电梯系统的节能与技术改造韩子铭

电梯系统的节能与技术改造韩子铭

韩子铭

（广东寰宇电子科技股份有限公司511475）

摘要：加大对节能电梯技术的研究，大力推广及应用节能型电梯具有积极的现实意义。本文主要分析了电梯节能技术现状及其存在的问题，并提出了电梯系统的节能与技术改造措施。

关键词：电梯系统；节能；技术；改造

近几年，随着城市房地产建设的迅猛发展及规模的不断扩大，电梯安装数量逐年增高，可以预计，今后我国的电梯需求量依然很大。因此，开展一场电梯节能运动很有必要。对现有普通电梯进行节能技术改造，逐步用节能电梯更换现有的高耗能电梯。并把新装电梯是否节能，作为电梯分项工程验收的一个技术指标进行考核，或作为整个工程项目评优、评杯的考核指标。

1电梯节能技术现状及其存在的问题

随着现代科学技术的发展，我国的电梯产业技术已达到国际领先水平，然而我国在节能型电梯应用方面普及率还相当的低，亟待需要推广，以满足建设节约型社会要求。之所以出现节能型电梯应用普及率低，究其原因，我国没有出台节能电梯应用方面的强制规定和具有权威性的电梯节能标准。使得用户在采购电梯时往往只考虑电梯的安全性能和价格因素，很少选择价格比较高的节能型电梯，为了能够尽快地实现电梯技术的推广及应用需要国家尽快出台节能电梯推广及应用的法律法规。

1.1缺乏相应的电梯能效标准

我国目前对电梯所出台的强制标准为电梯质量安全标准，而对电梯节能方面还未出台强制性规定。虽然目前我国特种设备检验检测机构对电梯检测项目达到了90多项，定期对电梯检查项目也达到了50多项，但没有任何一项涉及电梯节能方面。此外，我国在节能电梯的节能指标方面还未制定，这个也是我国节能电梯推广难度大的重要原因。

1.2电梯节能审查和监管制度不够严谨

据有关的检测部门对不同类型电梯耗电量数据统计，不同类型的电梯在耗电量方面差距较大，最大耗电量电梯是最低耗电量电梯耗电量的8倍。再加之电梯再生能量回馈装置的影响，其耗电量的差距将更大；由此可见在用电梯力的节能降耗空间极大。为此，建议我国尽快制订严格详尽的电梯节能审查制度和监管制度，对于那些现用耗能大的电梯应强制性停止使用，对那些现用耗能低的电梯应进行技术改造，推广使用电梯再生能量回馈技术。

2电梯系统的节能与技术改造

2.1对电梯轿厢照明系统进行节能技术改造

比如采用高效节能的LED等替代日光灯、白炽灯等照明灯具，可有效节约电梯内照明用电量；同时LED灯的使用寿命是普通灯具寿命的40倍左右。采用待机休眠技术，当电梯轿厢内无人时通过待机休眠装置自动切断照明及通风设备电源，不仅能降低电耗，而且又能延长设备使用寿命；

2.2在用自动扶梯的节能技术改造

传统自动扶梯和自动人行道为运行模式为恒速，不能根据人流量大小自动调节自动扶梯的运行速度。可采用A—Y运行模式，重载时电机绕组以三角形连接A运行，轻载时，电机绕组转换成星形连接Y运行；即自动扶梯重载是全速运行，轻载时低速运行，无人时延时停止运转。

2.3电梯拖动系统的节约电能

①采用PLC控制，变频器采用闭环脉宽调制进行速度调控。以永磁同步电机为代表代替交流双速的鼠笼电机、交流调压调速的涡流制动电机改变电机运行曲线替代异步电动机来提高电机拖动系统的运行使用效率，从而达到节能的目的；②将传统的串电阻消耗的能量，电动机在上下运动、制动等产生的机械能通过一种能量收集装置（能量回馈系统），集成电能量，通过稳压装置回输给交流电网。再通过能源供给系统分配给用电设备。从整个电能循环系统来讲，对于电力拖动单元，在单位时间内使用的电网能量减少，从而实现节省能量的初衰。

2.4使用回馈控制技术

电梯设备大功率元器件的发热能量消耗，是研究电梯节能需要正视的问题。电梯上有源能量负反馈装置的作用最主要的是将电梯运动中的减速制动、负载运动等储存在大容量电容中的电子电动势能量。采取一种有效的技术手段将这些电能通过滤波调制整合无冲击的回送给市电系统，这些电能既可通过计量使电梯系统重新获得，也可通过交流电网供电梯上的照明系统、风力调节系统、空调系统等使用。采用这种能量回馈控制技术可以达到显著地节约电能的效果，按可比的电能计算，节电率可达35％以上。另一方面，由于在电梯控制环节摒弃了电阻、电抗等发热部件，使得电梯机房的环境温度大为降低。又节约了机房作为空气调节装置的耗电量带来更大的节能效果。

电动机的工作状态有电动运行状态和制动运行状态，基于电机拖动系统的这种特点，我国电梯设计人员对于中小容量的电梯系统传统上大都采用能耗制动形式，主要通过内置或外加制动电阻的方法将电能消耗在大功率电阻器中，定子绕组中的直流电流使定子产生固定不变的磁场，旋转的转子切割磁力线，在转子中产生电流，固定不变的磁场对运动的转子电流产生电磁力。方向与转子的旋转方向相反，起制动作用，此时，电动机相当于发电机，把负载的动能变成电能，再变成热能消耗在转子电路中。这种设计虽然简单，但有如下严重缺点：

（1）消耗的能量白白浪费，降低了系统的使用效率。

（2）制动电阻发热严重。串接的电阻丝已烧断，容易引起火灾等安全问题。一旦断路，还造成其他系统的故障，影响其它系统的正常工作

（3）能耗制动时，产生的电磁转矩的大小。与转子内的外界电接大小有关．有时不能及时抑制快速制动产生的泵升电压，限制了制动性能。

这些因素限制了能耗制动方式只能用于功率在数千瓦的中小容量系统。要改变这种局面，只有把负载产生多余能量通过能量回馈装置回馈电网加以利用才能达到节能的目的，现在开发的能量回馈装置具有电压自适应控制回馈功能，即能量回馈装置根据内置比较计算反馈矫正。依据变频器供给的直流回路端电压信号的大小自主来决定是否回馈电能，由于反馈电压信号采取固定值，为了克服电网电压波动的影响，避免取值偏大或偏小的影响。现在设计的能量回馈装置多具有电压自适应控制功能，不管电网电压怎样波动，只有当电梯机械能转换成电能送入直流回路电容中时，这种能量回馈装置才及时将电容中的储能回送电网，可有效抑制驱动电梯的变频器对电网的谐波干扰，净化电网环境。

2.5无齿轮电梯改造

节能电梯通常都采用无齿轮电梯节能技术，与传统的有齿轮电梯相比，无齿轮电梯一般都可以节能30％～40％，最好的电梯型号可以节约用电50％以上。

通常采用永磁同步无齿轮曳引机技术，该技术应用高密度的永磁材料和电子控制技术的先进成果，采用电磁场数值计算和等效电路相结合的优化CAD方法，制作成多种规格、多种结构的永磁同步电动机，例如变频外转子结构，变频内转子有阻尼绕组结构，变频无阻尼绕组内转子结构，自起动潜油结构，音圈式直线结构等，该类电动机无须励磁电流，可直接将曳引轮安装在电动机的转子上。实现了电动机的小型化和高效率，从而节约了电能。

总之，电梯作为一种与人们生活密切相关的特种设备对安全、环保、节能、舒适提出了更高的要求。随着电力电子技术的发展，以及特种设备监管部门在电梯节能方面的重视，作为人们重要的交通方式之一的电梯节能措施的应用技术的应用前景愈来愈光明。

参考文献：

[1]黄娟丽．PMSM驱动电梯节能控制策略的研究[D]．福州：福州大学，2O1O．

[2]国家质检总局科技处．电梯节能技术发展应用与展望[J]．电梯工业，2008（5）：38—40．