設(shè)備,現(xiàn)在使用的帶有能量回饋的永磁同步無齒輪電梯在節(jié)能方面做得更好,同步無齒輪有能量回饋的電梯,節(jié)能效果更為明顯??茖W(xué)技術(shù)水平的進(jìn)一步發(fā)展,電梯能量回饋技術(shù)也在不斷完善,很多優(yōu)于現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)的電梯也將成為電梯行業(yè)發(fā)展的熱點和趨勢。


  推進(jìn)我國電梯節(jié)能的必要性


  推進(jìn)我國電梯節(jié)能工作刻不容緩。在相同時間內(nèi),電梯運作的次數(shù)越多,其消耗的電能也就越多,其能量最高節(jié)約可達(dá)70%。我國目前的節(jié)能電梯技術(shù)在某些方面已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平,但我國的電梯節(jié)能技術(shù)和手段與發(fā)達(dá)國家相比,存在的差距還很大,其主要體現(xiàn)在:

  (1)電梯節(jié)能工作的起步較晚,工程基礎(chǔ)較弱;

  (2)節(jié)能電梯的普及率還很低;

  (3)國家標(biāo)準(zhǔn)中沒有電梯節(jié)能方面的強(qiáng)制性規(guī)定,也沒有權(quán)威的電梯節(jié)能標(biāo)準(zhǔn);

  (4)電梯節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用欠缺,需要政策導(dǎo)向和法律法規(guī)的支持;

  (5)用戶在采購電梯時,主要考慮電梯的安全和價格因素,不愿意選擇價格較高的節(jié)能產(chǎn)品;

  (6)人們對電梯在認(rèn)識、使用、選擇上仍然存在一些誤區(qū)。


  電梯節(jié)能技術(shù)的可行性分析


  電梯控制需要有電機(jī)拖動負(fù)載運行,而電梯負(fù)載是由載客轎廂與配重裝置等系統(tǒng)構(gòu)成,可以看作位能性負(fù)載。電機(jī)一側(cè)為載客轎廂,一側(cè)為配重,電機(jī)運行過程中拖動兩邊的物體,從而發(fā)生電能和機(jī)械位能的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)載客轎廂重量超過配重重量時,電機(jī)拖動負(fù)載向上運動過程中,電機(jī)做功,從而將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械位能;當(dāng)電機(jī)拖動負(fù)載向下運動過程中,負(fù)載重力做功,從而將機(jī)械位能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)配重重量超過載客轎廂重量,電梯下行時電機(jī)做功,會將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械位能;電梯上行時重力做功,機(jī)械能也會進(jìn)行釋放,如果沒有對這部分能量加以利用,機(jī)械位能會轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)電梯載客轎廂重量和配重重量不平衡時,都會發(fā)生機(jī)械位能向電能的轉(zhuǎn)化,這個過程會對電梯控制的變頻器造成影響,轉(zhuǎn)化后的電能會在變頻器濾波電容上進(jìn)行累積,由于電容儲能容量有限,容易累積過電壓,當(dāng)累積超過電容容納值的極限時,容易導(dǎo)致變頻器損壞,進(jìn)而導(dǎo)致電梯不能正常工作。為了防止這種情況發(fā)生,通用做法是在制動單元外部添加大功率電阻,從而使多余的電能被功率電阻消耗掉,電能轉(zhuǎn)化為熱能,但是這種做法也存在著如下問題:浪費能量,大量電能轉(zhuǎn)化為熱能被消耗掉,系統(tǒng)電能利用效率降低;限制控制系統(tǒng)制動性能提高,電能向熱能的轉(zhuǎn)化需要時間,從而使得簡單的能耗制動不能有效消除快速制動所產(chǎn)生的泵升電壓,容易引發(fā)設(shè)備損壞問題;電阻發(fā)熱嚴(yán)重,容易增加額外的能源消耗,而轉(zhuǎn)化的熱能會導(dǎo)致環(huán)境溫度上升,使得電梯機(jī)房溫度升高,引起電梯控制系統(tǒng)可靠性降低,為了降低電梯控制系統(tǒng)溫度,使電梯系統(tǒng)正常工作,需要采取安裝降溫設(shè)備等措施,但是這樣也會帶來降溫設(shè)備的電能消耗,從而加劇電梯能源耗費量。電梯節(jié)能技術(shù)通過將機(jī)械位能轉(zhuǎn)化的電能循環(huán)送回電網(wǎng)加以利用,來有效防止電容累積所造成的變頻器損壞;同時此技術(shù)無需采用電阻發(fā)熱原件,因此使得電梯控制系統(tǒng)的溫度下降,從而節(jié)省用于降溫設(shè)備的能源消耗,達(dá)到節(jié)能目的。


  電梯節(jié)能實現(xiàn)途徑


  1、群控節(jié)能技術(shù)

  電梯的能耗主要集中在加減速過程中,電梯停靠次數(shù)越多,加減速過程越多,消耗也就越多。若能夠在電梯群中設(shè)定一個派梯系統(tǒng)來增強(qiáng)電梯的輸送效率,降低各電梯的??看螖?shù),則可以有效增強(qiáng)電梯的節(jié)能效果。為實現(xiàn)群控節(jié)能,目前的電梯群決策系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)有模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。模糊控制技術(shù)以專家知識系統(tǒng)作為決策依據(jù)對復(fù)雜問題進(jìn)行簡單化處理,但是自適應(yīng)性較差,無法根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行自我修正和規(guī)則變更。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則是以自我學(xué)習(xí)為前提,在基礎(chǔ)規(guī)則的基礎(chǔ)上進(jìn)行行為提取和歸類,使電梯運行更符合人們的應(yīng)用需求,但是其實現(xiàn)過程較長。為進(jìn)一步減少等候時間、乘坐時間、運行損耗,需要在多個目標(biāo)參數(shù)的基礎(chǔ)上選用更為完善,應(yīng)用效果更好的群控節(jié)能技術(shù)對電梯進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,適應(yīng)電梯的使用需求。


  2、變頻器再生能量回饋技術(shù)

  采用變頻調(diào)速方式運行的電梯在平穩(wěn)運行過程中會產(chǎn)生巨大的機(jī)械位能,隨著電梯逐漸達(dá)到目標(biāo)樓層,電梯運行速度逐漸減慢,會釋放一定的機(jī)械能。為了達(dá)到節(jié)能的目的,可以對電梯運行過程中產(chǎn)生的機(jī)械位能加以利用,因此可以采用變頻器再生能量回饋技術(shù)。再生能量回饋技術(shù)將電梯運行過程中產(chǎn)生的機(jī)械能進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并將轉(zhuǎn)換的能量儲存在直流母線回路的電容中,進(jìn)而通過有源逆變技術(shù)將其逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻同相的交流電反送回電網(wǎng),為其他用電設(shè)備供電,從而達(dá)到節(jié)能目的。通過引入再生能量回饋技術(shù),可以有效降低電梯能耗,節(jié)能16%~40%。同時,電梯運行速度越快,載重越大,提升高度越高,回饋能量越多,節(jié)能效果越明顯。


  3、永磁同步無齒輪曳引機(jī)技術(shù)

  長久以來,在選擇電梯的驅(qū)動機(jī)構(gòu)時,都是選擇渦輪蝸桿曳引機(jī),因為其具備結(jié)構(gòu)簡單、傳送穩(wěn)定并且傳動比大的優(yōu)點,但是在新世紀(jì)隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的高速發(fā)展,對于電梯產(chǎn)品的使用性能也提出了更高的要求。同時市場中出現(xiàn)很多新型的電梯產(chǎn)品,如小機(jī)房電梯和無機(jī)房電梯等。而要想與這些新型產(chǎn)品相配套,那么電梯的驅(qū)動機(jī)構(gòu)就必須具備體積小并且低速大轉(zhuǎn)矩的特點,那么傳統(tǒng)的輪蝸桿曳引機(jī)就是無法滿足這種需求了。因此研發(fā)成功的永磁同步無齒輪曳引機(jī)就應(yīng)運而生了。這種技術(shù)在應(yīng)用了先進(jìn)的電子控制技術(shù)和高密度的永磁材料的基礎(chǔ)上,采用了經(jīng)過優(yōu)化的CAD計算方法,并且也已經(jīng)研制出了多種結(jié)果和多種規(guī)格的永磁同步發(fā)動機(jī),常見的有自起動潛油結(jié)構(gòu)、變頻外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、音圈式直線結(jié)構(gòu)以及變頻無阻尼繞組內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)等,其在不需要勵磁電流的前提下就可以將曳引輪安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)子上,降低了電機(jī)的體系,也提高了電機(jī)的使用效率。


  在與傳統(tǒng)的渦輪蝸桿曳引機(jī)對比的過程中,其工作性能不但具有明顯的優(yōu)勢,如結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高、體積小、污染小以及低速大轉(zhuǎn)矩等,同時它還有著明顯的節(jié)能優(yōu)勢:

  第一,永磁同步無齒輪曳引機(jī)的轉(zhuǎn)子部分采用了高性能的永磁材料,其工作時不需要勵磁電流,電源對其干擾也較少,電機(jī)的鐵耗和銅耗都得到了降低,其滿載啟動電流只需異步電機(jī)啟動電流的二分之一;

  第二,永磁同步無齒輪曳引機(jī)不用減速機(jī)構(gòu),電能可以直接被轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能,機(jī)械傳動效率幾乎可以達(dá)到100%,節(jié)能效果十分明顯。當(dāng)然,現(xiàn)階段要想永磁同步無齒輪曳引機(jī)完全取代傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是不現(xiàn)實的,首先在超低速的運行環(huán)境下,其穩(wěn)定性略顯不足,而很多大噸位的超低速貨梯,還是建議選擇傳統(tǒng)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的。


  電梯的能量回饋裝置能夠?qū)㈦娞菰谶\行或者制動過程中產(chǎn)生的多余的能量之間反饋給電網(wǎng),能夠有效的實現(xiàn)運行節(jié)能的目的,提升能源利用率。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,電梯應(yīng)用新能源、新技術(shù)進(jìn)一步提升電梯的節(jié)能效果,提升用戶體驗,是電梯相關(guān)技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。

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