曳引式电梯的能耗建模及节能分析

叶帅华

摘 要：能耗建模和节能是曳引式电梯的重要内容，以现阶段曳引式电梯的应用情况为基础，结合近年来电梯能源消耗的特点，分析曳引式电梯能耗建模与节能的方向。

关键词：曳引式；电梯；能耗建模；节能

随着社会经济的不断发展，电梯消耗量也在不断改变，促使国家能源政策对消耗能源产品提出了新的要求，曳引式电梯也处于其中，其能源消耗的分析也成为电梯能效评估、节能监管、电梯设计以及选配电梯的重要組成部分。由此可知，曳引式电梯的能耗建模与节能分析存在一定的理论分析价值和意义。

1 曳引电梯能耗建模

1.1 电梯设施能耗板块

电梯设施能耗板块中的构成和工作特点主要分为以下几点：第一，曳引系统。这一系统是依据曳引系统构成形态、轿厢、钢丝绳、推导轿厢负载等内容逐渐的函数关系。第二，驱动系统。电梯中的这一系统消耗能源是依据自身的调速形式、曳引机类别，结合数学建模和检测方案，构建驱动系统输出力矩和输出转速、驱动系统输入电功率之间的函数关系。第三，门机系统。其能源消耗是结合自身的驱动形式和工作情况，依据数学建模或者是检测方案，来明确单次开关门的能源消耗情况。第四，控制显示。这一系统的能源消耗同电梯管理系统的设计、展现形式、变频器应用的公路模块形式等相关，可以依据实际检测数值来明确最终的消耗情况。第五，其他系统。其包含了通风、照明、空调等内容。这些模块的能源消耗可以结合实际检测数值、设施标牌等数值来明确。

1.2 电梯工作情况

电梯设施主要是为某种特别客流分布的建筑提供服务，同时在调解方案中实施工作。电梯设施和工作软硬环境，一同构建了电梯能源消耗系统。电梯安装在建筑物中，可以为乘客和货物运输带来便捷的服务，由此电梯能耗建模最先要构建建筑物服务楼层的信息系统，也就是服务楼层数和每一层的高度。电梯的负载与工作都会受到建筑物中客流划分情况和电梯调度方案的影响，最终展现为电梯的能源消耗和工作效率。

电梯的速度会影响曳引系统的动能和势能的改变，以及驱动系统的工作质量。相同的电梯设施，在同一工作背景下，不同额定速度工作的电梯能耗也存在一定的区别，即便是在相同额定速度曲线下工作，电梯能源消耗情况也存在一定的区别。

1.3 依据动态测量的曳引电梯能耗模型

依据动态检测的曳引电梯能耗建模，从少数的动态能耗信息资源中，分别获取主驱动系统、门机系统、通风照明以及待机等能源消耗信息资源，之后将曳引系统与主驱动系统合作发展，构建曳引电梯的能耗模型。这一系统最大的特点是模型的构建需要的信息资源过少，只要明确电梯最基础的配置，对驱动变化、门机等系统的能源消耗信息知识的非常少，构膜简单、应用有效。这种模型可以应用到计算电梯的动态能源消耗中，分析电梯配置信息资源和工作曲线对电梯能源消耗的影响，明确电梯能源效能的评估方案，提出节能电梯，以此为电梯的现代化发展奠定基础。一方面是依据动态测量的电梯能耗模型分析其中的原理，电梯的能源消耗包含了开关门、待机、休眠等情况。另一方面是满足动态测量的电梯能耗模型。在设计模型中，包含了参数、储备电梯基础配置信息、建筑楼层信息、客流划分以及电梯调度等模块。

2 曳引式电梯的节能改造应用分析

不管是曳引式电梯，还是一般的电梯，其主要是为了将乘客或者是货物传递到要求的楼层，这一过程就是电梯机电系统进入到能源转变或者是进行做功的过程。在实际工作中，系统的势能会依据高度的不断的变化而改变，同时因为其速度没有变化，所以动能是不会产生改变的。但在实际发展中，电梯会出现启动或者是轻质的缓冲能力，为了保障电梯可以结合规定的速度发展，电梯系统的动能也要跟随它进行变化，这样促使整体机电系统的综合能量也在不断被改变，其需求的外在能源包含了电能，但是在实际运行中由于缆绳或者是其他位置出现能源的损耗。

在曳引式电梯系统中，电梯在工作中，需要将规定的位能载荷传递到要求的区域，在电梯上升阶段，对重中储备的势能会逐渐转变为系统要求的动能，或者是桥厢的势能。在电梯下降阶段，轿厢从上升过程中获取到的势能也会出现反转，变成系统需求的动能和对重的势能。

除去电梯自身能量的转换以外，电梯还要从外界连接能源，在曳引式电梯的电动工作中，外界电能会从接线网通过电机的整流、滤波和逆变专递到制动系统当中，之后将电能转换为电梯系统的整个机械能源。曳引式的电梯在获取外界机械能以后，也会结合曳引机再次驱动曳引系统，在曳引处于发电阶段，机械可以再次转变为电能，转换来的电能可以从二极管通过，提升母线的电压，通过设计单元再次加工，以此构成电阻的热量推广出去。

带能耗制动电阻的调节影响力，主要是依据将电机回馈获取的电能通过电阻发热之后推广出去，并且也无法再次应用。曳引式电梯若是要达到节能改造，最先要从这一阶段的热量实施工作。在电力电子技术不断创新的现阶段，各种能量回馈设施也在逐渐涌现。

总而言之，上文通过分析曳引式电梯的能效建模与节能相关情况，明确在电梯能耗建模过程中，只关注规定的工作情况，没有了解客流分布和电梯调度状况。由此，在实际发展中，曳引式电梯的能耗建模与节能工作需要加大对市场发展的认识，结合应用者的情况，确定降低能源消耗的方案。

参考文献：

[1]姜铭实.高速群控电梯系统的能耗计算与分析[D].济南：山东建筑大学，2015.