电梯节能新技术的分析与探讨

夏杰

摘 要：有关现象表明，电梯在城市中的应用十分普遍，现在的居民建筑、商场里随处可见电梯的身影，人们的生活水平越来越高，电梯的需求量在日益增加，电梯的运行过程中消耗的能量并不少，所以电梯的节能技术开始引起社会的广泛关注。现在通过对电梯曳引系统节能技术、发动机电能回馈技术、共直流母线技术、计算机对电梯群控制的应用，未来电梯行业的发展定会向着减低能耗的方向发展，只有坚持可持续发展战略才能发展得更好。

关键词：电梯 节能 改造技术

中图分类号：TH22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（a）-0043-02

1 我国电梯行业的现状

随着经济的发展，在电梯行业我国占据“三大”，一为最大的电梯消费市场；二为最大的电梯制造基地；三为最大的电梯出口国。电梯作为交通工具的一种，由于其做垂直运动，因此其具有一定的特殊性，该特殊性主要表现为为电梯在做轻载上行运动或重载下行运动时能够“回馈电能”，处于发电状态。在国外，以电梯对这部分能量的利用情况为标准，将电梯划分为两种类型，一为“耗能型”，二为“回馈型”。专家预测，若我国80%的电梯使用“回馈型”电梯，每年能节省122 亿kW·h左右的电能。至2015年，若所有电梯均使用“回馈型”电梯，每年能节省800 亿kW·h左右的电能，该电能总量与三峡大坝一年的发电总量相等。由此看来，电梯的节能潜力巨大，因此，对电梯节能技术进行研究，其经济效益与社会意义非凡。

据相关经济发展政策显示，电梯节能符合基本国策要求，符合相关法律规定；据电梯行业的发展现状分析，电梯节能是经济发展的必然要求。由此可见，电梯节能意义重大，为大势所趋。

2 解决办法

电梯一般由其所依附的建筑物和不同功能的八个系统组成，其八个系统为： 曳引系统、安全保护系统、导向系统、电气控制系统、轿厢、门系统、电力拖动系统、重量平衡系统。

2.1 曳引系统

曳引系统主要由四部分构成，分别是：电梯曳引机、反绳轮、曳引钢丝绳、导向轮等。其中曳引机为电梯动力的主要来源，主要由6部分构成，分别是：电动机、机座、联轴器、减速箱、制动器和曳引轮等。其发展主要经历了三个阶段：第一阶段，曳引机的构成主体为涡轮和蜗杆传动装置；第二阶段，曳引机的构成主体齿轮传动装置；第三阶段，曳引机的构成主体为无齿轮传动装置。目前，市场上也出现了曳引机由曳引钢丝绳改用钢带传送.

2.2 电力拖动系统

电力拖动系统主要由4部分组成，分别是曳引电机、调速装置、速度反馈装置、供电系统等，其主要功能是对电梯进行速度控制，其作用机制为通过调速装置对曳引电机进行调速控制。在电梯电力拖动系统中适用的系统有两大类：一类为直流电梯拖动系统，一类为交流电梯拖动系统。其中，直流电梯拖动系统又可以分为两种：一种为由发电机组成的可控硅励磁的发电机一电动机驱动系统，一种为可控硅直接供电的可控硅一电动机系统。同时，交流拖动系统又可以分为三种：其一为交流变级调速系统；其二为交流变压调速系统；其三为变频变压调速系统。

目前，电梯使用的调速系统为变频变压调速系统，在电梯运行的过程中，其发挥的作用主要为：电梯启动、加速、匀速行驶、减速、停止。目前，电梯驱动系统控制性能的完善在很大程度上依赖于变频变压调速技术的科学使用。

电梯驱动系统节能技术分析，由于电梯系统具有位能负载属性，即若电梯处于重载状态，并且进行上升运动时，或者电梯处于轻载状态，并且进行下降运行时，电梯电动机运行状态正常，会消耗一定的电能。若电梯处于轻载状态，并且进行上升运行时；或者电梯处于重载状态，并且进行下降运行时，电梯电动机处于发电状态，也就是完成电梯势能到再生能量的转化，并且会向外输出电能。因此，产生了对变频器再生能量回馈技术的应用。

（ l ）对变频器再生能量回馈技术的应用。电梯电能回馈技术主要是利用电梯在运行过程中，产生的其它能量通过回馈技术达到节能的目的。主要依靠电梯的机械动能和机械势能，通过曳引机和变频转换器转换成直流电能，经过技术手段储存在变频直流回路中的电容中。随着电梯的运动收集的电能会越来越多，电容里的电压会越来越高，需要及时释放电能，否则就会出现跳闸护电的情况，释放的电能就可以供其它设备使用[2]。当下国内许多电梯均采用电阻对电容中储存的电能进行消耗，防止发生电容电压过高使得变频器停止工作，使得电梯停止运行的状况。但是电梯回馈技术的应用原理就是实现机械能与电能的转化，并且将完成转化的电能送入电梯直流回路的电容中，只有在这样的情况下，能量回馈器才能正常工作，才能完成将电容中储存的电能传输至电网系统的工作，才能有效解决能量回馈缺陷。由于回馈显著减少，电网的电能谐波污染有效减少，功率明显提高，因此能够在满足电梯驱动系统工作要求的同时，实现节能，如附图1所示。

（2）对共直流母线技术的应用：电梯在生活中应用往往是多台同时使用，几乎不能出现一栋楼里只有一台电梯的情况。这样利用其它电梯的电能集合起来供另一个电梯使用，这样也可以节约部分电能[3]。共直流母线就是通过控制断路器、接触器、逆变器和熔断机，实现将其余电梯电能供给另一台电梯使用。将电梯所有直流一侧连接到公用母线线上，然后电梯运行过程中，自身的逆变器会将交流电转化为直流电后反馈到母线上，然后供给另一台电梯，从而降低电梯的能耗，达到节能的目的。若其中一台电梯故障只需要切断电梯开关就可以让电梯独立运行，完全不会影电梯的正常运行。而且这个方法的造价低，只用在原有的基础上做线路改造就可以完成，安全可靠实用性极高。如图2所示。

3 电气控制系统

电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平層装置、选层器等组成，它的作用是对电梯的运行实行操纵和控制。对电梯的运行方式实行操纵的方式，主要有集选控制，并联控制，梯群控制等。

电梯群控技术是运用计算机技术将同一栋楼内的所有电梯连接起来，通过采集电梯发出的信号，通过机身运算向电梯发出指令。这种技术能够详细了解楼内电梯的具体运行状态，及时调配所有电梯的运行情况，保证电梯群能够提供正常的服务。

现在的计算机技术已经不会出现影响电梯运行效率，电梯空载等现象。新的调度演算方法，能够提高电梯的运行效率，实时监控电梯运行情况，在线调整电梯资源，达到科学、合理的资源分配，将电梯控制优化到最佳状态[4]。

未来的电梯发展一定会向着智能化的方向发展，充分利用计算机技术，将控制电梯算法引入电梯群控制系统，将电梯群控制系统的多样性和特性本身的随机性结合起来，同时把专家系统算法、模糊控制算法、神经网络算法和遗传算法等，有机地结合在一起，共同在电梯控制系统中发挥作用，将是电梯控制发展的趋势。

4 结语

通过电梯节能技术的运用越来越广泛，能够有效缓解国内日益增长的电力紧张局势，利用先进的技术手段，可以使电梯的能耗降到最低，对社会做出巨大贡献。能源回馈技术、共直流母线控制系统、电梯群的控制等，各方面高新技术的运用都能实现够节能效果。各种新技术的应用，开拓了电梯的应用领域，往后电梯的应用将更加广泛[5]。目前电梯能源再生驱动系统在实际生活的运用中，已经节约了70%的电能，所以有必要继续研究新技术，进一步针对电梯耗能问题提出有效的解决办法。

参考文献

[1] 王波，段军，卿晓霞，等.一种改进调度算法的电梯节能新技术[J].智能建筑电气技术，2010，4（6）：44-47.

[2] 陈中赟，茆海洋，冯达，等.液压电梯的特性及检验的实施[J].中国新技术新产品，2012（12）：69.

[3] 刘彩红，山世海.天津地铁一号线环控通风系统灾害模式介绍[J].中国新技术新产品，2010（9）：92.

[4] 徐卫玉，吴国良.电梯节能技术与智能电网[J].装备机械，2010（3）：54-57.

[5] 张宇艳，李鹏，夏宏宇.EPM曳引机及控制系统在无机房电梯中的应用[J].中国高新技术企业，2009（18）：48-49.