在用电梯节能改造的研究
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广
采 用 超级 电容 吸 收 电梯 再 生 电能原 理 与 电池 吸 收 再生 电能相 同（ 图 ３ 。 如 ） 由于超 级 电容器硬 件成 本较 高 ， 用在 且应 电梯上 的实 际经 验少 ， 待进 一步 的推 广 。 有
级 整流 管 变 流 器
图 ３ 超 级 电容 吸 收 再 生 电 能 示 意 图
旧电梯的改造得 到 了广泛 的应用 。经变频调压 调速技术 （ Ｖ Ｆ 改进后 的电梯结构紧凑 ， ＶＶ ） 噪音低 ， 提高 了传动效率 。 因调压调速技术（ ｖ ｒ 为无级调速 ， 而大大提高了乘客 ｖ ｖ） 从 的舒适度。 某单位使用调频调压调速技术改造一台调压调速
基 本做 到 “ 零速 抱 闸” 。
能量进行控制。目前电池的寿命有限， 并且需定期更换 ， 成本 较大， 推广应用有待新型电池的研制。
＝ 级 整 流管 变 流 器
图２
电池 吸 收 再 生 电 能 示 意 图
３２３ 采 用 超 级 电容 吸 收 再 生 电能 ．＿
因此在 电梯 节 能改造 过 程 中 ， 常 采用 调 频调 压 调速 技 通 术 改 进 老 旧 电梯 的拖 动 系 统 ， 大大 降 低能 耗 ， 同时也 提 高 了 电梯乘 坐舒适 度 。
电动机 驱动 曳 引轮旋 转 ， 过 曳引 轮绳 槽 与钢 丝 绳摩 擦 通 传 动 ， 现钢 丝 绳两 端轿 厢 与对 重 的上下 相 向运 动 。在 轿 厢 实 的上 下运 行过 程 中 ， 根据 轿厢 侧 与对 重两侧 产 生拉 力差 及 运 行 方 向的不 同可 分为 ４ 种情 况 （ 见表 ２ 。驱 动 电动机 经 常在 ） “ 动 用 电工 况 ” “ 动 发 动工 况 ” 时交 替 工 作 ， “ 动 拖 与 制 短 在 拖
图 １ 采 用逆 变器 回 将 再 生 电 能 回馈 电 网示 意 图
４ 电梯 节能 改造技 术 的应 用情 况 目前 ， 采用 变 频 调 压调 速 技 术 对交 流双 速 、 压 调 速老 调
３ ． 采 用蓄 电池吸 收再 生 电能 ．２ ２
如 图 ２ 示 ，电池组 通过 双 向 Ｄ — Ｃ与 电频 器 的直 接 所 ＣＤ 母 线 相 连 ， 电梯 处在 拖 动 用 电工 况 下 ， 当 电池 处 于恒 流 放 电 状态 ； 当电梯 处 于 制 动发 电工 况下 ， 且 直流 母 线 电流 达 到 并
１ １ ～ Ｏ ＜０ ０ １０ ０ ＞０ ００ ５ ０ ０ ９％ ５
１ ～ ５ Ｏ ０ ＜ ００ １０ ＜ ００ １０ ７ ～８ ％ Ｏ ５
３． ． １采 用逆 变器将 再 生能量 回馈 电 网 ２
如图 ｌ 所示 ， 当电梯处在拖动用 电工况下 ， 与传统 的变
频 器 工 作 方式 相 同 ， 由 电网 向曳 引 机供 电 ； 电梯 处 于 制 即 当 动 发 电工 况下 ， 通过 左边 的变 流 器将 电梯 的再 生 电能 回馈 到 电 网 。由 于我 国 电能 反 馈 目前 没 有得 到 供 电部 门 的普 遍 认 可， 回收 电 费在 实 际操 作 中很难 兑 现 ， 响 了这 项技 术 的推 影
运行方 向 上 下 上 下
驱动工况 拖 动用 电工况 制 动发 电工况 制动 发 电工况 拖动 用 电工况
来自百度文库
铅 酸 电池 ８ １ｈ —２
Ｏ ３ ３ ．～ ｈ
放 电 时 间
能量 密度 （ｈ ｋ ｗ ／ ｇ） 功 率 密度 （ ｋ ｗ／ ｇ） 循 环 次数 （ ） 次 充放 电效 率
３２ 制动 工况耗 能 利用 ．
超级电容是 ２ ０世纪 ６ 、０ ０７ 年代率先在美 国出现 ，到了
８ 年 代作 为储 能 器件 走 向市 场 ，００ 上 海世 博会 ， 级 电 ０ ２１ 年 超 容 公交 汽车 得到 了成 功 的应用 。 级 电容作 为储 能器件 与 电 超 池 相 比优点 在 于 ： （ ） 电时 间短 。最快 可在 几 十秒 内充 电完 毕 ， 充 电 １充 最长 不 过十 几分 钟 ， 蓄 电池 则需 ８ ｌ ； 而 一２ ｈ
表 ３ 超 级 电容 器与 铅 酸 电 池 性 能 的 比较
贮 能单 元 充 电 时 间 超 级 电容 几 分 钟
Ｏ． ～ ３ ｓ ３ ０
电梯驱 动 电动机要 发 出 电能 。
表 ２ 电梯 负荷情况、 运行方向和电动机工况的关 系表
序 号 ｌ ２ ３ ４
负载情况 轿 厢侧重于对 重侧 轿 厢侧重于对 重侧 轿 厢侧轻于对 重侧 轿 厢侧 轻于对 重侧
在用 电梯 节能 改造 的研 究
１５ １
工 况 ” ， 压 调 速 （ Ｃ Ｖ 电机 需 要 消 耗 电 能产 生 制 动 能 时 调 ＡＶ ） 量 ， 变频 变 压调 速 （ Ｖ Ｆ 电机则 再 生发 电状 态 ， 而 ＶＶ ） 不需 消 耗 电能产 生制动 能量 。 电梯 制动 过 程 中 ， 调压 调 速 （ ｃ Ｖ 一 般采 用 能 耗 制 动 ＡＶ ） 方式 ， 即从 电网 中获 得能 量形 成制 动 电流 。对 于有 较 大惯 性 轮 的电机 ， 动 电流 高达 ６～ ０ ， 电网 的 冲击 较 大 ， 动 制 ０ ８ 对 Ａ 制 能 量 变成 热能 ， 耗在 电动 机 的转 子 中 ， 消 电动 机 发热 现 象 比 较 严重 。 频变 压调 速 （ Ｖ Ｆ 因调速 性能好 ， 变 ＶＶ ） 在正 常情 况下
用 电工况 ” 电梯 驱 动 电动 机 需 消耗 电能 ， “ 动发 动 工 况 ” 在 制
（） ２充放 电具有很长的循环寿命 （ 可循环充电 １ 万次 ） ０ ，
而 蓄 电池 只有数 百次 ； （ ） 存 寿命 长 ， ３贮 因充 放 电过 程 中没 有 发 生 化 学 反 应或 电化学 反应 ， 没有 生成新 的物 质 ； （） ４ 高可 靠 ， 维护 ， 低 因充 放 电 过程 中没 有 部 件运 动 ， 维 护 工作 少 。超级 电容 与铅 酸 电池性 能 ， 如表 ３ 所示 。
采 用 超级 电容 吸 收 电梯 再 生 电能原 理 与 电池 吸 收 再生 电能相 同（ 图 ３ 。 如 ） 由于超 级 电容器硬 件成 本较 高 ， 用在 且应 电梯上 的实 际经 验少 ， 待进 一步 的推 广 。 有
级 整流 管 变 流 器
图 ３ 超 级 电容 吸 收 再 生 电 能 示 意 图
旧电梯的改造得 到 了广泛 的应用 。经变频调压 调速技术 （ Ｖ Ｆ 改进后 的电梯结构紧凑 ， ＶＶ ） 噪音低 ， 提高 了传动效率 。 因调压调速技术（ ｖ ｒ 为无级调速 ， 而大大提高了乘客 ｖ ｖ） 从 的舒适度。 某单位使用调频调压调速技术改造一台调压调速
基 本做 到 “ 零速 抱 闸” 。
能量进行控制。目前电池的寿命有限， 并且需定期更换 ， 成本 较大， 推广应用有待新型电池的研制。
＝ 级 整 流管 变 流 器
图２
电池 吸 收 再 生 电 能 示 意 图
３２３ 采 用 超 级 电容 吸 收 再 生 电能 ．＿
因此在 电梯 节 能改造 过 程 中 ， 常 采用 调 频调 压 调速 技 通 术 改 进 老 旧 电梯 的拖 动 系 统 ， 大大 降 低能 耗 ， 同时也 提 高 了 电梯乘 坐舒适 度 。
电动机 驱动 曳 引轮旋 转 ， 过 曳引 轮绳 槽 与钢 丝 绳摩 擦 通 传 动 ， 现钢 丝 绳两 端轿 厢 与对 重 的上下 相 向运 动 。在 轿 厢 实 的上 下运 行过 程 中 ， 根据 轿厢 侧 与对 重两侧 产 生拉 力差 及 运 行 方 向的不 同可 分为 ４ 种情 况 （ 见表 ２ 。驱 动 电动机 经 常在 ） “ 动 用 电工 况 ” “ 动 发 动工 况 ” 时交 替 工 作 ， “ 动 拖 与 制 短 在 拖
图 １ 采 用逆 变器 回 将 再 生 电 能 回馈 电 网示 意 图
４ 电梯 节能 改造技 术 的应 用情 况 目前 ， 采用 变 频 调 压调 速 技 术 对交 流双 速 、 压 调 速老 调
３ ． 采 用蓄 电池吸 收再 生 电能 ．２ ２
如 图 ２ 示 ，电池组 通过 双 向 Ｄ — Ｃ与 电频 器 的直 接 所 ＣＤ 母 线 相 连 ， 电梯 处在 拖 动 用 电工 况 下 ， 当 电池 处 于恒 流 放 电 状态 ； 当电梯 处 于 制 动发 电工 况下 ， 且 直流 母 线 电流 达 到 并
１ １ ～ Ｏ ＜０ ０ １０ ０ ＞０ ００ ５ ０ ０ ９％ ５
１ ～ ５ Ｏ ０ ＜ ００ １０ ＜ ００ １０ ７ ～８ ％ Ｏ ５
３． ． １采 用逆 变器将 再 生能量 回馈 电 网 ２
如图 ｌ 所示 ， 当电梯处在拖动用 电工况下 ， 与传统 的变
频 器 工 作 方式 相 同 ， 由 电网 向曳 引 机供 电 ； 电梯 处 于 制 即 当 动 发 电工 况下 ， 通过 左边 的变 流 器将 电梯 的再 生 电能 回馈 到 电 网 。由 于我 国 电能 反 馈 目前 没 有得 到 供 电部 门 的普 遍 认 可， 回收 电 费在 实 际操 作 中很难 兑 现 ， 响 了这 项技 术 的推 影
运行方 向 上 下 上 下
驱动工况 拖 动用 电工况 制 动发 电工况 制动 发 电工况 拖动 用 电工况
来自百度文库
铅 酸 电池 ８ １ｈ —２
Ｏ ３ ３ ．～ ｈ
放 电 时 间
能量 密度 （ｈ ｋ ｗ ／ ｇ） 功 率 密度 （ ｋ ｗ／ ｇ） 循 环 次数 （ ） 次 充放 电效 率
３２ 制动 工况耗 能 利用 ．
超级电容是 ２ ０世纪 ６ 、０ ０７ 年代率先在美 国出现 ，到了
８ 年 代作 为储 能 器件 走 向市 场 ，００ 上 海世 博会 ， 级 电 ０ ２１ 年 超 容 公交 汽车 得到 了成 功 的应用 。 级 电容作 为储 能器件 与 电 超 池 相 比优点 在 于 ： （ ） 电时 间短 。最快 可在 几 十秒 内充 电完 毕 ， 充 电 １充 最长 不 过十 几分 钟 ， 蓄 电池 则需 ８ ｌ ； 而 一２ ｈ
表 ３ 超 级 电容 器与 铅 酸 电 池 性 能 的 比较
贮 能单 元 充 电 时 间 超 级 电容 几 分 钟
Ｏ． ～ ３ ｓ ３ ０
电梯驱 动 电动机要 发 出 电能 。
表 ２ 电梯 负荷情况、 运行方向和电动机工况的关 系表
序 号 ｌ ２ ３ ４
负载情况 轿 厢侧重于对 重侧 轿 厢侧重于对 重侧 轿 厢侧轻于对 重侧 轿 厢侧 轻于对 重侧
在用 电梯 节能 改造 的研 究
１５ １
工 况 ” ， 压 调 速 （ Ｃ Ｖ 电机 需 要 消 耗 电 能产 生 制 动 能 时 调 ＡＶ ） 量 ， 变频 变 压调 速 （ Ｖ Ｆ 电机则 再 生发 电状 态 ， 而 ＶＶ ） 不需 消 耗 电能产 生制动 能量 。 电梯 制动 过 程 中 ， 调压 调 速 （ ｃ Ｖ 一 般采 用 能 耗 制 动 ＡＶ ） 方式 ， 即从 电网 中获 得能 量形 成制 动 电流 。对 于有 较 大惯 性 轮 的电机 ， 动 电流 高达 ６～ ０ ， 电网 的 冲击 较 大 ， 动 制 ０ ８ 对 Ａ 制 能 量 变成 热能 ， 耗在 电动 机 的转 子 中 ， 消 电动 机 发热 现 象 比 较 严重 。 频变 压调 速 （ Ｖ Ｆ 因调速 性能好 ， 变 ＶＶ ） 在正 常情 况下
用 电工况 ” 电梯 驱 动 电动 机 需 消耗 电能 ， “ 动发 动 工 况 ” 在 制
（） ２充放 电具有很长的循环寿命 （ 可循环充电 １ 万次 ） ０ ，
而 蓄 电池 只有数 百次 ； （ ） 存 寿命 长 ， ３贮 因充 放 电过 程 中没 有 发 生 化 学 反 应或 电化学 反应 ， 没有 生成新 的物 质 ； （） ４ 高可 靠 ， 维护 ， 低 因充 放 电 过程 中没 有 部 件运 动 ， 维 护 工作 少 。超级 电容 与铅 酸 电池性 能 ， 如表 ３ 所示 。