电梯节能技术的应用分析(改)

电梯节能技术的应用分析

摘要：本文从电梯节能技术的目的与意义入手，讨论了电梯节能技术的主要理论，分析了几项主要的电梯节能技术的实际运用。

关键词：电梯节能技术应用

随着世界经济的高速发展，环境污染问题日益突出，人们对环境的关注已提出了相当高的重视，并随着人们工作和生活节奏的不断加快，电梯越来越多的出现在办公楼、酒店、住宅和娱乐场所。电梯是一种高功率机械，电梯的耗电量不可小视，在宾馆、办公楼等场所的调查中，电梯耗电量占比超过25%，仅次于空调用电，比照明、供水的用电消费量都高。

一、电梯节能技术的目的与意义

现代电梯的繁荣就在于用电作为动力的源泉。1831年，直流发电机被法拉第发明，1880德国第一次出现电动升降器，一个叫电梯的垂直提升机诞生。尽管现代人的眼睛，这部电梯是相当粗糙和简单，但它是一个里程碑，在历史上的第一部电梯。随着1889纽约Dainasite第一次电梯的使用，电梯拉开了发展序幕。它们由直流电动机和蜗轮传动装置直接连接，通过卷筒驱动轿厢升降，手动控制按钮，速度为0.5m/s，构成了现代电梯的基本结构。但随着科学技术的不断发展，鼓形传动的缺陷逐渐显现，如消耗高功率、短行程、安全性差。从那时起一百年多的时间里，电梯人员通过改变电梯的驱动方式来改善电梯性能，并且每次都在一定程度上降低能耗，达到节能的目的。

二、电梯节能技术的主要理论途径

第一类是提高电机驱动系统的效率，如电梯牵引电机由变频器来代替感应电机调速，提高电机效率作为目标的节能措施。二类是对机械能通过能量反馈转换器到电能，即可再生电力的运动负荷，并将其反馈给附近的其他电气设备，电机驱动系统在单位时间消耗的电力系统可以减少，从而达到节能的目的。[1] 以电梯为例介绍了二类节能原理。采用变频调速的电梯开始运行的最大的机械性能达到电梯最大运行速度达到目标层逐渐慢下来，直到电梯停止运动后为止。这个过程是电梯机械的释放。此外，电梯拖动均匀负载，电梯牵引机驱动负

载的乘用车和平衡重量块，实现电梯平衡重量块彼此平衡。否则汽车和平衡重量块将有质量差，使电梯产生不必要的机械潜力。

电梯运行中的机械能包括势能和动能，其能通过电动机和逆变器被转换成直流电储能电容器在直流电路的逆变器。目前VVVF电梯采用电阻消耗电容储存电能的方法来防止电容器过电压的绝大部分，但电阻耗能不仅降低了系统的效率，大量的热性能恶化的周边环境的电梯控制柜。主动式能量回馈装置是电容器的作用，可以将其储存在电力系统中，对周围的电气设备使用，节电效果十分明显，一般节电率为50%～15%。电梯省电的核心是如何利用存储的势能和功能。有人认为电机的电能反馈，电表没有反转，所以没有实际意义。这种担心是多余的，因为你不仅是一个建筑或住宅电梯，还有其他工作状态的电梯，还有大量的其他电器设备：空调，供水，照明，这种电梯反馈的电能，可以发送到其他电力设备，实现少用电。

三、电梯节能技术的实际应用

（一）改变驱动模式

将被迫改善牵引力，用曳引驱动代替强制驱动，这是电梯的一个根本性变化，克服了强制驱动电梯的行程短、安全性能差等缺点。同时，通过牵引传动方式，在牵引轮和曳引轮绳绕过驱动汽车的重型钢丝绳和移动两端的摩擦，大大降低了电梯的能耗。例如将传统的蜗轮蜗杆减速器改为行星齿轮减速器或采用无齿轮传动，机械效率可提高15%～25%。现在的鼓驱动电梯已经基本上消失了，只有在一些特殊场合才会用驱动液压驱动来驱动电梯的运行。

（二）使用变频调速电梯

原交流调速的旧电梯改造为变频调速（VVVF）电梯，实现节能的电梯升级的双重效应。有条件的情况下，原有的交流调速的老电梯VVVF电梯改造，减少能量损失，根据实践，节能达30%达到40%，提高电梯的舒适性和降低电梯故障率。（三）使用永磁同步无齿电机

广泛使用的永磁同步无齿电机，达到节能的目的。由于传统主机的机械减速齿轮的机械效率不高，特别是蜗杆和蜗轮传动效率的广泛使用是非常低的，大约一半的能量损失变热能，同时由于相位差在传统的异步电动机的存在，做功功率一大概有85%。如果采用永磁同步齿主机可以克服上述缺点，但我们在永磁稀土

合成技术上还有待进一步改进，应努力避免由于非正常停车、热、振动造成的永久磁特性造成的损失。

（四）电能回馈技术

大力推广再生变频器，实现电能反馈。电梯作为一种垂直运输设备，其向上和向下输送的工作量大致相当于驱动电机通常工作于驱动或制动的发电。[2]当电梯轻载上下行和电梯的平层逐渐减少，驱动电机处于发电制动状态。此时正是将机械能的能量转化为电能，在过去这部分的功率可以消耗在电机绕组中，或是用电能消耗除电阻。前者会导致严重的发热驱动电机，这就要求外部电源制动电阻，不仅浪费了大量的电力，而且还产生了大量的热量，导致房间温度。有时还需要增加空调降温，从而进一步提高能耗。采用变频器交流-直流-交流工作原理，将机械能产生的交流电（再生电）转化为直流电，并利用电能反馈装置将直流电能回馈给交流电源，用于近其他电力设备，电力拖动系统在单位消耗电能上减少，使总千瓦时表走慢，节约能源。根据四象限运行特性的电力驱动的曳引电梯，在电梯轻载第二象限电机在上行链路的再生状态的上游，在重载下行第四象限电机下行再生，通过特殊的装置，再生电能回馈电网的用户，从而实现能量反馈，以达到节能的目的。目前制动功率输出状态的电能恢复到电网控制技术相对较成熟，据普通电梯电能反馈装置对市场价格在4000元10000元，可达到节省30%以上。

（五）电梯基站设置

合理设置电梯基站，优化阶梯功能，达到节能的目的。电梯群程序控制系统的原理是放置在一个单梯和平行梯形程序控制系统中，根据客流的建筑、计算机和控制系统软件的专家系统进行自动选择的最佳运行方式的构建，要进行梯梯的对接，自动分配电梯的运行时间，达到节能的目的。

（六）配套指导文件

在电梯配置方面，尽快出台相应的指导文件，引导电梯业主合理配置。这是可以避免的，因为业主不专业，电梯配置的盲目性会造成不合理的分配，应选择合适的、额定负载的电梯，“小马拉大车”造成大楼功能上的缺损，“大马拉小车”造成社会资源和能源的浪费。

结语：