电梯节能问题探讨

陈笋　赵迪鸣

【摘  要】文章在分析道电梯节能技术在国内外的研究具体状况以及推进到电梯节能必要性的基础上，同时也提出推广电梯节能的相关技术应当采取到的措施，望能对电梯节能技术的发展起到积极的作用。

【关键词】电梯节能;国内外;策略

引言

近年来，我国科学技术的快速发展，同时也推动了电梯行业的发展。电梯节能中存在的问题是当前受到世界广泛关注的能源问题，会对整个社会有着极其重要的作用。为此有关人员应当增大到对绿色节能电梯产业的方针，解决电梯节能中存在的问题才能有效制造到绿色环保的节能电梯。

1.国内外电梯节能技术的现状

我国的高层建筑随处可见，国内绝大多数变频调速电梯，都是采用电梯机组中的电容储存电能方法进行节能的控制。但这种方法的电阻耗能不仅降低了系统的效率，使电阻产生大量热量， 而且恶化了电梯控制柜的周边环境。而建筑物的能耗约占全国总 能耗的1/3左右。近几年来，电梯的生产出货量与整个研发技术水平都有了很大提高和跨越式发展。由于全球能源的逐步减少， 我国政府逐步加 大节能技术研发资金和技术支持， 提倡节能减排，特别是针对建筑设备中的耗能大户电梯。如何创建一个绿色、节能以及环保的电梯行业， 成为我们必须面对的重大课题。从经济效益和环境保护的长远角度来看，我国电梯驱动系统要想实现节能环保， 必须将电梯节能问题放在国家能源战略的首位，进行调度控制，并且开发节能减排技术， 以降低电梯的耗电量， 研发绿色节能环保安全型电梯。因此， 提高能源利用率， 节约能源是一项利国利民的大事。国外的电梯在技术上和使用上均进行了优化设计， 例如，在电梯使用上分层， 单双数进行设置， 保障了电梯优化分配和优化使用， 在很大程度上减少了电梯停止、启动、开门、关门的次数， 从而降低了电梯的使用能耗。

2.电梯节能技术的推广及应用

电梯属于位能负载， 要求频繁的起停， 随着载客量多少的变化、上下行的变换，要求电动机四象限运行。在电梯运行过程中， 空载（轻载）上行或者满载下行时电动机由需要消 耗电能转为发电状态， 电机将处于再生发电制动状态。 为 解决电动机处于再生发电状态产再生能量， 现有的方法是在变频器的直流母线两端并接上能量回馈装置，采用有源逆变技术将再生能量及时高效地逆变为与电网同频率、同相位的交流电反送电网。电梯发电节能装置能有效地将电梯运行过程中储存的电能回送给交流电网供周边其他用电设备使用，节电效果十分明显。此外， 由于无电阻发热元件，机房温度下降， 可以节省机房空调的耗电量， 在许多场合， 节约空调耗电量往往带来更大的节电效果。目前比较常用的是双PWM控制技术。

3.推进我国电梯节能的必要性

推进我国电梯节能工作刻不容缓。 在相同时间内， 电梯运作的次数越多， 其消耗的电能也就越多，其能量最高节约可达70%。我国目前的节能电梯技术在某些方面已经达到了国际先进水平， 但我国的电梯节能技术和手段与发达国家比存在的差距还很大， 其主要体现在：（1）电梯节能工作的起步较晚，工程基础较弱;（2）节能电梯的普及率还很低;（3）国家标准中没有电梯节能方面的强 制性规定，也没有权威的电梯节能标准;（4）电梯节能技术的推广和应用欠缺， 需要 政策导向和法律法规的支持;（5）用户在采购电梯时， 主要考虑电梯的安全和价格因素，不愿意选择价格较高的节能产品;（6）人们对电梯在认识、使用、 选择上仍然存在一些误区。

4.实现电梯节能的途径

电梯的核心是电动机， 而电动机及其负载节约电能的途径有许多， 主要有3大类：

4.1采用回馈制动法

回馈制动法就是将电机已转换到上的机械能， 变换成电能回馈给电 源再生利用， 使单位时间内电动机和负载消耗的电网电能下降。将电动机拖动负载旋转运动具备的机械动能包括位能释放出来， 并且有效地将这部分机械能转换成电能并回馈再生利用， 以达到节约电能的目的。

4.2提高电动机负载的运行效率

电梯的群控技术就是将电梯的驱动用变频器调速取代传统节能方法，最终达到节电的目的。

4.3电梯的群控技术

电梯的群控技术就是合理控制一座建筑物中的所有电梯，协同工作来减少 电梯的能耗。由于电梯全速运行时所消耗的电能远远低于减速和加速时的电能消耗， 电梯停靠的越多，其消耗的电能就越多。所以，利用智能派梯系统的高效派梯，能够有效地减少电梯系统的停靠次数，提高输送效率，从而达到电梯节能的目的。

5.电梯双PWM控制传动系统的工作原理

电梯的整个机电传动控制系统主要由两个控制驱动回路组成， 改变以往的简单驱动 回路设计在双PWM驱动控制传动系统结构中，整流部分和逆变部分均采用全控制IGBT管， 使其电梯电路运行过程中，可以随时实现能量的回馈，同时，电梯的机电线路不会产生过电流，实现交流及快速四象限运转。通过PWM系统的 整流控制，可以很好地实现件能量的双向流动。由于电梯系统电路中的开关元件开通与断开完全是可以控制的， 因此， 其电流波形也可以通过这些开关实现随时控制，在电梯运行的理想状态下认为整流时以实现同相位，在逆变过程中可以实现反相位。由于电梯节能设计中使用了双PWM控制传动系统，基本可以使网测功率达到理想状态值1，使得输入的电流谐波值接近0，消除了电梯运行中对电网的谐波污染。在电梯机系统运转过程中，可以直接对直流电压进行控制，具有很快的反应速度，同时实现了电梯机电系统调速节能与电器绿色环保。

6.推广电梯节能技术应采取的措施

6.1加强电梯再生能量回馈质量技术的研发

改造与推广使用电梯再生能量回馈技术对电梯的节能是至关重要的。提高电梯再生能量回馈的质量，可以减少对公共电网的污染。对符合国家电网的相关要求， 解决电梯再生能量直接返送公共电网与电梯再生能量的间歇性与随机性的问题，使回馈的交流电具有连续性与可预见性。

6.2制定电梯能效标准

有关部门应尽快出台节能电梯标准，并制订节能电梯的认证技术规范，把电梯纳入政府采购节能清单。

6.3制订电梯节能审查和监管制度

不同类型电梯的耗电量的差距很大，再加上再生能量回馈装置的影响，差距将更大。因此需要盡早制订电梯节能审查和监管的制度，鼓励在用梯实施节能技术，并且强制淘汰高耗能电梯。

6.4改进调度控制算法

目前国内的电梯调度算法是让电梯对任意请求都做出立即反应，以最快速度使电梯调度到呼叫楼层， 达到侯梯人等待时间最短的目的。因而，传统电梯调度方式下的电梯载客率很低。这种电梯调度方式可以在效率和能耗之间进行更好的协调， 可以对节能的算法优化设计。于是，为了兼顾电梯的服务效率以及电梯运行和待机过程中的节能问题， 提出了新的调度控制算法。它是基于电梯等待时间的电梯节能新思想及技术，可以合理地配备电梯数量以及选择方式，达到节能的目的。其根据建筑客流特点，通过模拟的自动识别， 确定等待时间并进行派梯，在提高电梯满载率的同时， 减小了启停次数和运行里程， 最终实现了电梯节能。

7.结束语

由上可知，电梯在高层建筑中广泛应用开来，但电梯在运行的过程中具有了消耗电能大的特点，能源节约和如何有效合理使用到能源是当前引起人们广泛关注的一个话题。为此有关人员应当要选择到节能型的产品和使用到节能技术，才能有效降低到电梯的总体能耗。

参考文献

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