电梯能量回馈装置原理和检验内容探析

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1、电梯能量回馈装置原理和检验内容探析　　摘要：近年来房地产热潮以及国家大张旗鼓的基础设施建设，带动了电梯业的发展。本文通过对电梯节能枝术基本原理的研究和对一种典型电梯能量回馈装置的检测，分析了电梯节能的实际效果，提出了电梯节能的必要性。关键词：电梯；能量回馈装置；原理；检验内容。中图分类号：TU229文献标识码：A一、前言随着我国经济的快速发展，电梯的使用也越来越普遍，当然由电梯消耗的电能也日益增多，如何节约资源，降低能耗是我们研究的重点。在全球性能源紧缺，世界各国、各行、各业都在提倡绿色节能的今天，做好电梯的

2、节能降耗意义重大。能量回馈技术节能效果明显，因此，针对电梯能量回馈装置原理及检验内容进行深入的研究和探讨。二、能量回馈技术的分析与研究1.电梯能量回馈技术的节能原理有源能量回馈器主回路结构主要由滤波电容、串联电感、三相IGBT全桥和外围电路组成，如图1。电梯变频器的输入端和有源能量回馈器的输出端相连，有两个隔离二极管VD1和VD2与输入端相串联后与变频器的PN线相接。8图中虚线框内的控制电路的软件设计冗余度高，该电路是由外围信号采样器以及单片微机可编程逻辑芯片组成的，这种设计和结构能够使控制电路自动地识别三相

3、交流电网的相位、相序、电流及电压的瞬时值，确保直流电可以立即回馈到交流电网，有序地控制智能功率模块即IPM的工作状态。8由于电梯在启动运行达到最高运行速度后具有最大的机械动能，电梯到达目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止，这一过程电梯就会释放机械动能。同时，曳引式电梯还是一个势能性负载，轿厢载重与对重装置之间有质量差时，电梯运行时会产生机械势能，特别是当电梯空载上行和电梯满载下行时均会释放出大量的机械势能。对于采用变频变压调速的电梯，运行中释放的机械能(含位能和动能)通过电动机和变频器转换成直流电能储存在变

4、频器直流回路的电容中。此时电容就好比是一个小水库，回送到电容中的电能越多，电容电压就越高，如不及时释放电容中储存的电能，就会产生过压保护，最终导致电梯停止运行。目前国内绝大多数变频调速电梯采用制动电阻消耗电容中储存电能的方法来防止电容过电压，但这种方法不仅降低了系统能耗的效率，电阻产生的大量热量还恶化了电梯控制柜周边的环境。因此，电梯节能的第二类方法就是将运动中负载上的机械能(含位能和动能)通过专用装置变换成电能并回馈给交流局域电网，供附近其他用电设备使用，使系统在单位时间内消耗电量下降。从而达到节约电能的目

5、的。电梯节能在电梯技术的研究和发展中一直被广泛关注，主要有关于电梯驱动控制系统、能量回馈系统和电梯曳引机驱动技术方面的节能。电梯节能的关键是收集和利用电梯曳引机在发电的过程中产生的电能。现阶段处理这部分能量的方法是采取能耗制动，也就是在大功率电阻中利用外加的或者内置的制动电阻消耗电能。这样由电阻产生的热量不仅对电梯控制柜周围的环境造成污染，而且还会造成能量的损毁。有数据统计，25%至35%的电梯用电总量被制动电阻消耗了，有源能量回馈系统的功能是把制动电阻消耗的电能逆变转化成交流电，而后回输到电气设备中或附近的

6、电网中继续利用，通常能量逆变的效率为85%左右。由此得出，电梯能量回馈系统可以节约21%至30%的能量，而且节能的效果会随着电梯速度的加快和楼层增高而提升。82.能量回馈技术的特点能量回馈技术在国内已经有了研究和发展，并且有与之相关的产品已经问世。能量回馈系统中的拓扑结构，由于其功率开关的器件不同可以分为全控器件型结构和半控器件型结构两大类。全控型器件，如IPM、GTR、IGBT或MOSFET的结构特点为动态响应迅速、集成度和开关频率高，并且利用这类全控型器件还能够使系统的效率大大提升。半控器件型结构又称晶闸

7、管型器件结构，这类结构中的晶闸管具有超强的耐浪涌冲击、耐流和耐压能力，这是比全控型功率器优越的地方，并且价格较低，保护和驱动电路简单。三、对一种典型电梯能量回馈装量的跟踪检测为了了解电梯能量回馈装置的实际使用情况，我们在市场上选取了一种典型的电梯能量回馈装置，从2008年5月开始连续1年对其进行跟踪检测。该台装置安装在某商务中心一台28层28站、额定载重量1350Kg、额定速度2.5m／s的电梯上，该电梯全天24小时运行，使用频繁。检测内容主要包括三个方面：（1）电梯安装能量回馈装置后的安全性能（2）电梯安装

8、能量回馈装置后的节能效果（3）电梯能量回馈装置后所反馈电能的质量同期，我们也选取了其它电梯进行了类似测试，发现不同型号规格的电梯安装能量回馈装置后节能效果不尽相同，有的甚至无明显的节能效果。据中国电梯行业协会统计，2013年上半年电梯行业依旧延续了近年来高速发展的态势，全国电梯产量同比增长40%左右。据电梯的实际运行频率计算，一部普通的电梯每天大约用电50～150度，而前我国的电梯保有量已超过250