曳引式电梯节能改造分析

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电梯能耗数学模型（二）
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Auxiliary Power
Elevator Power
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Eelevator——电梯在一年内使用的能量， kWh/年； K1——驱动系统系数 K1＝1.6（交流驱动系统） K1＝1.0（VVVF 驱动系统） K1＝0.6（带能量反馈的VVVF 驱动系统） K2 ——平均运行距离系数 2层 K2＝1.0， 单梯或两台且超过2 层 K2＝0.5， 3 台及以上 K2＝0.3； K3——轿内平均载荷系数,K3＝0.35； H——最大运行距离,m； F——年启动次数，一般在100 000 到300 000 之间 P—— 电梯的额定功率, P＝P1×P0，kW；
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交流双速曳引机变频改造
AC2电动机铭牌
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WISH8000（经济型）控制柜改造现场
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AC2曳引机加装编码器
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电梯节能政策解读 曳引系统节能改造 驱动系统节能改造 其它电梯节能技术 改造应用问题分析
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电梯曳引系统节能改造
结构 性能特点
异步电动机 蜗轮蜗杆减速箱 60-70% 效率较低 体积大、重量重 安装费力 制动于电机端，通 过减速箱的增力作 用，制动力矩得到 有效放大，可靠性 好。

四象限电梯一体化控制器介绍
响应政策 节省费用 提升形象
保护环境
先进技术
WISH四象限一体化控制系统
网侧变流器 网侧 电抗器
RL C5
T1 D1 T2 D2 T3 D3
直流环节
无 需 电 阻 制 动 环 节
负载侧变流器
T1'
D1'
T2'
D2'
T3'
D3'
用
C6
电机
户
T4 D4 T5 D5 T6 D6
节能政策解读（一） 《中华人民共和国节约能源法》（修订）
2008年4月1日施行；
《公共机构节能条例》（国务院颁布）
2008年10月1日实施。 体现了国家将节能工作规范化、制度化，通过法律手段推动社会节能。
《商务部关于开展零售业节能行动的通知》（商改发[2007]199号）
《通知》要求，要重点抓好营业面积在10000平方米以上的大型超市、百 货店、专业店的节能降耗。为发挥示范带动作用，将北京、天津、上海、 重庆、太原、沈阳、青岛、武汉、广州、西安10个城市作为试点。通过建 立能耗统计指标体系、做好企业能耗评价工作、加强交流与培训等措施， 从开展节能技术改造、加强能耗管理、开展建筑节能和开展抑制过度包装 等方面全面推进零售业节能降耗工作。
获奖证书
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会议交流
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时间
其它用电设备
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能量反馈单元安装
制动电阻
制动单元
P1
× ×
P PB(N)
变频器
WISH-MDFB 能量回馈装置
R S T + -
用户电源
USER POWER
SC
1 3 5 2 4 6
（+） （-）
永磁同步电动机 行星斜齿轮 ≥96% 效率很高 结构紧凑、体积 小 安装方便 制动于电机端， 通过减速箱的增 力作用，制动力 矩得到有效放大 ，可靠性好。
永磁同步电动机 无齿轮 80%-90% 效率一般 体积较小、重量 轻 安装方便 制动于绳轮端， 无增力机构，制 动器须设计很大 以保证冗余制动 力，可靠性略差 。 结构简单 维护性好 一般需2:1安装
T4'
D4'
T5'
D5'
T6'
D6'
电 源
整流与回馈控制
矢量变频控制
逻辑控制
轿厢通讯 楼层显示 层站通讯 轿内指令 门机控制 井道信息
调试工具
远程监控
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四象限一体化驱动主回路示意图
一体化驱动主回路 一体化驱动主回路
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减少待机能耗 减少待机能耗是最容易实现的节能方法之一 • 自动关闭风扇和照明 • 更换LED节能灯
效 率
体 积
行星齿轮永磁同步曳引机改造现场
制 动
其 他
结构简单、噪声小 齿面易于磨损 生产成本低
运行平稳、寿命 长 噪声偏大 生产成本较高
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曳引比为1:1改造方案
WISH8000控制柜+永磁同步曳引机改造现场
对重作用： 平衡轿厢重量和部分载荷 减少电机功率损耗 轿厢轻载上行、重载下行 电动机工作于制动状态，变
频调速系统需抑制电动机的速度，通过制动电阻来消耗多余 的能量。
轿厢轻载下行、重载上行 电动机工作于电动状态，变
频调速系统需驱动电动机按照设定速度运行。
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改造前 35W卤素灯×4 36W荧光灯×4 284W 1866KW 1,138元 140元（更换灯具） 1278元 改造后 3W卤素灯×4 12W荧光灯×2 36W 237KW 145元 2,400元 400元 （改造费按 6年分摊） 545元
灯具配置
功率 年耗电量 年度电费支出 改造支出 年均设备支出 年度总支出
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电梯造能原理（一）
驱动原理
动力电源通过变频器调频调压调速驱动电动机旋转
曳引原理
主机曳引轮通过钢丝绳的摩擦力带动轿厢和对重上下往复运行
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加装能量反馈单元前后对比数据
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何为四象限
电磁转矩 反转制动 重载下行 正转电动 重载上行 运转方向 反转电动 轻载下行
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正转制动 轻载上行
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论文交流
安装维修专业委员会二零一零年会
曳引式电梯节能改造分析
杭州 · 2010-10-14
顾德仁
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序
本文是2010年11月14日在杭州召开的“中国电梯协会安装维修专业委 员会”2010年会的会议交流论文。 本文经大会秘书处及与会专家评定，获年会“优秀论文奖”。
• •
能耗测量评价困难，标识特别困难 以技术和部件取代系统进行分级？
VDI 4707由来自德国、瑞士及奥地利的 专家根据瑞士能效使用机构（S.A.F.E） 的研究结果制定，于 2009年 3 月开始 正式在欧洲发行。是一项自愿性质的、 只针对直梯的测试标准。
TÜV南德意志集团 VDI4707 认证标志
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节能政策解读（二） 《高耗能特种设备节能监督管理办法》
国家质量技术监督检验检疫总局 第116号 2009年9月1日起施行
第二条 本办法所称高耗能特种设备，是指在使用过程中能源消耗量或者转换量大，并具有 较大节能空间的锅炉、换热压力容器、电梯等特种设备。 第三条 高耗能特种设备生产（含设计、制造、安装、改造、维修，下同）、使用、检验检 测的节能监督管理，适用本办法。 第十一条 高耗能特种设备制造企业的新产品应当进行能效测试。未经能效测试或者测试结 果未达到能效指标要求的，不得进行批量制造。 锅炉、换热压力容器产品在试制时进行能效测试。电梯产品在安全性能型式试验时进行 能效测试。 第十三条 特种设备检验检测机构对高耗能特种设备制造、安装、改造、维修过程进行安全 性能监督检验时，应当同时按照有关特种设备安全技术规范的规定，对影响设备或者系统能 效的项目、能效测试报告等进行节能监督检查。 未经节能监督检查或者监督检查结果不符合要求的，不得出厂或者交付使用。
反馈能量去向（一）
。。。 其它用电设备
扶梯
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能量反馈
照明
空调
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反馈能量去向（二）
电梯耗能
电梯不是发电机，电梯的运行是间歇性的， 电梯不会源源不断地回馈电能到公共电网； 功率 一般电梯的功率并不大，电梯每次发电运行 的电能将只有0.07度电到0.25度电左右，完 全有被其他设备消耗。
由于二极管只能单向导 通，势能减少转化的电 能不能反馈回电网，必 须使用制动电阻发热消 耗。
IGBT可以双向导通， 势能减少转化的电能 经过IGBT调制后反馈 到公共电网。
四象限一体化驱动主回路 四象限一体化驱动主回路
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6年共可节约4,398元/台，年均节约733元/台
假设：每天使用18小时，电费0.61元/度
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轿厢LED灯改造实例

SW 1 3 5 2 4 6 MT 3~
R S T
R S T
U V W
WISH8000控制柜（3m/s；45KW）使用现场
变频器
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能量反馈单元现场
WISH-MDBF能量反馈单元改造现场
WISH8000控制柜（ 4m/s ;55KW ）使用现场
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电梯造能原理（二）
电梯能量反馈的原理，即电梯重载下行 和轻载上行过程中减少的势能通过曳引机转 化为电能，原本由制动电阻消耗掉的能量经 过能量反馈单元反馈到公共电网。
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电梯能耗标识
• • • 节能变成了政治议题 评价单位的巨大商机和利益驱动 电梯能耗相关标准
– – – – ISO 25745《电扶梯能效标准》 VDI 4707 《电梯能耗标准》 香港《升降机及自动梯装置能源效益守则》 浙江DB33/T 771-2009《电梯能源效率评价技术规范》
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电梯能耗数学模型（一）
GB/T 10058-2009《电梯技术条件》附录B
Eelevator
K1 × K 2 × K 3 × H × F × P + Estandnby = v × 3600
P1——与平衡系数相关的系数， 平衡系数 50％时P1＝1.0 平衡系数40％时P1＝0.8 平衡系数30％时P1＝0.6 P0 ＝(0.5x 额定载重量x 额定速度x gn)/(1000xnsxngxnm) 此处： ns ——悬挂效率，默认值ns＝0.85； ng ——传动效率，蜗轮蜗杆ng＝0.75； 无齿轮 ng＝1.0； nm — 电动机效率， 默认值对于AC nm＝0.75 对于VVVF nm＝0.85； Gn——9.81 m/s2 V—— 电梯的速度，m/s2； Estand