Birgjar orkusparandi lyftubúnaðar minna á að með sífellt aukinni umhverfisvitund hafa orkusparnaður og umhverfisvernd orðið grundvallaratriði í þjóðarstefnu Kína með hagnýtri þýðingu. Í sífellt samkeppnishæfari lyftuiðnaði nútímans eru innleiðing nýrrar tækni, meiri hraði og þyngri byrðar helstu þættirnir sem undirstrika kosti vörunnar. Hins vegar er ekki hægt að neita því að efnahagslegur og umhverfislegur ávinningur af lyftum eftir að þær eru teknar í notkun eru einnig þættir sem þarf að hafa í huga við kaup á lyftum.
1. Grunnbygging og rekstrarstaða lyfta
1. Grunnbygging lyftunnar
Nú til dags eru lyftur aðallega samsettar úr dráttarvélakerfum, leiðsögukerfum, bílakerfum og hurðakerfum. Þær eru samsettar úr jafnvægiskerfi, rafknúnu drifkerfi, rafstýrikerfi, öryggiskerfi o.s.frv. Þessir hlutar eru settir upp í skaftinu og vélaherbergi byggingarinnar, hver um sig. Venjulega er notaður stálvírreipi, þar sem stálvírreipin vefjast utan um dráttarhjólið og tengir vagninn og mótvægið í báðum endum. Dráttarvélin knýr dráttarhjólið til að lyfta og lækka vagninn.
2. Greining á stöðu lyftunnar:
Þegar lyftan keyrir upp á við neytir hún orku og þegar hún fer niður af hæð losnar orku. Álagið sem togvélin í lyftunni dregur saman er samsett úr fólksvagninum og mótvægi. Til að jafna álagið er jafnvægi á milli þeirra tveggja þegar álagið á vagninn er bætt við 50% af nafnálagi vagnsins (til dæmis, farþegalyfta með 1050 kg álag hefur um 7 farþega). Þó að þessi hreyfing breyti hámarksorkunotkuninni getur hún ekki breytt meðalorkunotkuninni. Í raunverulegri notkun er tíðni álags á mótvægi tiltölulega lág, þar sem þyngd vagnsins ásamt þyngd farþeganna er nákvæmlega jöfn þyngd mótvægisins. Þannig er rekstrarástand lyftunnar í grundvallaratriðum í ójafnvægi og það er líka mjög líklegt að vagninn fari niður þegar margir farþegar eru og upp aftur þegar fáir eða engir farþegar eru. Ef fyrsta tilfellið kemur upp þegar þyngdarorku farþega losnar, og seinni tilfellið þegar þyngdarorku mótvægisins losnar, þá er hraðinn hærri en samstilltur hraði vegna áhrifa spennuálagsins, þ.e. þegar n>no, rennihraðinn s=(no - n)/no<0, þá snýst rafhreyfikrafturinn sem snúið er við, statorvindingin sendir raforku til raforkukerfisins og T-áttin er gagnstæð hraðaáttinni. Mótorinn sendir ekki aðeins raforku til raforku heldur býr einnig til vélrænt hemlunarvægi á ásnum. Setningin er:. Hins vegar, vegna óafturkræfni AC/DC leiðréttingarrásarinnar í tíðnibreyti lyftunnar, er ekki hægt að senda rafmagnið sem myndast til raforku til raforkukerfisins, sem leiðir til aukinnar spennu í báðum endum aðalrásarþéttisins og myndunar á „dæluspennu“. Almennt nota lyftur með breytilegri tíðni viðnám til að neyta geymdrar raforku í þéttum til að koma í veg fyrir ofspennu í þéttinum. Við notkun lyftunnar gefa þessir viðnámar frá sér mikinn hita (með yfirborðshita yfir 100 ℃) og þessi sóun á orku nemur 25% til 45% af heildarrafmagnsnotkun lyftunnar. Orkunotkun viðnáma dregur ekki aðeins úr skilvirkni kerfisins heldur myndar einnig mikinn hita sem hraðar rykflæði í loftinu í vélarúminu, gleypir stöðurafmagn og hefur mikil áhrif á umhverfið í kringum stjórnborð lyftunnar. Á sama tíma mun hækkun hitastigs stytta verulega endingartíma upprunalegu íhluta lyftunnar og öldrun og bilun íhluta mun halda áfram. Til að lækka hitastig tölvuherbergisins niður í stofuhita og koma í veg fyrir bilanir í lyftunni af völdum mikils hitastigs,Notendur þurfa að setja upp loftkælingar eða viftur með miklu útblástursmagni; Í vélarúmum með mikla lyftuafl þarf oft að ræsa margar loftkælingar og viftur samtímis. Gera lyftur og loftkælingar að orkufrekustu „rafmagnstígrum“.
2. Virknisregla orkuendurgjöfarbúnaðar lyftunnar
Til að spara orku í lyftum er lykilatriðið að nýta raforkuna sem myndast af dráttarvélinni við raforkuframleiðslu. Orkan sem myndast af hemlunarviðnáminu er síðan breytt aftur í riðstraum með umsnúningi, veitt öðrum rafbúnaði eða send aftur inn á raforkukerfið. Almenn orkuumsnúningsnýtni er um 85% og orkunotkun hemlunarviðnámsins sem getið er hér að ofan nemur 25% til 45% af heildarraforkunotkun lyftunnar. Ef gólfið er hærra eða lyftuhraðinn er meiri verða afturvirkni raforkunnar augljósari. Aðalrásarbygging orkuumsnúningskerfisins samanstendur aðallega af síunarþéttum, þremur IGBT brúm, raðspólum og jaðarrásum. Inntaks-endi orkuumsnúningskerfis lyftunnar er tengdur við jafnstraumsbusshlið tíðnibreytisins og úttaks-endi er tengdur við raforkukerfið. Þegar dráttarvélin er í rafmagnsham eru allir rofar orkuumsnúningskerfisins í slökktri stöðu. Þegar dráttarvélin er í raforkuframleiðsluham eykst dæluspennan á jafnstraumsbusshlið tíðnibreytisins og uppfyllir aðrar umsnúningsskilyrði. Eftir það byrjar orkuendurgjöfin að virka. Þegar straumurinn á jafnstraumsspennunni er sendur aftur inn í raforkukerfið lækkar spennan á jafnstraumsspennunni þar til hún fellur aftur niður í stillt gildi og kerfið hættir að virka.
Virkur inverter sem breytir jafnstraumsorku í riðstraumsorku er kjarninn í orkuendurgjöf lyftunnar. Tilgangurinn er að endurgjafa raforkuna sem dráttarvélin myndar við orkuframleiðslu í gegnum inverterinn, til að ná fram orkusparnaði og forðast mengun í raforkukerfinu af völdum invertersins. Þannig að í orkuendurgjöfinni sem dráttarvélin myndar við orkuframleiðslu verður að uppfylla fjögur stjórnunarskilyrði hvað varðar fasa, spennu og straum:
a) Ekki er hægt að ræsa kerfið af handahófi. Inverterinn ræsir aðeins og gefur orkuendurgjöf þegar jafnspennan á jafnstraumsbussanum fer yfir stillt gildi;
b) Straumur invertersins verður að uppfylla kröfur um afturvirkt afl og má ekki fara yfir hámarksstraum sem inverterrásin leyfir;
c) Inverterferlið þarf að vera samstillt við fasa raforkukerfisins og orkuendurgjöfin til raforkukerfisins ætti að vera við háspennuenda raforkukerfisins;
d) Lágmarka mengun raforkukerfisins af völdum inverterferlisins eins og kostur er.
3. Vélbúnaðarhönnun á orkuendurgjöfarkerfi lyftunnar
1. Rásrás aflgjafar
Í aflgjafarrásinni er jafnstraumurinn sem geymdur er á DC-rútuhlið lyftutíðnibreytisins meðan lyftuvélin er í gangi í orkuframleiðsluástandi breytt í riðstraum með því að stjórna rofanum á kveikju/slökkvun. Þetta er aðalrásin í orkuendurgjöfarkerfi lyftunnar, sem hefur mismunandi uppbyggingu eftir mismunandi flokkum inverterarása. Með því að stjórna kveikju/slökkvun rofans er jafnstraumurinn sem geymdur er á DC-rútuhlið lyftutíðnibreytisins meðan lyftuvélin er í gangi í orkuframleiðsluástandi breyttur í riðstraum. Í rásinni geta efri og neðri rofar á sama brúararm ekki leitt samtímis og leiðnitími og lengd hvers hlutar er stjórnað samkvæmt inverterastýringarreikniritinu.
2. Samstillingarrás nets
Fasasamstillingarstýringin gegnir lykilhlutverki í því hvort lyftan geti á áhrifaríkan hátt endursent orkuna á jafnstraumsbussanum til raforkukerfisins. Samstillingarrás raforkukerfisins notar spennusamstillingu raforkukerfisins og til að forðast dauðasvæðisáhrif við skiptingu eru rofar starfræktir við 120 gráður á sama brúararm. Rökrétt samband milli samstillingarmerkis raforkukerfisins og núllpunktsmerkis raforkukerfisins fæst með samanburðartæki og samband milli samstillingarmerkis raforkukerfisins frá hverjum rofabúnaði og spennu raforkukerfisins fæst með fjölsímahermun. Hver rofi hefur 120 gráðu vinnuhorn og er staðsettur með 60 gráðu millibili í röð. Á hverjum tíma eru aðeins tvær rofapípur í inverterbrúnni leiðandi, sem tryggir örugga og áreiðanlega notkun. Að auki starfa tveir rofar hvor á hæsta spennusviði raforkukerfisins, sem leiðir til mikillar inverternýtni.
3. Stýrirás fyrir spennugreiningu
Vegna mikillar spennu á jafnstraumsbusshlið lyftutíðnibreytisins er nauðsynlegt að nota fyrst viðnám til spennuskiptingar og síðan einangra og minnka rútuspennuna í gegnum Hall spennuskynjara og breyta henni í lágspennumerki. Í spennugreiningarstýringarrásinni er notuð samanburðarstýringaraðferð með hysteresis mælingu, sem bætir við jákvæðri afturvirkni á grundvelli samanburðarins og veitir tvö samanburðargildi fyrir samanburðarinn, þ.e. efri og neðri þröskuldsgildi. Stjórnunin, sem er framkvæmd með vélbúnaðarrásum, er bæði hröð og nákvæm. Spennugreiningarstýringarrásin getur ekki aðeins komið í veg fyrir að truflunarmerki leggist samstundis yfir spennumerkið, sem veldur því að útgangsástand samanburðarins titrar, heldur einnig komið í veg fyrir að orkuendurvirkjunarkerfið ræsist og lokist of oft.
4. Stýrirás fyrir straumskynjun
Í orkuendurgjöf verður straumurinn að uppfylla aflkröfur sínar og aflið sem sent er aftur til raforkukerfisins verður að vera meira en eða jafnt hámarksafli þegar dráttarvélin er í raforkuframleiðsluástandi, annars mun spennufallið á jafnstraumsbussanum halda áfram að hækka. Þegar spenna raforkukerfisins er stöðug er orkuendurgjöf kerfisins ákvörðuð af endurgjöfstraumnum. Að auki verður endurgjöfstraumurinn að vera takmarkaður innan málsviðs aflgjafarrofa invertersins. Ennfremur leyfir viðbragðsþrýstingurinn milli raforkukerfisins og invertersins stórum straumum að fara í gegn en lágmarkar rúmmál hvarfefnisins. Þess vegna verður spanstuðull hvarfefnisins að vera lítill til að tryggja orkuendurgjöf. Hraði straumbreytinga er mjög mikill. Samtímis notkun straumsýsteresustýringar getur stjórnað endurgjöfstraumnum á áhrifaríkan hátt og komið í veg fyrir ofstraumsslys.
5. Aðalstýringarrás
Miðvinnslueiningin í orkuendurgjöf lyftunnar er aðalstýringarrásin sem er notuð til að stjórna rekstri alls kerfisins. Aðalstýringarrásin samanstendur af örstýringu og jaðarrásum sem mynda nákvæmar PWM-bylgjur byggðar á stýrireikniritum. Hins vegar tryggir IPM bilanastýring, byggt á samstillingarmerki raforkukerfisins, örugga og skilvirka framkvæmd alls orkuendurgjöfarferlisins.
6. Rökrétt verndunarstýringarrás
Samstillingarmerkið fyrir tengingu við raforkukerfið, stjórnmerki fyrir spennu og straum, IPM-villumerki og úttaksmerki frá aðalstýrirásinni þurfa öll að fara í gegnum rökrétta stýrirásina fyrir rökrétta virkni og að lokum vera send til inverterrásarinnar til að stjórna afturvirkni. Á þennan hátt er hægt að tryggja að riðstraumsúttak invertersins sé samstillt við raforkukerfið og einnig loka fyrir akstursmerkið ef um ofstraum, ofspennu, undirspennu og IPM-villur er að ræða í rásinni, sem stöðvar orkuendurvirkni.
Þar sem orkuendurgjöf lyftunnar fer aðeins í gang þegar dráttarvélin er í orkuframleiðsluástandi er endingartími hennar lengri en lyftunnar. Af þessu má sjá að notkun orkuendurgjöfarkerfa lyftunnar, hvað varðar meginreglur, orkusparandi áhrif og afköst, er þess virði að efla kröftuglega í sífellt takmarkaðri orkuumhverfi nútímans. Þetta skapar ekki aðeins heilbrigt og gott grænt orkusparandi umhverfi, heldur svarar einnig kalli landsins og stjórnvalda um orkusparnað og minnkun notkunar, og uppbyggingu samfélags sem miðar að orkusparnaði og losunarminni í landinu.