有源能量回馈器在电梯节能改造中应用

有源能量回馈器在电梯节能改造中应用

摘要：分析了当前我国电梯节能现状及实现条件，介绍了有源能量回馈器的原理，设计出该装置的理论电气原理，通过试验对比测试，证明有源能量回馈具有的良好节能效果。

关键词：有源能量回馈节能改造

Abstract：Analyzed the current elevators energy conservation situation in China, introduced the principle of active energy feedback device, after test research, concluded that the theoretical Electrical Schematic of a device, by comparison tests, energy feedback has proved to be the source of good energy-saving effect.

Key words：energy-saving device

据国家特种设备协会于2007年的统计，全国在用电梯一共100万台，达到节能标准的只有1．9％。我国是资源大国，也是能源匮乏的国家，人均能源不到世界平均水平的1/65，我国也是电梯使用最多的国家，以每台电梯每天平均用电80kW·h计，则年耗电量将达290多亿kw．h。假设到2015年时全部采用节能电梯，将节电80亿kw．h，这相当于一个大型水力发电站1年的发电量［1］。2009年新颁布的《特种设备安全监察条例》已经将电梯节能列入条例，电梯节能已经上升到一个战略高度，非常具有实际的意义。

传统的电梯拖动设备是采用交流异步电动机，该种类电动机在瞬间启动的时候电流会达到额定电流的数倍甚至几十倍。由于大部分电梯是属于频繁启动运行，这就会造成了电能的大量消耗。同理，电梯制动一般采用能耗制动，这其中也浪费了大量的电能。在检验检测和电梯节能改造当中，发现这些大量在用电梯不节能状况可以通过更新选购节能产品，实行节能技术改造。目前一些关键性新技术已在应用，如脉宽调制(PulsewidthModulation，P系统(Vecforcon system，VcS)．磁链跟踪控制或称为电压空间矢量PwM(SpaceVectorPwM能源回馈技术(也有称为能源再生技术)等，其中有源能量回馈器应用最为广泛。

1 有源能量回馈器原理

一个普通的有源能量回馈器，其主电路主要由IGBT、智能模块IPM、隔离二极管D1、D2、滤波电感、电容等元件组成，其电路原理图［2］如图1所示。IPM模块是该电路中的核心元件，它能将直流电能逆变为与交流电网同步的三相电流回送电网。其完善的保护功能，保证了有源能量回馈器的安全可靠运行。二极管D1、D2的功用是可防止有源能量回馈器反送电能给变频器，确保系统安全运行。电感L1---L3、电容C1---C3构成高次谐波滤波器，能够有效阻止IPM 模块高频开关产生的高次谐波电流进入电网，提高有源能量回馈器的电磁兼容（EMC）性能。

有源能量回馈器的控制电路是由单片微机、可编程逻辑芯片、外围信号采样器构成。再配上冗余度高的软件设计，控制电路就可以自

动识别出三相交流电网的相序、相位、电压、电流瞬时值，有效控制住IPM模块工作在PWM状态时，保证直流电能及时的回馈以便再生利用。为了便于人工观察有源能量回馈器的工作状态并且保护其安全性，控制电路可以配上错相、过流、能量回馈状态指示灯等辅助功能。外来强干扰造成误故障动作可以通过单片微机自动识别自动清除，也可以通过人工按清除故障键清除，增强了系统工作的可靠性。

2 有源能量回馈器测试结果比较

为了更好地摸清有源能量回馈器应用后所达到的节能效果，我们分别在莆田凤凰置业大楼、福建旷远酒店办公楼内。装设有源能量回馈器，运行良好，能效测试数据如下：

根据电梯能耗的分析、测量原理和测量方法，对安装在凤凰置业大楼内的1台电梯进行了能耗的测量。被测电梯的主要参数为：额定载荷1350kg；额定速度2.5m／s；提升高度52.8 m；楼层间距3.3 m；层／站17／17。

根据电梯能耗的分析、测量原理和测量方法，对安装在旷远酒店办公楼内的1台电梯进行了能耗的测量。被测电梯的主要参数为：额定载荷1050k g；额定速度1.75m／s；提升高度38.6 m；层／站：12/12。

3 综述

通过原理分析，得到该有源能量回馈器在实际应用中，对不同电梯具有不同程度的节能，节能效果显著，为电梯在节能改造中的应用提供了一条改造参考。

参考文献

[1] 上海驰昂咨询.2007~2008年中国电梯市场研究年度报告.上海驰昂咨询，2008.

[2] 申瑞，张自强，董燕，叶立.电梯节能能量回馈控制系统设计.河南科技大学学报,2010.02.