电梯能量回馈装置研究综述

电梯能量回馈装置研究综述

摘要：电梯能量回馈装置作为电梯节能的重要途径之一，缺乏统一的技术规范以及检测方法的问题制约了其产业化的发展。文章主要从电梯节能的必要性及现实意义，电梯能量回馈装置的产生和发展，标准形成的现实需求进行综述。

关键词：电梯能量回馈装置；标准；综述

1.电梯节能的必要性及现实意义

文献[1] 给出了这样一组数据：2011年中国电梯产销量约45万台，相比2010年增长幅度约23%，电梯保有量已超过200万台，我国已经成为世界上最大的电梯生产国和消费国。但是在中国电梯行业蓬勃发展的同时，也开始面临能耗过大的问题。

文献[2]显示，建筑物的能耗约占全国总能耗的1/3左右，而据文献[3]中数据可知，电梯用电量已经占到建筑物总用电量的17%以上，远远高于照明和供水等对电能的消耗，已属“耗能大户”。

面对全球能源的逐渐减少，我国政府提出建设资源节约型社会的基本国策，从中央到地方，各级政府都对节能减排制定了行之有效的实施和鼓励措施，加大了对于节能技术研发的资金投入。电梯行业抓住形势，做出了有力的探索，取得了不少的成果。

2.电梯能量回馈装置的原理和应用

文献[4]介绍了电梯能量回馈装置的原理。曳引电机一般分为两种工作状态，在正常工作状态下，电机处于电动状态，需要从电网吸收能量，将电能转化为机械能。当电梯轻载上行或重载下行，以及电梯达到满速后接近停靠层站制动减速时，电机处于再生发电状态，将机械能转化为电能。这些电能可以通过制动电阻消耗掉，或者回馈到电网上。对于前者，文献[5]指出通过制动电阻发热来消耗电能，不仅浪费了能量，也导致控制柜周围温度升高，将会影响电梯控制系统的可靠运行，缩短电梯的使用寿命，通常为了降低机房高温对电梯控制系统的影响，用户需要在电梯机房安装通风或制冷设备，这样造成电梯能量浪费严重，又增加了降温设备的耗电量。

而对于后者，文献[4]提出能量回馈装置是采用IGBT模块组成的一个有源逆变单元，可以直接作为变频器的一个外围装置，并联到变频器的直流侧，取消能耗制动电阻。将电机处于再生发电状态时产生的这部分电能回馈到电网，实现能量的有效利用。

文献[6]中，秦皇岛前景光电技术有限公司自主研发了电梯能量回馈装置，采用DSP中央处理器和PWM技术，节电率可达成15%—40%。具有较好的经

济效益和社会效益，技术达到国内同类产品领先水平。

文献[7]中提出一种IPC-PF系列电梯回馈制动单元，可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%，系列制动单元采用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。

文献[8]介绍了一种新型的电梯节能装置——有源能量回馈器。控制电路由单片微机、可编程逻辑芯片、外围信号采样器构成，回馈电网的效率可达97%，热损耗为制动电阻的3%以下，节能效果明显。

文献[9]结合矿区电梯的现状，从电梯能量转化状态说明电梯的主要能量损耗，并简要分析了当前矿区电梯能量损耗状况。介绍了一种新型的电梯能量回馈系统，对于该系统在矿区推广具有重要意义。

我们可以看出，我国电梯能量回馈装置的种类以及应用场合都在逐渐丰富，使得电梯中原本可能浪费掉的能量得到了充分的利用。

3.标准形成的现实需求

随着电梯能量回馈装置在国内的不断适应和改进，电梯行业对于该装置的接纳度逐渐提高，需求量也越来越大，催生而来的是电梯能量回馈装置生产商数量的提高。不同的研发技术，不同的产品要求，使得市场上不同电梯能量回馈装置在检测指标、检测方法等方面存在差异，而目前，电梯能量回馈系统性能的检验还没有统一的标准和检测方法。

文献[10]把不同厂家生产的能量回馈装置，安装在同一台速度相同的电梯上进行测试，其对电梯运行时再生发电电能质量的电压谐波、电流谐波畸变总率的影响存在一定的差异。此外，文献[10][15]都表明电梯能量回馈装置回馈的电能与电能的质量除了与装置本身配置有关外，还与电梯本身参数硬件配置和运行工况密切相关。衡量电能质量的主要指标包括三相电压不平衡、电力系统频率偏差、供电电压偏差等参数应遵守文献[11-14]制定的国家标准，并结合市场情况，制定出统一的行业标准。

标准的制定仅仅是在规范上给出了一个指标，而在实际操作中，我们需要通过什么方法来完成这些指标的检测呢？

文献[15]指出电梯能量回馈装置不仅包括电梯企业各自专用的，如奥的斯的ReGen系统、蒂森克虏伯电梯的CPIK-R系统，也包括通用型如IPC的PFE系列电梯能量回馈装置，此外，每个厂家都有各自不同的检测方法。

因此，我们该如何评价和检验一个产品的优劣，从而更好的购买和使用电梯能量回馈装置，这个标准的问题便摆在我们面前，而市场上衡量电梯能量回馈装置回馈电能好坏的标准以及针对性的检测方法却暂未形成。

4.结语

电梯能量回馈装置对于电梯发电环节电能的利用是一条有效途径，然而行业缺乏统一的技术规范阻碍了我国电梯能量回馈装置的产业化，无法满足其适应国际贸易、技术和经济交流的需要。因此结合市场需求和技术水平，制定一个能普遍适应于大部分电梯能量回馈装置的指标要求，以及针对这些指标行之有效的检测方法、试验方法是解决这个问题的重要途径。本文针对电梯行业的发展、电梯能量回馈装置的原理和应用进行了综述，就国内该行业标准的制定的必要性进行分析，为进一步技术规范的制定以及测试方法的统一提供支持。

参考文献：

[1] 中国电梯行业发展调查[J]. 中国电梯，2012，23（12）.

[2] 尹朗. 电梯节能问题探讨[J]. 技术与市场，2013，20（5）.

[3] 李敏. 电梯节能技术探讨[J]. 机电信息，2013（12）.

[4] 张捷，何永胜，代清友. 基于逆变技术的电梯能量回馈装置研究[J]. 节能，2012（2）.

[5] 黄明年. 有能量回馈电梯与无能量回馈电梯的能效指标对比[J]. 科技资讯，2010（28）.

[6] 秦皇岛前景光电——世界首创电梯能量回馈装置[J]. 电梯工业，2008（1）.

[7] 苏绍辉. 能量回馈节能技术在电梯节能中的应用[J]. 企业导报，2011（11）.

[8] 邱文焕. 有源能量回馈器在电梯中应用[J]. 中国电梯，2012，23（18）.

[9] 周玮. 能量回馈系统在矿区电梯上的应用[J]. 石油石化节能，2013（5）.

[10] 宣鑫德，胡冬冬，付铁华，等. 几种电梯电能回馈装置比对分析[J]. 中国电梯，2011，22（5）.

[11] GB-T 14549-1993，电能质量公用电网谐波[S].

[12] GB-T 15543-2008，电能质量三相电压不平衡[S].

[13] GB-T 15945-2008，电能质量电力系统频率偏差[S].