国内电梯节能发展现状
发布日期:
2018-12-12

  电梯节能设备供应商提醒您: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。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,很多优于现有节能技术的电梯也将成为电梯行业发展的热点和趋势。


  推进我国电梯节能的必要性


  推进我国电梯节能工作刻不容缓。在相同时间内,电梯运作的次数越多,其消耗的电能也就越多,其能量最高节约可达70%。我国目前的节能电梯技术在某些方面已经达到了国际先进水平,但我国的电梯节能技术和手段与发达国家相比,存在的差距还很大,其主要体现在:

  (1)电梯节能工作的起步较晚,工程基础较弱;

  (2)节能电梯的普及率还很低;

  (3)国家标准中没有电梯节能方面的强制性规定,也没有权威的电梯节能标准;

  (4)电梯节能技术的推广和应用欠缺,需要政策导向和法律法规的支持;

  (5)用户在采购电梯时,主要考虑电梯的安全和价格因素,不愿意选择价格较高的节能产品;

  (6)人们对电梯在认识、使用、选择上仍然存在一些误区。


  电梯节能技术的可行性分析


  电梯控制需要有电机拖动负载运行,而电梯负载是由载客轿厢与配重装置等系统构成,可以看作位能性负载。电机一侧为载客轿厢,一侧为配重,电机运行过程中拖动两边的物体,从而发生电能和机械位能的相互转换。当载客轿厢重量超过配重重量时,电机拖动负载向上运动过程中,电机做功,从而将电能转换为机械位能;当电机拖动负载向下运动过程中,负载重力做功,从而将机械位能转化为电能。当配重重量超过载客轿厢重量,电梯下行时电机做功,会将电能转化为机械位能;电梯上行时重力做功,机械能也会进行释放,如果没有对这部分能量加以利用,机械位能会转化为电能。当电梯载客轿厢重量和配重重量不平衡时,都会发生机械位能向电能的转化,这个过程会对电梯控制的变频器造成影响,转化后的电能会在变频器滤波电容上进行累积,由于电容储能容量有限,容易累积过电压,当累积超过电容容纳值的极限时,容易导致变频器损坏,进而导致电梯不能正常工作。为了防止这种情况发生,通用做法是在制动单元外部添加大功率电阻,从而使多余的电能被功率电阻消耗掉,电能转化为热能,但是这种做法也存在着如下问题:浪费能量,大量电能转化为热能被消耗掉,系统电能利用效率降低;限制控制系统制动性能提高,电能向热能的转化需要时间,从而使得简单的能耗制动不能有效消除快速制动所产生的泵升电压,容易引发设备损坏问题;电阻发热严重,容易增加额外的能源消耗,而转化的热能会导致环境温度上升,使得电梯机房温度升高,引起电梯控制系统可靠性降低,为了降低电梯控制系统温度,使电梯系统正常工作,需要采取安装降温设备等措施,但是这样也会带来降温设备的电能消耗,从而加剧电梯能源耗费量。电梯节能技术通过将机械位能转化的电能循环送回电网加以利用,来有效防止电容累积所造成的变频器损坏;同时此技术无需采用电阻发热原件,因此使得电梯控制系统的温度下降,从而节省用于降温设备的能源消耗,达到节能目的。


  电梯节能实现途径


  1、群控节能技术

  电梯的能耗主要集中在加减速过程中,电梯停靠次数越多,加减速过程越多,消耗也就越多。若能够在电梯群中设定一个派梯系统来增强电梯的输送效率,降低各电梯的停靠次数,则可以有效增强电梯的节能效果。为实现群控节能,目前的电梯群决策系统应用技术有模糊控制技术、神经网络技术等。模糊控制技术以专家知识系统作为决策依据对复杂问题进行简单化处理,但是自适应性较差,无法根据应用需求进行自我修正和规则变更。神经网络技术则是以自我学习为前提,在基础规则的基础上进行行为提取和归类,使电梯运行更符合人们的应用需求,但是其实现过程较长。为进一步减少等候时间、乘坐时间、运行损耗,需要在多个目标参数的基础上选用更为完善,应用效果更好的群控节能技术对电梯进行优化调度,适应电梯的使用需求。


  2、变频器再生能量回馈技术

  采用变频调速方式运行的电梯在平稳运行过程中会产生巨大的机械位能,随着电梯逐渐达到目标楼层,电梯运行速度逐渐减慢,会释放一定的机械能。为了达到节能的目的,可以对电梯运行过程中产生的机械位能加以利用,因此可以采用变频器再生能量回馈技术。再生能量回馈技术将电梯运行过程中产生的机械能进行转换,并将转换的能量储存在直流母线回路的电容中,进而通过有源逆变技术将其逆变为与电网同频同相的交流电反送回电网,为其他用电设备供电,从而达到节能目的。通过引入再生能量回馈技术,可以有效降低电梯能耗,节能16%~40%。同时,电梯运行速度越快,载重越大,提升高度越高,回馈能量越多,节能效果越明显。


  3、永磁同步无齿轮曳引机技术

  长久以来,在选择电梯的驱动机构时,都是选择涡轮蜗杆曳引机,因为其具备结构简单、传送稳定并且传动比大的优点,但是在新世纪随着我国科学技术水平的高速发展,对于电梯产品的使用性能也提出了更高的要求。同时市场中出现很多新型的电梯产品,如小机房电梯和无机房电梯等。而要想与这些新型产品相配套,那么电梯的驱动机构就必须具备体积小并且低速大转矩的特点,那么传统的轮蜗杆曳引机就是无法满足这种需求了。因此研发成功的永磁同步无齿轮曳引机就应运而生了。这种技术在应用了先进的电子控制技术和高密度的永磁材料的基础上,采用了经过优化的CAD计算方法,并且也已经研制出了多种结果和多种规格的永磁同步发动机,常见的有自起动潜油结构、变频外转子结构、音圈式直线结构以及变频无阻尼绕组内转子结构等,其在不需要励磁电流的前提下就可以将曳引轮安装在电机的转子上,降低了电机的体系,也提高了电机的使用效率。


  在与传统的涡轮蜗杆曳引机对比的过程中,其工作性能不但具有明显的优势,如结构简单、稳定性高、体积小、污染小以及低速大转矩等,同时它还有着明显的节能优势:

  第一,永磁同步无齿轮曳引机的转子部分采用了高性能的永磁材料,其工作时不需要励磁电流,电源对其干扰也较少,电机的铁耗和铜耗都得到了降低,其满载启动电流只需异步电机启动电流的二分之一;

  第二,永磁同步无齿轮曳引机不用减速机构,电能可以直接被转化成为机械能,机械传动效率几乎可以达到100%,节能效果十分明显。当然,现阶段要想永磁同步无齿轮曳引机完全取代传统的结构是不现实的,首先在超低速的运行环境下,其稳定性略显不足,而很多大吨位的超低速货梯,还是建议选择传统的驱动机构的。


  电梯的能量回馈装置能够将电梯在运行或者制动过程中产生的多余的能量之间反馈给电网,能够有效的实现运行节能的目的,提升能源利用率。随着信息技术的发展,电梯应用新能源、新技术进一步提升电梯的节能效果,提升用户体验,是电梯相关技术的必然发展趋势。

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