Der Lieferant des Energierückgewinnungssystems für Aufzüge weist darauf hin, dass die Last eines Aufzugs aus der Kabine und dem Gegengewicht besteht. Nur bei einer Auslastung der Kabine von 50 % befinden sich Kabine und Gegengewicht im Gleichgewicht. Andernfalls entsteht eine Massendifferenz zwischen Kabine und Gegengewicht, die während des Betriebs mechanische Energie erzeugt. Ist die Kabine leichter als das Gegengewicht, erzeugt die Antriebsmaschine des Aufzugs Strom, während beim Abwärtsfahren Energie verbraucht wird. Umgekehrt wird beim Abwärtsfahren Energie verbraucht und beim Abwärtsfahren erzeugt. Fährt der Aufzug mit hoher Last nach unten und mit geringer Last nach oben, wird die erzeugte mechanische Energie durch die Antriebsmaschine und den Frequenzumrichter in Gleichstrom umgewandelt. Das Energierückgewinnungssystem speist diesen Teil der elektrischen Energie ins Stromnetz ein, um elektrische Geräte zu versorgen und so Strom zu sparen. Vereinfacht ausgedrückt: Eine Antriebsmaschine zieht eine Last und verrichtet dabei Arbeit, wodurch mechanische und elektrische Energie umgewandelt wird.
Die sozialen und wirtschaftlichen Vorteile von Aufzugsenergierückgewinnungsgeräten
Erstens trägt es zum Umweltschutz bei. Der energiesparende Aufzug mit Energierückführung speist die während des Betriebs erzeugte Bremsenergie über eine spezielle Rückführungsvorrichtung ins Stromnetz ein und gewährleistet dabei, dass die Wellenform der Funkwelle sinusförmig ist. Nur so werden die Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit erfüllt. Da diese Aufzüge hauptsächlich mit hocheffizienten, wartungsfreien und getriebelosen Antriebsmaschinen ausgestattet sind, benötigen sie kein Öl im Inneren, was sich positiv auf den Umweltschutz auswirkt. Aufzüge sparen somit nicht nur Energie, sondern leisten auch einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz.
Zweitens trägt es zur Erreichung der Ziele Energieeinsparung, Verbrauchsreduzierung und Ressourcenschonung bei. Mit der kontinuierlichen wirtschaftlichen Entwicklung steigt die Anzahl der genutzten Aufzüge, wodurch diese zu den größten Stromverbrauchern zählen. Um Energie zu sparen, setzen viele Unternehmen bereits Energierückgewinnungstechnologien in ihren Aufzügen ein, wodurch jährlich erhebliche Mengen Strom eingespart werden können. Der Einsatz dieser energiesparenden Aufzüge entspricht den Anforderungen eines umweltschonenden Baukonzepts und trägt maßgeblich zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung in China bei. Dies führt zu einer Win-Win-Situation für Wirtschaft und Gesellschaft.
Darüber hinaus können Investitionen und Entwicklungskosten bis zu einem gewissen Grad reduziert werden. Bei Aufzügen mit Energierückführung kann der Einsatz effizienter, getriebeloser Energiesparaggregate die Leistung des Hauptmotors erheblich senken. In der chinesischen Aufzugsindustrie wurde dem Thema Energieeinsparung im Aufzugsbetrieb bisher wenig Beachtung geschenkt, und es fehlten entsprechende Vorschriften zur Begrenzung des Energieverbrauchs von Aufzügen. Dies führte zu einem steigenden Stromverbrauch, ohne dass Energieeinsparungen erzielt wurden. In den letzten Jahren kam es in China landesweit zu anhaltenden Stromengpässen, und die Energieproblematik stellte eine große Bedrohung für die wirtschaftliche Entwicklung des Landes dar. Aus verschiedenen Gründen hat die Energieeinsparung höchste Priorität für die Entwicklung der heutigen Gesellschaft. Daher wurden Aufzüge mit Energierückführung gefördert und eingesetzt, und ihre Anwendungsmöglichkeiten sind vielversprechend. Vor dem Hintergrund der Energieeinsparung haben sie schrittweise eine ressourcenschonende Industrie- und Konsumstruktur geschaffen und damit eine solide Grundlage für den Aufbau einer ressourcenschonenden Gesellschaft mit chinesischen Merkmalen gelegt.
Das Funktionsprinzip der Energierückkopplung im Frequenzumwandlungssystem eines Aufzugs
Um die Energierückkopplungstechnologie in Aufzügen anzuwenden, müssen zunächst mechanische und andere nutzbare Energiequellen vorhanden sein. Anschließend muss die Energie genutzt werden. Daher analysieren wir ihr Funktionsprinzip unter zwei Gesichtspunkten: den Anwendungsvoraussetzungen und dem Funktionsprinzip selbst.
2.1 Voraussetzungen für die Anwendung der Energierückkopplungstechnologie in Aufzugsfrequenzumwandlungssystemen
Um die Energierückkopplungstechnologie anzuwenden, muss zunächst das Vorhandensein nutzbarer Energie im Betriebssystem nachgewiesen werden. Dies ist eine Grundvoraussetzung für die Anwendung dieser Technologie. Daher analysieren wir den Aufzug hinsichtlich seiner Betriebseigenschaften. Während des Betriebs, wenn der Aufzug seine maximale Fahrgeschwindigkeit erreicht, verfügt das System über die höchste mechanische Energie. Diese maximale mechanische Energie wird während des Vorgangs vom Erreichen der Haltestelle bis zum Stillstand schrittweise freigesetzt. In diesem Prozess steht Energie zur Verfügung, die eine Voraussetzung für die Anwendung der Energierückkopplungstechnologie in Frequenzumrichtersystemen von Aufzügen darstellt.
2.2 Funktionsprinzip der Energierückkopplungstechnologie im Frequenzumwandlungssystem von Aufzügen
Aufgrund der vertikalen Bewegungseigenschaften von Aufzügen variiert die potenzielle Energie. Das Aufzugssystem nutzt Gegengewichte, um dieses Problem zu lösen. Allerdings ist die Kabine und das Gegengewicht in der Regel erst dann im Gleichgewicht, wenn die Auslastung etwa 50 % erreicht. Dann ist der Massenunterschied zwischen beiden minimal, und somit auch die während der Bewegung erzeugte und verbrauchte Strommenge. Die Auslastung der Aufzugskabine ist üblicherweise nicht konstant. Durch den Einsatz von Energierückkopplungstechnologie kann der Aufzug bei geringer Auslastung beim Aufwärtsfahren durch die Traktionsmaschine Strom erzeugen und diesen beim Abwärtsfahren verbrauchen. Bei hoher Auslastung hingegen verbraucht der Aufzug Strom, während der Aufzug Strom erzeugt. Dabei wird die durch die Aufwärtsbewegung des Aufzugs erzeugte mechanische Energie mithilfe der Traktionsmaschine und eines Frequenzumrichters in Gleichstrom umgewandelt. Über eine Energierückkopplungseinheit kann dieser Teil der elektrischen Energie in das lokale Stromnetz des Aufzugssystems eingespeist werden. So können alle elektrischen Geräte im Netz die erzeugte Energie nutzen und den Stromverbrauch des Systems senken. Die hier verwendete Traktionsmaschine entspricht einem Elektromotor. Im Betrieb des Aufzugsystems verrichtet die Traktionsmaschine Arbeit an der Last und wandelt dabei mechanische Energie in elektrische Energie um. Im Normalbetrieb verbraucht sie elektrische Energie, um die Last zu bewegen.
Vorteile der Energierückführung in Aufzugsanwendungen
3.1 Energiesparende Anwendung der Energierückkopplungstechnologie im Frequenzumrichtersystem eines Aufzugs
Durch die Energierückkopplungstechnologie verändert das Frequenzumrichtersystem des Aufzugs die Funktion des Elektromotors. Dabei wird die mechanische Bewegungsenergie des Aufzugs beim Entlasten in elektrische Energie umgewandelt und im Kondensator des Zwischenkreises des Frequenzumrichters gespeichert. Während des Speichervorgangs können Wechselrichter ohne Energierückkopplung die durch die Umwandlung mechanischer in thermische Energie mittels Bremseinheiten und Hochleistungswiderständen entstehende Wärmeentwicklung effektiv reduzieren. Durch die Nutzung der in den Kondensatoren gespeicherten Energie wird die Wärmeerzeugung deutlich verringert, wodurch der Einsatz von Lüftern und Klimaanlagen zur Wärmeabfuhr im Maschinenraum entfällt. Die nicht verbrauchte Wiederverwendung der gespeicherten Energie verdeutlicht den energiesparenden Effekt der Energierückkopplungstechnologie in Aufzugsfrequenzumrichtersystemen.
3.2 Energiesparpotenzial von Aufzügen mit Energierückführungseinrichtungen
Nach Analyse, Berechnung und praktischer Messung lässt sich feststellen, dass die Stromeinsparung von Faktoren wie der Anzahl der Aufzugsfahrten, der Tragfähigkeit, der Förderhöhe und dem Gesamtwirkungsgrad des Aufzugs abhängt. Generell gilt: Aufzüge mit hoher Nutzungsfrequenz, hoher Nenngeschwindigkeit, großer Nenntragfähigkeit und großer Förderhöhe weisen deutlichere Energieeinsparungen auf. Im umgekehrten Fall ist die Energieeinsparung hingegen gering.
Anwendung von Energierückkopplung in einem Aufzugsfrequenzumwandlungssystem
4.1 Aufzüge eignen sich für den Einbau von Energierückkopplungsgeräten
Elektrische Energie ist eine der wichtigsten Energiequellen in der modernen Produktion und im Alltag. Angesichts des aktuellen Konzepts der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung ist jedoch eine sorgfältige Planung und Kontrolle des rationellen Umgangs mit Elektrizität unerlässlich. Bei der kontinuierlichen Auf- und Abwärtsbewegung eines Aufzugs wird ständig Energie verbraucht und umgewandelt. Bei Höchstgeschwindigkeit ist die mechanische Energie des Aufzugs maximal. Im Stillstand, beim langsamen Anfahren oder beim langsamen Anhalten ist die mechanische Energie geringer als bei Höchstgeschwindigkeit. Die überschüssige Energie wird lediglich in Form von Wärme abgeführt. Da Aufzüge häufig genutzt werden, akkumuliert sich diese Energie allmählich und macht einen großen Teil des Gesamtenergieverbrauchs aus. Um diese Energie sinnvoll zu nutzen, sie für die Produktion und den täglichen Gebrauch nutzbar zu machen und so Energie zu sparen, sind verschiedene Maßnahmen erforderlich. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass Aufzüge für die Installation von Energierückgewinnungssystemen geeignet sind.
Angesichts der zunehmenden Verknappung nicht erneuerbarer Ressourcen sind die Reduzierung des unnötigen Energieverbrauchs im Produktionsprozess und die Verbesserung der Energieeffizienz wichtige Voraussetzungen für eine nachhaltige Entwicklung und stehen im Einklang mit Chinas Energiestrategie. Der Energierückkopplungs-Frequenzumrichter kann die Blindleistung des Motors im Vorwärtslauf effektiv reduzieren und sicherstellen, dass überschüssige Energie im Rückwärtslauf ins Netz zurückfließen kann. Für die zukünftige Entwicklung von Aufzügen im Hightech-Bereich benötigt der Markt dringend Produkte mit niedrigen Preisen, hoher Zuverlässigkeit, langer Lebensdauer und geringen Betriebskosten. Energierückkopplungs-Aufzüge werden sich daher mit Sicherheit am Markt durchsetzen. Aus diesem Grund sollten die zuständigen Fachkräfte die Forschung an Energierückkopplungs-Frequenzumrichtern fortsetzen, deren Anwendung fördern und die Gesamtenergieausnutzung verbessern.