電梯能量回饋裝置的應(yīng)用與風(fēng)險

梁仕欽

摘要：隨著電梯應(yīng)用日漸頻繁，降低電梯能耗也成為目前大部分技術(shù)企業(yè)思考的重點內(nèi)容，使用能量反饋技術(shù)，轉(zhuǎn)換直流母線能量，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成直流電，并通過單元裝置，將直流電通過傳輸?shù)诫娋W(wǎng)中，滿足電梯系統(tǒng)運行需要，從而降低電梯所需的電能，達(dá)到節(jié)能效果，以下介紹電梯能量回饋裝置在電梯中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電梯;能量回饋裝置;回饋變頻器;應(yīng)用;風(fēng)險

目前，我國富士康在西門子公司推出四象限運行電壓變頻器后，推出rhr系列的電源再生單元，同時我國很多新興企業(yè)也非常關(guān)注能量反饋技術(shù)，并在此領(lǐng)域投入極多的資金，進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，這也使得我國在反饋技術(shù)方面發(fā)展迅猛，并在該項技術(shù)發(fā)展過程中，將其應(yīng)用于電梯裝置內(nèi)，降低電梯運行所需的電能。

1電梯能量回饋裝置

電梯能量回饋裝置，利用能量反饋技術(shù)的工作原理，設(shè)計的節(jié)能裝置，通過變頻器進(jìn)行能量控制，從而將能量回饋控制系統(tǒng)產(chǎn)生的機(jī)械能，傳遞到電網(wǎng)中，借助系統(tǒng)產(chǎn)生的機(jī)械能量，實現(xiàn)能量的再利用。但是能量利用效果會依賴于變頻器設(shè)計，如果變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)異，可以在極大程度上提升系統(tǒng)機(jī)械能量利用效率。

外圍電路、濾波電容、串聯(lián)電感等元件是組成能量反饋系統(tǒng)的主要部分，使用直流母線側(cè)連接，能量反饋控制系統(tǒng)，借助內(nèi)部元件連接電梯變頻器，并在輸出端連接電網(wǎng)，在輸入端連接電梯直流母線側(cè)。在工作階段會利用曳引機(jī)，完成內(nèi)部裝置在不同狀態(tài)下的能量傳遞工作，當(dāng)逆變電路其電壓滿足了逆變條件后，便發(fā)出信號，使能量反饋系統(tǒng)按照流程開始工作，同時將變頻器直流母線中的能量傳遞到電網(wǎng)，實現(xiàn)能量再利用。

2能量反饋應(yīng)用于電梯變頻系統(tǒng)中

2.1工作原理

能量反饋控制系統(tǒng)之所以可以在電梯應(yīng)用期間具備節(jié)能效果，與構(gòu)建能量反饋系統(tǒng)的能量反饋技術(shù)有直接關(guān)系，能量反饋技術(shù)利用機(jī)械能，明確電梯運行期間系統(tǒng)可以使用的能量，在此前提下借助能量反饋技術(shù)，從電梯能量循環(huán)掌握內(nèi)部能量運行方向以及特性，在電梯運行期間計算電梯運行速度，掌握電梯最高運行速度以及電梯最低運行速度，分析電梯內(nèi)部系統(tǒng)在運行期間的機(jī)械能，確定機(jī)械能范圍，還需要了解電梯運行期間機(jī)械能變化曲線，分析電梯在運行期間機(jī)械能的變化范圍以及釋放方式。另外，在此過程中，需要考慮電梯運行是否有可用的能量，這是反饋控制技術(shù)應(yīng)用電梯系統(tǒng)后可以實現(xiàn)節(jié)能效果的前提。

將能量反饋技術(shù)應(yīng)用于電梯系統(tǒng)中，對電梯變頻系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，考慮電梯在運動期間具備垂直運動的特質(zhì)，為此需要計算電梯運行期間的勢能變化，了解電梯系統(tǒng)平衡權(quán)重，同時還應(yīng)該將電梯轎廂載重量、空間大小等參數(shù)，作為對重平衡的設(shè)計數(shù)據(jù)，通過各項數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，電梯轎廂載重量在50%上下浮動，電梯轎廂、對重處于平衡狀態(tài)，在此狀態(tài)下電梯轎廂、對重的質(zhì)量差，是電梯運行區(qū)間最小值，在電梯運行中質(zhì)量差最小，其在電梯發(fā)電到耗電期間的消耗量最小。

但是由于電梯運行期間轎廂載重并不確定，所以在能量反饋系統(tǒng)構(gòu)建期間，需要考慮負(fù)載設(shè)計，同時應(yīng)該掌握曳引機(jī)發(fā)電對電梯運行產(chǎn)生的影響，了解電梯曳引機(jī)發(fā)電時，電量存儲消耗情況。電梯運行期間，下行發(fā)電、上行耗電出現(xiàn)在負(fù)載量最大值時，在此階段電梯產(chǎn)生的機(jī)械能可以在曳引機(jī)與變頻器相互作業(yè)的過程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔埽⒔柚娞輧?nèi)部能量反饋到機(jī)制中的反饋單元，并將直流電反饋到電梯局域電網(wǎng)中，從而產(chǎn)生支持電梯運行的電能，這樣便可以節(jié)省系統(tǒng)用電，達(dá)到節(jié)能的效果。

2.2技術(shù)難點

能量反饋技術(shù)具備節(jié)能效果，將其應(yīng)用于電梯變頻系統(tǒng)后，可以通過變頻器將電動機(jī)制造的機(jī)械能，使用內(nèi)部元件轉(zhuǎn)化為直流電傳輸?shù)离娞菹到y(tǒng)中，滿足電梯運行需要，同時可以減少用電量，達(dá)到節(jié)能效果。

使用能量反饋技術(shù)需要了解電動機(jī)動作，還應(yīng)該掌握電梯負(fù)載釋放能量以及機(jī)械能轉(zhuǎn)變要點，借助變頻器儲存直流電，完成能量轉(zhuǎn)移工作，在電容放電、儲電期間，需要掌握反饋變頻器應(yīng)用自動單元，完成能量轉(zhuǎn)換工作的方式，還需要考慮到機(jī)械能轉(zhuǎn)換期間，熱能釋放是否會損傷電梯內(nèi)部元件，從多方面考慮降低能量轉(zhuǎn)換對內(nèi)部元件的損耗。為此，需要在電梯內(nèi)安設(shè)散熱裝置，降低機(jī)械能產(chǎn)生熱量對內(nèi)部元件的影響，從而利用能量反饋系統(tǒng)，節(jié)省電梯能量同時，還可以確保電梯內(nèi)部元件不會因為能量轉(zhuǎn)換，減少元件使用壽命。

3電梯能量反饋裝置實際應(yīng)用

在城市高層日益增多的今天，電梯的使用空前高漲，在電梯應(yīng)用頻率極高的背景下，能源過度浪費與我國可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略要求不符。為此，本文分析能量反饋技術(shù)，并考慮將能量反饋系統(tǒng)應(yīng)用于電梯后，電梯在滿負(fù)荷狀態(tài)運行，向上運動需要盡量減少無用能量損耗，為了進(jìn)一步提升能量利用率，需要反轉(zhuǎn)電動機(jī)，同時需要借助能量回饋，系統(tǒng)將電動機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能，經(jīng)過曳引機(jī)完成能量轉(zhuǎn)換工作，并通過輸送單元將其傳遞到電網(wǎng)中，從而滿足電梯系統(tǒng)用電需要，減少電能消耗。另外，在回饋變頻器應(yīng)用期間，需要掌握電動機(jī)運動狀態(tài)，對內(nèi)部電能的損耗量，還需要盡量減少電能利用率，從而可以在保證電梯運行同時，還能達(dá)到節(jié)能的效果。

4能量回饋應(yīng)用電梯系統(tǒng)存在的風(fēng)險

能量回饋裝置在目前國家大力提倡節(jié)能的環(huán)境下，應(yīng)用于高層建筑的電梯系統(tǒng)中可以達(dá)到良好的節(jié)能效果，但是能量回饋裝置在我國大部分電梯中并沒有安設(shè)，出現(xiàn)這種情況在于以下三方面原因。

其一，電梯內(nèi)部安裝能量回饋裝置，雖然可以起到良好的節(jié)能效果，但是目前能量回饋裝置成本造價較高，將其安裝于電梯中，會使電梯整體成本大幅度增高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通電梯，這樣會使得開發(fā)商，引入能量回饋裝置，必須了解建設(shè)總成本，還需要從其他方層面考慮，為防止建設(shè)資金鏈斷缺，所以大部分企業(yè)選擇不在電梯中安置能量回饋裝置。

其二，在電梯內(nèi)部安裝能量回饋裝置，在項目前期因為電梯改造工程，導(dǎo)致前期投入資金份額增大，這樣便會直接影響到工程項目成本回收時間，使得成本回收周期變長，將能量回饋裝置安放于電梯中，雖然可以獲得良好的節(jié)能效果，但是從裝置引入電梯后的建設(shè)投入以及產(chǎn)出效益進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)如果以每天節(jié)省11度電為例，一年以工業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn)，大部分地區(qū)一度用電費用均在一元以內(nèi)，在電梯中安置能量回饋裝置，一年節(jié)省的電費約為3780元左右。考慮目前市場中能量回饋裝置的價格，大部分建設(shè)單位需要使用三年以上的時間才可以回收前期能量回饋裝置投入的建設(shè)成本。

其三，首先能量回饋裝置雖然具備節(jié)能效果，但是由于能量回饋裝置在電梯應(yīng)用期間，形成的節(jié)能效果難以被用戶察覺;其次能量回饋裝置在電梯中的節(jié)能效果會因不同情況產(chǎn)生差異，難以準(zhǔn)確估算;最后大眾并不了解能量回饋裝置，所以從眾多方面分析，在電梯中安置能量回饋裝置并不成熟，同時存在極大的成本投入風(fēng)險。

5結(jié)語

節(jié)能、環(huán)保已成為當(dāng)前我國的發(fā)展主題，在城市高層建筑日益增多的今天，為了提升能源利用率，在電梯中引入回饋變頻器，借助能量反饋系統(tǒng)，降低電梯應(yīng)用過程中的能量損耗，本文介紹能量反饋技術(shù)原理，并提出能量反饋系統(tǒng)在電梯中的應(yīng)用，希望對相關(guān)從業(yè)人員優(yōu)化電梯結(jié)構(gòu)，提升電梯能量利用率有所幫助。

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