我们可以把电梯简单理解成一个两端分别悬挂轿厢和配重的定滑轮组,起滑轮作用的曳引机实际上就是一部电动机。当电动机正向或者反向旋转时,轿厢会相应的上行或者下行,实现了电梯运送乘客或者货物的目的。位于电梯控制系统中的变频器是驱动电动机运行的装置。一般来讲,电梯平衡系数为50%左右,即轿厢内放置50%左右载重时,轿厢与电梯配重的重量相当。
电梯驱动控制系统的节能
电梯驱动控制系统经历了从交流单速双速的交流异步电机变极调速到交流调压调速ACVV(Alternation Current Variable Voltage),再到目前的变压变频调速VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)。一般电梯中的搭配是用变压变频调速控制永磁同步曳引机驱动。电梯的变压变频调速是通过改变电机输入端的电压和频率来实现的,利用变频器控制输入电压和频率的比值保持固定不变(U/F=const),来实现速度的平滑调节。VVVF调速克服了前两种调速系统效率低,速度调节不平滑等缺点,且比ACVV调速节能达30%。具有、节能、乘坐舒适等特点,是当前电梯理想、的调速装置。实现VVVF电梯是代说得上的节能电梯,而永磁同步电机替代了涡轮蜗杆电机,使电梯电机功率大幅度下降,使电梯进入了第二代节能效果,今天我们这里阐述的是第三代节能电梯,适用范围广,可以使电梯运行发电的电能再利用。
我们可以将电梯的运行分为以下几种情况:
(1)轿箱或配重较轻的一边上升,比如空车上行和满载下行,这是系统释放势能的过程,此时曳引机工作在发电状态。
(2)轿箱或配重较轻的一边下降,比如空车下行与满载上行,此时系统势能在不断增加,曳引机工作在电动状态。
(3)当电梯到达所在楼层减速制动时,系统释放动能,此时曳引机也工作在发电状态。
(4)电梯在半载或在接近半载状态下运行,此时曳引机工作在平衡或接近平衡情况,这是电梯运行的概率情况。
当电梯运行在(1)、(3)情况时,曳引机工作在发电状态,所产生的能量通过电动机和变频器转化为变频器直流母线上的直流电能。这些能量被临时存储在变频器直流回路的大电容中,随着电梯工作时间的持续,电容中的电能和电压会逐渐升高,导致过压故障,使电梯停止工作。目前,电梯为了避免过压故障,通常在直流母线上加制动电阻,将这部分能量以发热的方式消耗在制动电阻上。这种方法不仅将能量白白浪费掉,而且对周围环境的影响很大。有些情况下,给机房散热的空调和风机等设备的耗电量甚至超过了电梯本身。