Leverandører af energibesparende elevatorudstyr minder dig om, at med den løbende forbedring af miljøbevidstheden er energibesparelse og miljøbeskyttelse blevet en grundlæggende national politik med praktisk betydning, som Kina går ind for. I dagens stadig mere konkurrenceprægede elevatorindustri er indførelsen af nye teknologier, højere hastigheder og tungere belastninger de mest fremtrædende aspekter, der fremhæver produktfordele. Det kan dog ikke benægtes, at de økonomiske og miljømæssige fordele ved elevatorer, efter de er taget i brug, også er faktorer, der skal overvejes ved køb af elevatorer.
1. Elevatorernes grundlæggende struktur og driftsstatus
1. Elevatorens grundstruktur
I dag består elevatorer hovedsageligt af trækkraftmaskiner, styresystemer, kabinesystemer og dørsystemer. De består af et vægtbalanceringssystem, et elektrisk drivsystem, et elektrisk styresystem, et sikkerhedssystem osv. Disse dele er installeret i henholdsvis bygningens skakt og maskinrum. Normalt anvendes der stålwiretransmission, hvor stålwiren vikles omkring trækhjulet og forbinder kabinen og modvægten i begge ender. Trækkraftmaskinen driver trækhjulet for at løfte og sænke kabinen.
2. Analyse af elevatorens driftsstatus:
Når elevatoren kører opad, forbruger den energi, og når elevatoren kører ned fra et højtliggende sted, frigiver den energi. Lasten, der trækkes af trækkraftmaskinen i elevatoren, består af personvognen og modvægten. For at afbalancere trækbelastningen er de to kun afbalancerede, når vognens last lægges til 50% af vognens nominelle last (for eksempel har en personelevator med en last på 1050 kg ca. 7 passagerer). Selvom denne bevægelse ændrer det maksimale energiforbrug, kan den ikke ændre det gennemsnitlige energiforbrug. I faktisk brug er hyppigheden af forekomsten af modvægtens vægt relativt lav, da vognens vægt plus passagerernes vægt er nøjagtigt lig med modvægtens vægt. Så elevatorernes driftstilstand er grundlæggende i en ubalanceret tilstand, og det er også meget sandsynligt, at vognen vil gå ned, når der er mange passagerer, og hæve sig igen, når der er få eller ingen passagerer. Hvis den første situation opstår, når passagerernes gravitationelle potentielle energi frigives, og den anden situation opstår, når modvægtens gravitationelle potentielle energi frigives, er hastigheden på grund af effekten af den potentielle belastning højere end den synkrone hastighed, dvs. når n>no, sliphastigheden s=(no - n)/no<0, vendes den rotorinducerede elektromotoriske kraft, statorviklingen sender elektrisk energi tilbage til nettet, og T-retningen er modsat hastighedsretningen. Motoren sender ikke kun elektrisk energi tilbage, men genererer også et mekanisk bremsemoment på akslen. Sætningen er:. På grund af irreversibiliteten af AC/DC-ensretningskredsløbet i elevatorens frekvensomformer kan den genererede elektricitet dog ikke sendes tilbage til nettet, hvilket resulterer i en stigning i spændingen i begge ender af hovedkredsløbets kondensator og generering af "pump up-spænding". Generelt bruger elevatorer med variabel frekvens modstande til at forbruge lagret elektrisk energi i kondensatorer for at forhindre overspænding af kondensatoren. Under elevatordrift udsender disse modstande en stor mængde varme (med en overfladetemperatur på over 100 ℃), og denne spildte energi tegner sig for 25% til 45% af elevatorens samlede elforbrug. Modstandenes energiforbrug reducerer ikke kun systemets effektivitet, men genererer også en stor mængde varme, der accelererer strømmen af støv i luften i maskinrummet, absorberer statisk elektricitet og påvirker miljøet omkring elevatorens styreskab i høj grad. Samtidig vil temperaturstigningen forkorte levetiden for elevatorens originale komponenter betydeligt, og komponenternes ældning og svigt vil fortsætte. For at sænke temperaturen i computerrummet til stuetemperatur og forhindre elevatorfejl forårsaget af høje temperaturer,Brugere skal installere klimaanlæg eller ventilatorer med store udstødningsmængder; I maskinrum med høj elevatoreffekt skal flere klimaanlæg og ventilatorer ofte startes samtidigt. Gør elevatorer og klimaanlæg til de mest energikrævende "elektriske tigre".
2. Driftsprincip for elevatorens energifeedbackenhed
For at spare energi i elevatorer er nøglen at udnytte den elektriske energi, der genereres af trækkraftmaskinen, under strømproduktionen. Energien, der genereres af bremsemodstanden, konverteres derefter tilbage til vekselstrøm gennem inversion, leveres til andet elektrisk udstyr eller føres tilbage til elnettet. Den generelle energiinversionseffektivitet er omkring 85 %, og energiforbruget for den ovennævnte bremsemodstand tegner sig for 25 % til 45 % af elevatorens samlede elforbrug. Hvis etagen er højere, eller elevatorens hastighed er hurtigere, vil feedbackeffekten af elektrisk energi være mere tydelig. Hovedkredsløbsstrukturen i energifeedbacksystemet består hovedsageligt af filterkondensatorer, tre IGBT-fulde broer, serieinduktorer og perifere kredsløb. Indgangsenden af elevatorens energifeedbacksystem er forbundet til DC-bussiden af elevatorfrekvensomformeren, og udgangsenden er forbundet til netsiden. Når elevatorens trækkraftmaskine kører i elektrisk tilstand, er alle kontakter i energifeedbacksystemet i slukket tilstand. Når trækkraftmaskinen kører i strømproduktionstilstand, øges pumpespændingen på DC-bussiden af frekvensomformeren og opfylder andre inversionsbetingelser. Derefter begynder energifeedbacksystemet at fungere. Når den aktuelle energi på jævnstrømsforsyningen føres tilbage til nettet, falder spændingen på jævnstrømsbussen, indtil den falder tilbage til den indstillede værdi, og systemet holder op med at virke.
Den aktive inverter, der konverterer jævnstrømsenergi til vekselstrømsenergi, er essensen af elevatorenergifeedback. Formålet er at give feedback på den elektriske energi, der genereres af trækkraftmaskinen under strømproduktionen, via inverteren, hvilket opnår energibesparelser og undgår forurening af elnettet forårsaget af inverterens output. Så i processen med energifeedback, der genereres af trækkraftmaskinens strømproduktion, skal fire kontrolbetingelser være opfyldt med hensyn til fase, spænding og strøm:
a) Systemet kan ikke startes tilfældigt. Inverterenheden starter kun og giver energifeedback, når DC-busspændingen overstiger den indstillede værdi;
b) Inverterstrømmen skal opfylde behovet for feedbackeffekt og må ikke overstige den maksimale strøm, der er tilladt af inverterkredsløbet;
c) Inverterprocessen skal synkroniseres med elnettets fase, og energifeedbacken til elnettet skal være i højspændingsenden af elnettet;
d) Minimér forureningen af elnettet forårsaget af inverterprocessen så meget som muligt.
3. Hardwaredesign af elevatorens energifeedbacksystem
1. Strømomformerkredsløb
I effektinverterkredsløbet omdannes den jævnstrøm, der er lagret på DC-bussiden af elevatorfrekvensomformeren under drift af elevatorens trækkraftmaskine i strømgenereringstilstand, til vekselstrøm ved at styre tænd/sluk-afbryderen. Det er hovedkredsløbet i elevatorens energifeedbacksystem, som har forskellige strukturer i henhold til forskellige klassifikationer af inverterkredsløb. Ved at styre tænd/sluk-afbryderen omdannes den jævnstrøm, der er lagret på DC-bussiden af elevatorfrekvensomformeren under drift af trækkraftmaskinen i strømgenereringstilstand, til vekselstrøm. I et kredsløb kan de øvre og nedre afbrydere på den samme broarm ikke lede samtidigt, og ledningstiden og -varigheden for hvert element styres i henhold til inverterstyringsalgoritmen.
2. Netsynkroniseringskredsløb
Fasesynkroniseringskontrollen spiller en nøglerolle i, om elevatoren effektivt kan give feedback på energien på DC-bussen til elnettet. Netsynkroniseringskredsløbet anvender synkronisering af netspændingen, og for at undgå dødzoneeffekter under kommutering betjenes kontakterne ved 120 grader på den samme broarm. Det logiske forhold mellem netsynkroniseringssignalet og elnettets nulkrydsningssignal opnås gennem en komparator, og forholdet mellem netsynkroniseringssignalet for hver kontaktenhed og elnettets spænding opnås gennem Multisim-simulering. Hver kontakt har en arbejdsvinkel på 120 grader og er placeret 60 grader i rækkefølge. Til enhver tid er kun to kontaktrør i inverterbroen ledende, hvilket sikrer sikker og pålidelig drift. Derudover fungerer hver to kontakter i elnettets højeste spændingsområde, hvilket resulterer i høj invertereffektivitet.
3. Spændingsdetekteringsstyringskredsløb
På grund af den høje spænding på DC-bussiden af elevatorfrekvensomformeren er det nødvendigt først at bruge modstande til spændingsdeling og derefter isolere og reducere busspændingen via Hall-spændingssensorer og konvertere den til et lavspændingssignal. I spændingsdetekteringskredsløbet anvendes en hysteresesporingssammenligningskontrolmetode, som tilføjer positiv feedback på basis af komparatoren og giver to sammenligningsværdier for komparatoren, nemlig den øvre og den nedre tærskelværdi. Implementeret af hardwarekredsløb er styringen både hurtig og præcis. Spændingsdetekteringskredsløbet kan ikke kun undgå den øjeblikkelige superposition af interferenssignaler på spændingssignalet, hvilket får komparatorens udgangstilstand til at ryste, men også forhindre energifeedbacksystemet i at starte og lukke for ofte.
4. Strømdetekteringsstyringskredsløb
I forbindelse med energifeedback skal strømmen opfylde dens effektkrav, og den effekt, der føres tilbage til nettet, skal være større end eller lig med den maksimale effekt, når trækkraftmaskinen er i genererende tilstand, ellers vil spændingsfaldet på DC-bussen fortsætte med at stige. Når spændingen i elnettet er konstant, bestemmes systemets energifeedbackeffekt af feedbackstrømmen. Derudover skal feedbackstrømmen begrænses inden for det nominelle område for inverterens strømafbryder. Desuden tillader reaktansdrosselen mellem elnettet og inverteren store strømme at passere igennem, samtidig med at reaktorens volumen minimeres. Derfor skal reaktorens induktans være en lille værdi for at sikre energifeedback. Strømændringshastigheden er meget hurtig. Samtidig brug af strømhysteresekontrol kan effektivt styre feedbackstrømmen og forhindre overstrømsulykker.
5. Hovedstyrekredsløb
Den centrale processorenhed i elevatorens energifeedbacksystem er det primære styrekredsløb, der bruges til at styre hele systemets drift. Hovedstyrekredsløbet består af en mikrocontroller og perifere kredsløb, der genererer højpræcisions PWM-bølger baseret på styrealgoritmer. På den anden side sikrer IPM-fejlkontrol, baseret på netsynkroniseringssignalet, en sikker og effektiv implementering af hele energifeedbackprocessen.
6. Logikbeskyttelsesstyringskredsløb
Synkroniseringssignalet for nettilslutning, styresignaler for spænding og strøm, IPM-fejlsignal og drevsignaludgang fra hovedstyrekredsløbet skal alle passere gennem det logiske beskyttelsesstyrekredsløb for at opnå logisk drift og endelig sendes til inverterkredsløbet for at styre feedbackprocessen. På denne måde kan det sikres, at vekselstrømsudgangen fra inverteren er synkroniseret med nettet, og det kan også blokere drevsignalet i tilfælde af overstrøm, overspænding, underspænding og IPM-fejl i kredsløbet, hvilket stopper energifeedbackprocessen.
Da elevatorens energifeedbacksystem kun starter, når trækmaskinen er i genererende tilstand, er dets levetid længere end elevatorens. Heraf kan det ses, at anvendelsen af elevatorens energifeedbacksystemer, med hensyn til principper, energibesparende effekter og ydeevne, er værd at fremme kraftigt i dagens stadig mere knappe energimiljø. Dette skaber ikke kun et sundt og godt grønt energibesparende miljø, men imødekommer også landets og regeringens opfordring til energibesparelse og reduktion af forbruget samt opbygningen af et bevaringsorienteret samfund, der bidrager til landets energibesparelses- og emissionsreduktionsindsats.