電梯節(jié)能設(shè)備供應(yīng)商提醒您：隨著環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，節(jié)能環(huán)保已成為我國當(dāng)前提倡的具有現(xiàn)實(shí)意義的一項(xiàng)基本國策。在電梯行業(yè)日益競爭激烈的今天，采用新技術(shù)，速度更快，載重量更大雖然是最能突出產(chǎn)品優(yōu)勢的幾大方面，但是不可否認(rèn)，電梯投入使用后的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性也是電梯采購時(shí)必須考慮的因素。

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　　一、電梯基本構(gòu)造和運(yùn)行現(xiàn)狀

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　　1.電梯的基本構(gòu)造

　　現(xiàn)在電梯主要由曳引機(jī)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、門系統(tǒng)。重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)等組成。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機(jī)房中。通常采用鋼絲繩傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和對重，曳引機(jī)驅(qū)動曳引輪使轎廂升降。

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　　2.電梯運(yùn)行現(xiàn)狀分析：

　　當(dāng)電梯向上運(yùn)行時(shí)，要消耗能量，當(dāng)電梯從高處下行時(shí)，電梯要放出能量。電梯由曳引機(jī)拖動的負(fù)載是由載客轎廂和對重塊組成，為了均衡拖動負(fù)載，只有當(dāng)轎廂載重量加上轎廂額定載重的50%(例如載重為1050kg載客電梯乘客為7人左右)時(shí)，兩者才相互平衡。此舉雖然改變了用能的峰值點(diǎn)，但卻不能改變平均能耗。而在實(shí)際使用的過程中轎廂重量加上乘客的體重正好等于對重平衡塊的重量出現(xiàn)頻率較低。所以電梯的運(yùn)行狀態(tài)基本上都是處在一種非平衡的狀態(tài)，而且還非常有可能出現(xiàn)乘客較多的時(shí)候轎廂下降，乘客較少或者沒有乘客的時(shí)候轎廂又上升，若出現(xiàn)第一種情況是乘客的重力勢能釋放的情況，出現(xiàn)第二種情況的時(shí)候又是對重的重力勢能的釋放，這兩種狀況下由于位能負(fù)載的作用，使其轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，即n>no時(shí)，轉(zhuǎn)差率s=(no一n)/no<0，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢反向，定子繞組向電網(wǎng)回饋電能，T方向與轉(zhuǎn)速方向相反，電動機(jī)既回饋電能，又在軸上產(chǎn)生了機(jī)械制動轉(zhuǎn)矩。但由于電梯用變頻器的交一直一交主電力AC/DC整流電路是不可逆的，發(fā)出來的電無法回饋到電網(wǎng)上去，造成主電路電容器二端電壓升高，產(chǎn)生了“泵升電壓”。 一般變頻電梯采用電阻消耗電容中儲存電能的方法來防止電容過壓。電梯運(yùn)行中，這些電阻都會散發(fā)出很大的熱量(其表面溫度100℃以上)，浪費(fèi)的這部分能量占電梯用電總量的25%~45%。電阻耗能不僅降低了系統(tǒng)的工作效率，而且電阻產(chǎn)生的大量熱量加速了機(jī)房空氣中塵埃的流動，吸附靜電，就大大的影響了電梯控制柜周邊的環(huán)境。同時(shí)溫度的升高會大幅縮短電梯的原器件的使用壽命，器件老化故障不斷。為了使機(jī)房溫度降低到常溫狀態(tài)，讓電梯免于因高溫而產(chǎn)生故障，用戶需要安裝大排風(fēng)量的空調(diào)或風(fēng)機(jī);在電梯功率較大的機(jī)房，往往需要多臺空調(diào)、風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動。使得電梯和空調(diào)成為耗能最大的“電老虎”。

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　　二、電梯能量回饋裝置的運(yùn)行原理

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　　電梯要節(jié)能，關(guān)鍵就是電梯的曳引機(jī)工作中要把其在發(fā)電狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的電能利用起來，將制動電阻所消耗的那些發(fā)熱的能量 ，通過逆變再重新轉(zhuǎn)化為交流電，或供給其他電氣設(shè)備使用，或回饋致電網(wǎng)。一般能量逆變效率在85%左右，上面提到的制動電阻消耗能量占電梯用電總量的25%~45%，若樓層越高或者電梯速度越快的時(shí)候，那么電能的回饋效果就更明顯了。能量回饋系統(tǒng)的主回路結(jié)構(gòu)主要是由濾波電容、三項(xiàng)IGBT全橋、串聯(lián)電感以及外圍電路所組成的，電梯能量回饋系統(tǒng)的輸入端與電梯變頻器的直流母線側(cè)連接，輸出端與電網(wǎng)側(cè)連接。當(dāng)電梯曳引機(jī)工作在電動狀態(tài)時(shí)，能量回饋系統(tǒng)的開關(guān)全部處于關(guān)斷狀態(tài)，當(dāng)曳引機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)的時(shí)候，變頻器直流母線側(cè)的泵升電壓升高，并滿足了其他逆變條件后，能量回饋系統(tǒng)開始啟動，隨著直流目前上的能量的回饋至電網(wǎng)，直流母線電壓下降，直到回落至設(shè)定值后，系統(tǒng)停止工作。

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　　將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的有源逆變是電梯能量回饋的本質(zhì)，目的是將曳引機(jī)在發(fā)電狀態(tài)下產(chǎn)生的電能通過逆變回饋，實(shí)現(xiàn)節(jié)能且需注意避免逆變輸出電能對電網(wǎng)的污染。所以在曳引機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的能量回饋過程中，要在相位、電壓、電流方面滿足四個(gè)控制條件：

　　a)不能隨便啟動系統(tǒng)，須當(dāng)直流母線電壓超過設(shè)定值時(shí)，逆變裝置才開始啟動，進(jìn)行能量的回饋;

　　b)逆變電流必須滿足回饋功率的需求，且不可大于逆變電路所容許的最大電流;

　　c)逆變過程需要與電網(wǎng)相位保持同步，向電網(wǎng)回饋的能量要在電網(wǎng)的高壓端;

　　d)盡可能的減少逆變過程對電網(wǎng)的污染。

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　　三、電梯能量回饋系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

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　　1.功率逆變電路

　　功率逆變電路中通過控制開關(guān)的通斷，把電梯曳引機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)存儲在電梯變頻器直流母線側(cè)的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。是電梯能量回饋系統(tǒng)的主回路，根據(jù)逆變電路不同分類，均有不同的結(jié)構(gòu)。通過控制開關(guān)的通斷，把曳引機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)存儲的在電梯變頻器直流母線側(cè)的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。在電路中，同一橋臂上的上下兩個(gè)開關(guān)不能同時(shí)導(dǎo)通，每一項(xiàng)的導(dǎo)通時(shí)刻和時(shí)間根據(jù)逆變控制算法進(jìn)行控制。

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　　2.并網(wǎng)同步電路

　　電梯能否有效的將直流母線上的能量回饋到電網(wǎng)，相位同步控制起到關(guān)鍵作用。并網(wǎng)同步電路采用電網(wǎng)線電壓同步，同時(shí)為了避免換相時(shí)的死區(qū)影響，在同一個(gè)橋臂上下開關(guān)工作120度。通過比較器得到并網(wǎng)同步信號與電網(wǎng)過零點(diǎn)信號的邏輯關(guān)系，通過Multisim仿真得到各開關(guān)器件的并網(wǎng)同步信號和電網(wǎng)電壓的關(guān)系，每個(gè)開關(guān)工作角為120度，且依次間隔60度。逆變橋中任何時(shí)候只有兩只開關(guān)管導(dǎo)通，工作安全可靠，且每兩個(gè)開關(guān)都在電網(wǎng)線電壓的最高電壓段工作，逆變效率高。

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　　3.電壓檢測控制電路

　　由于電梯變頻器直流母線側(cè)的電壓較高，需先利用電阻進(jìn)行分壓，再通過霍爾電壓傳感器將母線電壓隔離降壓，并轉(zhuǎn)換為低電壓信號，在電壓檢測控制電路中采用滯環(huán)跟蹤比較控制方式，滯環(huán)比較是在比較器的基礎(chǔ)上又增加了正反饋，給比較器提供了兩個(gè)比較值，即上下閥值。由硬件電路實(shí)現(xiàn)，控制即迅速又準(zhǔn)確。電壓檢測控制電路不僅可以避免干擾信號瞬間疊加在電壓信號上，造成比較器的輸出狀態(tài)出現(xiàn)抖動，還可以避免能量回饋系統(tǒng)過于頻繁的啟動關(guān)閉。

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　　4.電流檢測控制電路

　　能量回饋過程中，電流必須滿足其功率的要求，回饋電網(wǎng)的功率必須大于或等于曳引機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)的最大功率，否則直流母線上的電壓降繼續(xù)升高。當(dāng)電網(wǎng)電壓一定時(shí)，系統(tǒng)能量回饋功率由回饋電流決定，另外，回饋電流須限定在逆變器功率開關(guān)器件的額定范圍內(nèi)，而且電網(wǎng)和逆變器之間電抗扼流，容許大電流通過又希望電抗器的體積盡可能的小，所以電抗器的電感量必須是一個(gè)較小的值，這樣能量回饋時(shí)。電流變化速度就很快。同時(shí)采用電流滯環(huán)控制方式也能有效控制回饋電流防止過流事故。

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　　5.主控制電路

　　電梯能量回饋系統(tǒng)的中央處理單元是主控制電路，它用來控制整個(gè)系統(tǒng)的工作。主控電路由單片機(jī)和外圍電路組成，一方面根據(jù)控制算法產(chǎn)生高精度的PWM波;另一方面根據(jù)并網(wǎng)同步信號，IPM故障控制整個(gè)能量回饋過程中的安全和有效的進(jìn)行。

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　　6.邏輯保護(hù)控制電路

　　并網(wǎng)同步信號，電壓、電流的控制信號,IPM故障信號，以及主控制電路輸出的驅(qū)動信號都需要進(jìn)過邏輯保護(hù)控制電路，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最終送入功率逆變電路，控制回饋過程的進(jìn)行。這樣，既可以保證逆變輸出的交流電與電網(wǎng)同步，又可以在電路過流，過壓，欠壓和IPM故障時(shí)，封鎖驅(qū)動信號，使能量回饋過程停止。

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　　由于電梯能量回饋系統(tǒng)只有在曳引機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)才啟動的，所以使用壽命要比電梯還要長。由此可見，電梯能量回饋系統(tǒng)的運(yùn)用不管從原理，節(jié)能效果,還是性能，都值得在能源日趨匱乏的今天大力推廣，這樣既營造了健康良好的綠色節(jié)能環(huán)境，又響應(yīng)了國家和政府關(guān)于節(jié)能降耗，建設(shè)節(jié)約型社會的號召，為國家的節(jié)能減排貢獻(xiàn)力量。