مع النمو السريع لقطاع العقارات، ساهم أيضًا في تطوير صناعة المصاعد. واليوم، أصبحت المصاعد جزءًا لا يتجزأ من المباني الشاهقة. فبالإضافة إلى وظائفها الأساسية، يسعى الناس إلى توفير المزيد من السلامة والراحة، إلا أن قلة من الناس يهتمون باستهلاك المصاعد للطاقة، مما يجعلها ثاني أكثر المعدات استهلاكًا للطاقة في المباني الشاهقة بعد تكييف الهواء.
بدراسة تاريخ تطور المصاعد، نجد أن نظام التحكم في المصاعد، بدءًا من نظام التحكم بالتيار المستمر الأصلي وصولًا إلى نظام التحكم المتزامن بدون تروس ذي المغناطيس الدائم الحالي، قد شهد انخفاضًا في استهلاك الطاقة مع كل خطوة من خطوات تطوير تكنولوجيا المصاعد. ومن هذا المنظور، يُعدّ توفير الطاقة أمرًا حتميًا في تطوير المصاعد. ومع ذلك، لا تزال طريقة الكبح المستخدمة في المصاعد الحالية تعتمد في الغالب على كبح استهلاك الطاقة، مما يؤدي إلى استهلاك الطاقة المتجددة التي يولدها المصعد عن طريق التسخين المقاوم للكبح، مما يتسبب في فقدان كبير للطاقة، ويرفع درجة حرارة غرفة الماكينة، مما لا يؤدي فقط إلى هدر ثانوي للطاقة، بل يؤثر أيضًا على التشغيل العادي للمصعد.
تنص المادة 7 من قانون سلامة المعدات الخاصة لجمهورية الصين الشعبية على أن وحدات إنتاج وتشغيل واستخدام المعدات الخاصة يجب أن تمتثل لهذا القانون والقوانين واللوائح الأخرى ذات الصلة، وإنشاء وتحسين نظام مسؤولية سلامة المعدات الخاصة وتوفير الطاقة، وتعزيز إدارة سلامة المعدات الخاصة وتوفير الطاقة، وضمان إنتاج وتشغيل واستخدام سلامة المعدات الخاصة، وتلبية متطلبات توفير الطاقة.
مصعد ميكانيكي موفر للطاقة، يعمل بنظام الجر، حيث يتم توصيل العربة بطرف حبل فولاذي، وتوصيل ثقل الموازنة بطرف آخر، مما يسمح بتحريك العربة وثقل الموازنة صعودًا وهبوطًا. يحتوي جرار المصعد على ترس وبدون ترس.
تقنية توفير الطاقة في المصاعد
عادةً ما تُدار الجرارات المُسننة بواسطة علبة تروس لتحريك عجلة الجر، وتُدار علبة التروس عادةً بواسطة ترس حلزوني، بنسبة تخفيض 35:2. أما الجرارات بدون تروس، فتعمل بمحرك متزامن مغناطيسي دائم بتيار متردد، ونسبة اللف عادةً ما تكون 2:1 أو 1:1.
من منظور تحليل توفير طاقة المصعد، يُعدّ الجرار بدون تروس أفضل من الجرار المُسنّن، ولكن إذا كان عليك استخدام الجرار المُسنّن كمصدر للطاقة، فاستخدم جرارًا مُسنّنًا عالي الكفاءة. يُقسّم الجرار المُسنّن، وفقًا لنوع آلية التشغيل الرئيسية، إلى ثلاثة أنواع: الحلزوني، والترس المخروطي، والترس الكوكبي. كفاءة نقل الحلزون منخفضة جدًا، حوالي 70% فقط؛ بينما يتمتع كلٌّ من ناقل الحركة الكوكبي والترس المخروطي بكفاءة نقل عالية، يمكن أن تصل إلى أكثر من 90%، ولكن نظرًا لمتطلبات دقة تصنيع التروس العالية والتكلفة العالية، فإن تطبيقه محدود.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمحرك التروس استخدام محرك متزامن مغناطيسي دائم، وهو أكثر كفاءة بنسبة 10% على الأقل من المحرك غير المتزامن بالتيار المتردد، وهو تعديل موفر للطاقة للجرارات ذات التروس.
يتميز الجرار المتزامن ذو المغناطيس الدائم بمزايا لا تُضاهى مقارنةً بالجرار ذي التروس. فهو لا يحتاج إلى سحب تيار خامل من الشبكة، لذا فإن معامل قدرته مرتفع نسبيًا؛ كما أنه لا يحتاج إلى تحريض اللفات المغناطيسية، ولا يوجد أي فقد في الحث، بفضل انخفاض تسخين السطح وكفاءته العالية، ويمكن تحسينه بنسبة 20% إلى 40%. يعتمد الجرار المتزامن ذو المغناطيس الدائم على التحكم في المجال المغناطيسي للدوار، ويتمتع بنفس خصائص التحكم الممتازة في السرعة وعزم الدوران مثل محرك التيار المستمر، كما أن تيار بدء التشغيل والكبح أقل بكثير من المحرك الحثي، مما يقلل من الطاقة المطلوبة للمحرك وسعة محول التردد.
هناك العديد من الطرق لتوفير الطاقة في نظام التحكم في المصعد، أحدها هو توفير الطاقة باستخدام تنظيم التردد المتغير، والأخرى هي استخدام أجهزة التغذية الراجعة لتوفير الطاقة.
تردد شبكة الطاقة المستخدمة في الصين هو 50 هرتز، ما يسمى بتعديل التردد المتغير لتوفير الطاقة، يشير عادة إلى تعديل السرعة أقل من 50 هرتز، أي تعديل التردد أقل من التردد الأساسي.
عند التردد الأساسي أسفل تعديل السرعة، أي تعديل السرعة تحت عزم الدوران الثابت، وفقًا لمبدأ المحرك الكهربائي، يمكن معرفته بواسطة T = 9.55P / n، عندما يظل عزم الدوران T دون تغيير، ستتغير الطاقة P مع التغيير في السرعة n، أي عندما تزيد n، ستزداد P أيضًا، وعندما تقل n، ستنخفض P أيضًا.
في التشغيل العادي للمصعد، وفقًا لعدد الركاب في المقصورة، يمكن إخراج الوظيفة المقابلة بواسطة محول التردد، أي عندما يكون عدد الركاب كبيرًا، يكون خرج محول التردد أكبر، وعندما يكون عدد الركاب صغيرًا، يكون خرج محول التردد أصغر، وبالتالي تجنب ظاهرة السيارات الصغيرة، وبالتالي تحقيق غرض توفير الطاقة للمصعد.
٢. باستخدام نظام توفير الطاقة في جهاز التغذية الراجعة، ووفقًا لمبدأ الحفاظ على الطاقة، عند رفع الأحمال الخفيفة، وخفض الأحمال الثقيلة، وخفض المستوى، يتم تحويل الطاقة الزائدة (بما في ذلك الطاقة الحركية والطاقة الكامنة) إلى كهرباء متجددة من خلال المحرك الكهربائي ومحول التردد، وتستهلكها مقاومة التسخين. سيؤدي الاستخدام المتكرر إلى ارتفاع درجة حرارة غرفة الماكينة، مما يتطلب تجهيزها بتكييف هواء للتبريد. وإلا، سيرتفع معدل تعطل المصعد.
كلما ارتفع مستوى التشغيل، زاد تردد التشغيل، مما أدى إلى زيادة توفير الطاقة، مما يُحسّن كفاءة استخدام الكهرباء بشكل كبير. ووفقًا للإحصاءات، تُشكّل الطاقة المستهلكة من مُقاوم فرامل المصعد ما بين 25% و35% من إجمالي استهلاك الكهرباء للمصعد، وإذا أمكن إعادة تدوير هذا الجزء من الطاقة واستخدامه، يُمكن تحقيق هدف توفير الكهرباء.
تقنية توفير الطاقة في المصاعد
لا تستطيع سلسلة IPC-PFE من أجهزة توفير طاقة المصاعد التي تنتجها شركة Shenzhen Hexing Ga Energy Technology Co.، Ltd. تقليل درجة حرارة غرفة الماكينة فحسب، بل يمكنها أيضًا استعادة الطاقة المتجددة بشكل فعال، أو إعادة التغذية إلى الشبكة، أو توفير معدات كهربائية أخرى (تكييف الهواء، وأجهزة الكمبيوتر، والأضواء الكهربائية، وما إلى ذلك) لتوفير طاقة الشبكة.
من المؤكد أن تكنولوجيا توفير الطاقة وتخفيضها في المصاعد ستصبح اتجاهًا مهمًا للبحث والتطوير المستقبلي للمصاعد، وستصبح أيضًا واحدة من رواد سياسة "توفير الطاقة وتخفيض الانبعاثات" الوطنية.