电梯节能技术分析与探讨

于铭生

【摘要】高层建筑的不断建设，电梯的重要性也日益凸显。电梯在运行的过程中需要消耗大量的电力资源，实现电梯节能由此也成为当前电梯公司抢占市场份额的核心竞争力。本文对当前节能技术进行分析，为当前电梯行业的节能工作提供借鉴。

【关键词】电梯节能技术；分析

前言

据相关资料显示电梯用电量占高层建筑用户电总量的17%，由此也成为当前节能工作中的重点环节[1]。日前，西继迅达公司电梯产品顺利通过荷兰LIFTINSTITUUT节能认证机构的审核，被国际VDI授予A级节能电梯证书，成为电梯行业中的节能先锋，提高了自身的市场竞争力。电梯节能技术的应用成为电梯企业寻求自身发展的关键，各家电梯公司也纷纷将节能电梯作为抢占市场份额的竞争点。

一.永磁同步曳引机节能系统节能分析

电梯的运行是在电动机带动曳引机上下驱动来进行的。永磁同步曳引机是一种将无轴承技术与永磁同步曳引机相结合的研法而成的新型无轴承电动机。曳引机分为有轮与无轮两种，其中无齿轮永磁同步曳引机无需减速箱进行减速。目前的大多数电梯通常将大扭矩交流永磁同步电动机作为电梯运行的驱动。永磁同步电动机具有低速大转矩的特性，体积相对较小但是运行平稳，能够避免频繁维护、节省能源，降低运行成本，成为当前电梯行业的主要发展趋势。而有齿机曳引机通常使用蜗轮一蜗杆技术，为提高运行效率通常采用永磁同步电动机作为驱动，减速比例通常在35：2左右，相比交流异步电动机效率将电梯的效率提高10%以上，由此将永磁同步电动机作为有齿机曳引机电梯节能研究的主要方向[2]。此外，多极低速直接驱动永磁同步曳引机的出现改变了曳引机用电方式，提高了节能效果。与常规的曳引机系统相比，永磁同步曳引机系统可避免向电网中汲取无功电流，获取能量的方法较为安全，因而功率因数相对高。同时该系统不存在励磁损耗，因为运行过程中发热小，因而也不需要冷却风扇，减少耗电设备，其运行效率可以提高20%～40%。

二.变频器再生能量回馈技术节能分析

电梯在运行的过程中会产生一定的机械能，电梯节能的方式可通过其产生的机械能加以利用，从而减少电梯从电网上汲取的电能，实现电能的循环利用。变频器再生能量回馈技术应运而生，实现了电梯运行过程中对电梯的节能，实现了电能的循环利用。该技术能对电梯运行过程中产生的机械能进行转换，并将能量储存在直流母线同路的电容中，再结合有源逆变技术将能量转变为与电网同频同相的交流电。该技术对机械能的转化率至少为97%，能够为建筑物、电梯间的其他用电设备提供运行能源，从而实现电梯节能目的。此外，在该技术的应用过程中结合抗电器与噪声滤波器，频繁制动，增强电梯的节能效果。变频器再生能量回馈技术的运行系统产生的热量相对较少，因而无需空调散热，日常维护工作也相对地有所减少。变频器再生能量回馈技术可带来15%～40%的节能率，具有较大的发展前景。当前，西继迅达公司采用永磁同步曳引机节能系统与变频器再生能量回馈技术进行电梯节能，电梯一天的用电量不超过4.6度，与普通C级能效电梯相比，节电率高达69.83%。因此，一年可为电梯用户节省的用电量约为4056度，如每度电0.5元的价格计算，一年就可节省2028元用电费用，获得较大节能效果，降低电梯运行成本。

三.电梯群控技术节能分析

实现电梯节能，需要对电梯在运行过程中消耗的电能进行有效的控制。在启动、加速及制动是造成电梯能源大量消耗的3个中间环节，特别是多台电梯的运行消耗的能量相对较大。针对于多台电梯的用户，可通过控制上述3个产生电能消耗的环节来实现节能目的。实现多台电梯耗电环节的控制可采用电梯群控技术，实现电梯系统的智能化运行，减少人为干预。当前电梯控制技术有并联控制、梯群程序控制及梯群智能控制三种有效的节能操纵控制方式。其中，并联控制将2台电梯控制线路进行并联控制。如两台并联的电梯无运输任务，一台基梯电梯会停留在基站，另外一台自由梯会停留在预先选定的楼层；当有运输任务时，停留在基站的基梯会向上运行，而停留在预定楼层的自由梯会下降至基站完成替补工作[3]。梯群程序控制的群控是由微机控制并统一调度。应用该技术的多台电梯使用共同的厅外召唤按钮，对多台电梯进行集中的排列进行统一的程序调度、控制。根据电梯的运行状态，该控制可分为四程序与六程序两种控制方式。其中四程序控制根据运输任务可分为闲散、上行高峰、下、上行平衡及下行高峰状态运行四种运行方式，系统可根据运行状态调整相应的运行控制方式。而六程序控制则比四程序控制多了两种状态，即为上行较下行高峰与下行较上行高峰两种运行状态。

四.共直流母线技术节能分析

在电梯节能中除了从曳引机创新、机械能转换及运行方式优化三个方面进行节能之外，还可对电梯电流母线进行创新，实现节能。共直流母线具有能量共享的特质，能够实现能量线上多台设备的电能共享。回馈装置、变频器、直流熔断器及直流接触器在运行过程中是并联的状态因而直流环节的储能容量相对较大，强大的直流电压源可有效控制直流电压产生的瞬时脉动，保障系统运行的稳定与安全[4]。在电梯使用频率较高、运输任务重的建筑物中，通常会出现多台电梯同时运行的情况，为降低电梯对电能的消耗可应用共直流母线。其节能原理如下，将多台运行电梯其中的一台或着多台运行时产生的能量反馈至共同使用的那条母线上，利用直流母线的共享性能为直流线上的其它电梯提供运行的能量，减少电梯向电网中汲取电能，运用最小的能耗获取最大的电梯驱动能量。

五.结语

当前电梯节能可通过永磁同步曳引机节能系统、变频器再生能量回馈技术、电梯群控技术及共直流母线技术等技术进行节能，促进电梯行业的节能工作。但是节能要求会随着用户的需求而发生改变，为应对日益严格节能要求，当前的电梯企业应该不断地对节能技术进行创新。以节能为自身发展的目标，促进电梯行业的安全、稳定发展，满足生产、生活中对电梯运输的需求。

参考文献

[1]陈煜华.对于电梯节能技术的探究[J].低碳世界，2015（31）：122-123.

[2]李敏.电梯节能技术探讨[J].机电信息，2013（12）：110-111.

[3]孔晓华.电梯节技术探讨[J].海峡科学，2014（05）：31-32.

[4]韩光昕.对我国电梯节能技术的探究[J].电子技术与软件工程，2014（11）：250.