浅谈电梯节能技术

浅谈电梯节能技术

栗建邦

内蒙古自治区特种设备检验院 呼和浩特 010000

摘要：电梯是现代建筑物中的重要构成，其在改善居民生活质量方面起到了良好作用。随着我国城镇化建设的稳步推进，全国范围内的城镇规模不断增大，为了提高土地的利用率，高层建筑随之增加。因此，电梯行业得到了迅速发展，产业规模得到了进一步提升。我国电梯行业的特点是:起步晚，技术能力和自主研发能力薄弱，电梯控制的关键技术被国外所垄断，外资及国外生产厂家掌握着电梯控制的前沿技术，如三菱、日立、奥的斯等企业，国内的大部分市场，特别是中高端市场主要被这些厂家所占据。国内自主研发和生产的电梯公司缺乏核心竞争力，在生产制造方面以零部件的生产为主，对于控制系统方面研发偏少，为了提高电梯的控制技术，我国正积极推进控制系统的自主研发。

关键词：电梯节能;技术

引言

电梯是现代高层建筑中的常用工具之一，其为人们出行、工作以及运输活动等均创造了便利条件。电梯是以曳引系统为基础发挥运输作用的电梯类型，在现代高层楼宇中广泛应用。由于其特有的工作原理，曳引驱动电梯在轻载下行、重载上行和减速制动过程中导致大量能力耗散，只有在大量电力能源支撑下，方能正常运行，这和国家倡导的节能减排理念背道而驰。现如今，国家能源有关政策有所改变，对能源消耗产品提出了更确切、严格的要求，加强电梯的选配及节能监管是电梯运行管理中的重要构成。

1工作原理

电梯是一种常见的电梯类型，其工作原理可以做出如下表述：由钢丝绳连接的轿厢和对重压紧在曳引轮轮槽中，组成曳引系统。电动机转动时，通过曳引钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力，带动钢丝绳使轿厢和对重做相对运动。通过确定合适的平衡系数，电梯在现实升降活动中，就能减缩曳引轮载荷差，并强化曳引轮电梯功能，可以将代偿设施安装于电梯内部，进而落实以上操作。

2影响电梯能耗的主要因素

首先是待机能耗。电梯在无人乘坐时为待机状态，其能耗主要由控制系统、显示系统、照明系统、通风系统等产生，而这些系统本身大多为电子系统，功率都不高。如果电梯长期无人乘坐，则会在控制系统的控制下自动进入休眠状态，照明会变暗，风扇也不再转动，因此待机能耗水平一般较低，可以不考虑待机能耗。其次是运行工况。电梯在不同的工况下，其能耗水平是不同的。一般来说，电梯行程越大，载荷越多，其耗电量越大；反之，如果行程较小且载荷较轻，则耗电量也会相应较少。天气和季节也会对电梯能耗水平产生影响，例如夏季高温条件下，电梯由于散热和通风等需求加大，且设备发热会损失部分能量，因此能耗较大；相反，如果在寒冷的冬季，设备不会发热，通风或冷气系统也无需全功率运行，此时的功耗水平自然会低很多。此外，电梯设计中是否采用了群控、变频控制、能量回馈等技术，对电梯能耗水平有显著影响。使用年限和管理方式也会影响电梯能耗。

3电梯节能技术

3.1能耗测量技术应用

（1）控制电梯停在一楼，一人在电梯口进行操作，另一人到机房进行操作。（2）在机房的人员首先要切断电梯电源，然后找出电梯电源的接线端子，将3个钳式电流互感器分别接到三相电路的各相输入侧端子上，注意电流由互感器正极流入，负极流出。同时，把3个钳式电压测量线接入电流输出端的端子上，最后找到接地线端子并做好接地处理。（3）把电压测量线的线端分别接入能效测试仪的输入端口，启动能效测试仪电源，待仪器初始化完成后，在仪器面板输入电梯的测试参数，包括额定电压、额定载重、楼层数、平衡系统等。（4）在电梯空载条件下，将电梯呼到第10层，然后再呼到1层；读取仪器测量数据并记录；反复进行上述操作3次取平均值。（5）检查数据，无误后关闭电梯电源，拆线后恢复电梯供电；测量完毕。

3.2实时动态侧料模型技术应用

以电梯设施能源消耗模型为基础，开展相应的动态检测作业，在动态能源消耗信息数据中，通过合理分析，从而可以及时找到不同系统以及能源消耗的相关信息数据，完成该项工作后，使曳引系统和主驱动系统可以相互合作，并且在对实际情况进行详细分析的基础上，构建与曳引电梯相关的能源消耗模型。这一系统在具体应用过程中最显著的一项特点就是在进行模型构建时，需要的信息数据资源相对较少，因此，在明确电梯设施中的各项基础配置，针对门机、驱动等各项系统的实际变化情况，以及能源损耗等各项数据信息资源方面的知识内容都较少，因此，模型构建起来相对比较简单。通过上述方式构建的模型，可以合理地将其应用在动态能源损耗计算中，针对电梯配置的各项数据信息资源，以及影响电梯在运行期间的能耗和工作曲线进行合理分析，明确电梯设能效评估方案，从而依据实际情况，建立有效的能源节约类型电梯，从而为电梯的现代化发展提供支持，减少电梯在运行期间的能源消耗量。

3.3节能改造技术

（1）普通变频器，在实际操作期间，就是将IGBT模块组合围城的有源逆变器作为变频器的外接设备，采取并联设备与变频器直流侧进行连接，通过对其进行利用，从而取代能耗制动电阻，通过对这一技术进行应用，可以从电网中回馈电能，并且该项技术应用起来，设备成本低，方便安装。但是，由于设备功率因数过高，因此，会产生网侧谐波污染。（2）合理应用可关断器件，通过对PWM控制技术进行合理应用，将直流部部分电能回馈到电网中，进而降低谐波污染，但是，该方式成本高，并且操作起来相对烦琐，因此，在实际改造期间，采用何种技术，要依据实际情况而定。

3.4节能系统硬件电路设计

Buck-Boost变换器为节能系统的核心部分，其作用是对节能模块进行充放电。变换器由主控制系统控制，主控制系统根据曳引机的工作状态和运行情况，作出逻辑判断，输出变换器的控制信号。当出现异常情况时，主控制器会输出切断信号，将节能系统与直流母线断开，保证系统的稳定运行。

3.5曳引机驱动形式应用分析

电梯引机的形式主要包括直流、交流和永磁同步等３种形式：①直流电机作为引机具有运行平稳、控制方便、传动效率高等特点，在超高速电梯中应用较多，其驱动主要有Ｇ－Ｍ与ＳＣＲ－Ｍ这两种方式，Ｇ－Ｍ型式在空载、运行、重启时电机都会耗费大量电能，ＳＣＲ－Ｍ型式则使用固体电路为电机供电，在其电路中只牵涉大功率半导体，因此在空载、运行、重启时能耗较小；②交流电机作为引机，其形式主要有交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速，以交流双速耗能最大，交流变压变频调速耗能最小；③永磁同步电机为引机，其使用永磁材料提供励磁磁场，该材料会提升功率因数，降低电机中定子的耗能，在平稳运行状态下，转子电阻耗能较小，同时其作为引机不需要齿轮箱等部件，这样进一步会降低能耗。

结语

总之，通过对电梯驱动系统的系统结构和工作原理进行分析，制定出电梯驱动系统设计方案，阐述了驱动系统的组成部分及其作用，并进行了硬件设计，包括主控、驱动和节能部分，最终通过对驱动系统的整体测试，验证了该系统在电梯运行控制和电力节能方面的优越性。

参考文献

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[2]王艺达,韩乐.电梯的节能及检验安全技术分析[J].科技经济导刊,2018,26(32):74.

[3]陈万武,谢飞,刘加松.电梯节能检测方法及装置[J].中国战略新兴产业,2018(20):96-97.