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电梯节能的多种途径

近年来电梯的节能越来越受到政府、生产厂商和用户的关注,节能这个概念也始终贯穿2009年1月24日国务院修订的《特种设备安全监察条例》,电梯节能已经成为用户电梯选型的基本衡量标准。如何才能做到节能呢?其实电梯节能途径是多方面的,以下几个途径可以实现节能的效果。

  1、普及电梯群控系统 
  随着人们对电梯服务质量和能耗要求提出越来越高的要求,单台电梯往往不能满足现代社会高层建筑物运送的需求,这时需要合理安装多台电梯。电梯群控系统是通过对电梯群的运行状态进行实时监测与分析,再根据不同的实际情况对多台电梯进行优化调度和合理分配。电梯群控系统采用优化控制策略来管理多台电梯协调运转,可以提高电梯的运行效率,缩短人们的候梯时间,减少电梯能量的损耗。

  2、再生能量反馈给电网 
   电梯半载运行是电梯运行的最佳状态,这时电梯做无用功最少。因为曳引机两侧是一个平衡系统,电梯轿厢自重加上额定载重量的一半近似等于对重的重量。但电梯实际运行过程中这两部分的重量都不相等,也就是电梯在大部分运行时间达不到电梯的最佳使用状态。电梯大部分能耗是消耗在这两个重量之差垂直上下运行的势能上面,相当于电梯空载上行、满载下行时电动机处于发电状态。因此可以将发电状态时的再生能量反馈给电网,然后再从电网供给电梯运行,另外太阳能和风能发电能源也可以用于电梯的辅助能源反馈给电网,从而减少电力部门的供电。

  3、减少电梯停站次数 
  电梯有一部分能耗是消耗在电梯启动和制动过程中。随着高层建筑的增多,高速电梯也越来越多,人们既需要达到节能又需要使电梯运行效率达到最高。如果有多台电梯,可以设置一部分电梯单层停靠,另外一部分电梯双层停靠,从而减少停站次数,使得电梯恒速距离越增长,回馈的能量越多,这样电梯可以降低能耗。这个功能在群控系统中可以轻松实现,但如果没有电梯群控系统或者只有单台电梯运行可以采用此途径达到节能的效果。

  4、将电梯运行中的加减速度模式设置成变参数 
  电梯控制系统中运行的速度、加速度以及加速度化率曲线既可以随运行距离变化,也可以随轿厢负载变化。目前可以通过软件和硬件相结合进行软件仿真模拟,确定也不同楼层之间的最佳运行曲线,然后高速相关参数使电梯运行在最佳运行状态下,长时间运行后你也会发现效果不错。目前,各电梯厂商已经能够做到在安装调试时进行计算机仿真。

  5、选择节能的拖动和控制方式 
  电梯的先进性往往体现在拖动与控制技术方面。由于电梯的拖动与控制技术对电梯的能量消耗影响最大,人们常常以电梯拖动系统所采用的技术来评价电梯的能耗。因此,我们常说变压变频的电梯比交流调压的电梯节能,采用永磁同步电动机驱动的无齿轮曳引机的电梯比采用有齿轮减速机构的曳引机的电梯节能。直流电动机具有良好的调速性能,但直流电动机用集电环供电,维修工作量较大,能耗也很大。交流异步电动机结构简单、工作可靠,能耗相对直流电动机而言比较节能,可见不同的调速方式直接影响电梯的能耗。
  在前几年,低速电梯常采用交流双速方案,控制环节少,故障概率低。主要缺点是平层准确度、乘坐舒适感、节能效果很难达到人们的期望值。中速电梯多采用调压调速技术,这种调速方式改变电压的方式改变电动机的转矩,通过对电动机转矩与负载力矩之间差值的调整,控制电动机正、负角加速度,并用全闭环的控制方式使电梯在受控的速度和加速度下运行,但其节能效果也不是很理想。
  近几年,很常见且发展成熟的是调频调压调速技术,这种技术调速性能已完全可与直流电动机相媲美,除了具有良好的舒适感和平层准确度之外,而且具有明显的节能效果。此外,从节能角度和使用效果来看,使用永磁同步无齿轮曳引机是一个不错的选择。从永磁同步电动机工作原理可知,其励磁由永磁铁来实现,不需要定子额外提供励磁电流,因而电动机的功率因数可以达到很高。同时永磁同步电动机的转子无电流通过,在存在转子耗损问题,一般比异步电动机降低了45%~60%耗损。由于没有效率低、高耗损的蜗轮蜗杆,能耗进一步降低。

  6、合理设置电梯平衡系数
  平衡系数是电梯运行平衡状态参数,影响驱动电动机的输出功率。电梯使用对重的主要目的是为了降低电梯驱动电动机的功率消耗。《电梯安装验收规范》要求电梯平衡系数范围在0.4~0.5之间,从电梯使用过程中不难发现,在电梯使用频率高和经常满载的使用场合。譬如写字楼,办公楼等,验收时可以在验收标准的范围内调大平衡系数。在使用频率低和经常轻载的使用场合,譬如小区住宅等,验收时可以调小平衡系数,这样可以达到节能的效果。
  精确合理的电梯平衡系数对节能很重要。电梯安装不是测定其平衡系数,而是要根据电梯实际运行工况设定平衡系数。电梯平衡系数的比较精确的测量方法是:在轿厢内放45%额定载重量的砖码,开慢车至轿厢与对重同一高度,断电,松闸手动盘车,用手感觉来增减砝码。当轿厢与对重的重量差最小时,砝码的重量除以额定载重就是平衡系数。这种方法比使用电流法来测量平衡系数更确合理,原因在于使用电流法来测量平衡系数受到多种因素的影响,包括电压波动、检测误差、电动机的质量、导轨的安装精度和制动器的调整等。
  综上所术几点经验,制造和选配节能电梯已经成为了电梯行业发展的趋势。全国各地的电梯制造企业已经将生产节能电梯作为本企业可持续发展的战略。随着国家电梯标准的不断完善,我们也要把电梯是否节能作为一项硬性指标来检验。