エレベーターエネルギーフィードバック装置のサプライヤーは、エレベーターの負荷はかご本体とカウンターウェイトバランスブロックで構成されていることをご承知おきください。かご本体の積載量が50%の場合にのみ、かご本体とカウンターウェイトバランスブロックは基本平衡状態になります。それ以外の場合、かご本体とカウンターウェイトの間に質量差が生じ、エレベーターの運転中に機械的位置エネルギーが発生します。かご本体の重量がカウンターウェイトの重量より軽い場合、エレベーターの上昇用巻上機は発電し、下降用電力は消費されます。逆に、上流側は電力を消費し、下流側は発電します。エレベーターが重い荷物で下降し、軽い荷物で上昇する場合、発生した機械エネルギーは巻上機と周波数変換器を介して直流電気エネルギーに変換されます。エネルギーフィードバック装置は、この電気エネルギーの一部を電力網にフィードバックし、電気機器で使用させることで、省電力を実現します。これは、巻上機が荷物を牽引して作業を行うことで、機械エネルギーと電気エネルギーの変換が完了するプロセスと簡単に理解することもできます。
エレベーターエネルギーフィードバック装置の社会的・経済的利益
まず、グリーン環境保護の目標を達成できます。エネルギーフィードバック型省エネエレベーターは、主にエレベーターの運転中に発生する回生ブレーキエネルギーを、専用のフィードバック装置を介して電力網にフィードバックし、同時に電源側の電波波形が正弦波となるようにすることで、電磁両立性（EMC）の要件を満たすことができます。また、これらのエレベーターは主に高効率でメンテナンスフリーのギアレス牽引機に使用されているため、使用時に内部にオイルを注入する必要がなく、環境保護にもプラスの影響を与えています。エレベーターは省エネだけでなく、環境保護にも大きな効果をもたらします。
第二に、省エネ、消費削減、資源節約という目標を達成できます。経済の継続的な発展に伴い、エレベーターの稼働台数が増加し、電力消費量においてエレベーターは最大の「ユーザー」の一つとなっています。省エネという目標を達成するために、多くの企業がすでにエレベーターにエネルギーフィードバック技術を適用しており、毎年多額の電力を節約しています。この省エネエレベーターの導入は、省エネ志向の設計要件に合致しており、中国における省エネと消費削減に大きなプラス効果をもたらし、経済と社会の双方にメリットをもたらします。
さらに、投資を抑え、開発コストをある程度節約できます。エネルギーフィードバックエレベーターでは、高効率ギアレス省エネホストを使用することで、エレベーターのメインモーターの出力を大幅に削減できます。国内のエレベーター業界では、多くの企業がエレベーターの運転中の省エネ問題に十分な配慮をしておらず、エレベーターのエネルギー消費レベルを制限する関連規制が不足しています。そのため、エレベーターの電力消費量が増加し、省エネ効果が得られていません。近年、中国は全国的に電力不足が続いており、エネルギー問題は国の経済発展にとって大きな脅威となっています。様々な理由から、省エネは現代社会の発展における最優先事項となっています。そのため、エネルギーフィードバック省エネエレベーターは普及・応用が進んでおり、その応用展望は比較的広いです。省エネを背景に、徐々に省資源型の産業構造と消費構造を形成し、中国の特色ある省資源社会の構築に向けた確固たる基盤を築いています。
エレベーター周波数変換システムにおけるエネルギーフィードバックの動作原理
エレベーターにエネルギーフィードバック技術を適用するには、まず利用可能な機械的エネルギーやその他のエネルギーが存在し、そしてそのエネルギーが利用される必要があります。そこで、その動作原理を「適用前提」と「動作原理」という2つの側面から分析します。
2.1 エレベーター周波数変換システムにおけるエネルギーフィードバック技術の適用の前提条件
エネルギーフィードバック技術を適用するには、まずエレベーターの運行システム内に利用可能なエネルギーが存在するかどうかを明確にする必要があります。これは、エネルギーフィードバック技術を活用するための基本条件です。そこで、エレベーターを運行特性の観点から分析します。エレベーターの運行中、最高運転速度に達した時点で、システムは運行中に最大の機械的エネルギーを持ちます。この最大の機械的エネルギーは、停止階に到達してから停止するまでの過程で徐々に放出されます。この過程で利用可能なエネルギーが存在し、これがエレベーター周波数変換システムにエネルギーフィードバック技術を適用するための前提条件となります。
2.2 エレベーター周波数変換システムにおけるエネルギーフィードバック技術の動作原理
エレベーターの上下運動特性上、位置エネルギーは変動します。エレベーターシステムでは、この問題を解決するためにカウンターウェイトバランスブロックを使用します。しかし、通常、エレベーターかごの積載量が約50%に達した時点で、かごかごおよびカウンターウェイトのバランスが取れます。この時、両者の質量差は最小となり、移動中の発電量と消費量が最小になります。エレベーターかごの積載量は通常一定ではありません。エネルギーフィードバック技術を用いることで、負荷が小さい場合、エレベーターは上昇時に巻上機を介して発電し、下降時に蓄電された電力を消費することができます。負荷が大きい場合、上流側で電力を消費し、下流側で発電します。この過程で、エレベーターの上昇運動によって発生した機械エネルギーは、巻上機と周波数変換器を組み合わせることで直流に変換されます。エネルギーフィードバックユニットを使用することで、この電気エネルギーの一部をエレベーターシステムのローカル電気ネットワークにフィードバックすることができます。この時、ネットワーク内のすべての電気機器が生成された電気エネルギーを使用できるため、システムの電力消費を節約できます。ここでいう牽引機は電動モーターに相当します。エレベーターシステムが稼働しているとき、牽引機は荷物に仕事を行い、機械エネルギーを電気エネルギーに変換します。稼働していないときは、荷物の移動を完了するために電気エネルギーを消費します。
エレベーターアプリケーションにおけるエネルギーフィードバックの利点
3.1 エレベーター周波数変換システムにおけるエネルギーフィードバック技術の省エネ応用
エレベーター周波数変換システムは、エネルギーフィードバック技術により、周波数変換器を介して電動モーターの動作を変更し、負荷解放時のエレベーターの機械運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、周波数変換器のDCリンクのコンデンサに蓄えます。コンデンサの蓄電と放電の過程で、非エネルギーフィードバックインバータは、ブレーキユニットと高出力抵抗器によって機械エネルギーが熱エネルギーに変換される際に発生する放熱問題を効果的に解決できます。コンデンサに蓄えられた電気を利用することで、発熱を大幅に削減でき、機械室に放熱用のファンやエアコンを設置する必要がなくなります。蓄えられた電気を消費せずに再利用することで、エレベーター周波数変換システムにおけるエネルギーフィードバック技術の省エネ効果を十分に反映できます。
3.2 エネルギーフィードバック装置を備えたエレベーターの省エネ能力
分析、計算、実測の結果、節約できる電力量は、エレベーターの運行回数、積載量、運転高度、エレベーターの総合効率などの要因に関連していることがわかりました。一般的に、使用頻度が高く、定格速度が速く、定格積載量が大きく、揚程が高いエレベーターは、省エネ効果がより顕著です。逆の場合、省エネ効果は顕著ではありません。
エレベーター周波数変換システムにおけるエネルギーフィードバックの応用
4.1 エレベーターはエネルギーフィードバック装置の設置に適している
電力資源は、現代の生産活動や生活において大きく依存する電力・エネルギー源の一つです。しかしながら、省エネ・排出削減という現代の考え方を踏まえると、電力の合理的な使用についても、一定の計画と管理が不可欠です。エレベーターの連続的な上下運動中、エネルギーは頻繁に利用・変換されます。エレベーターが最高速で上下運動しているとき、その機械的エネルギーは最大となります。停止時、ゆっくりと上下運動を開始した時、あるいはゆっくりと上下運動を停止した時は、最高速で上下運動している時よりも機械的エネルギーは少なくなります。この少ないエネルギーは熱エネルギーとしてのみ消費されます。さらに、エレベーターは頻繁に使用されるため、このエネルギーは徐々に蓄積され、エネルギーの大部分を占めています。このエネルギーを合理的に利用し、生産活動や日常生活に活用するための他の能力に変換し、省エネの役割を果たすために、一連の対策を講じる必要があります。これが、エレベーターにエネルギーフィードバック装置を設置するのに適した条件です。
今日の再生不可能な資源がますます枯渇する中、生産プロセスにおける不要なエネルギー消費を削減し、エネルギー利用効率を向上させることは、持続可能な発展を実現するための重要な保証であり、中国のエネルギー開発戦略にも合致しています。エネルギーフィードバック周波数変換器は、モーターの正転時に無効電力を効果的に低減し、モーターの逆転時に余剰エネルギーを系統に還流させることができます。エレベーターのハイテク開発の将来において、市場は低価格、高信頼性、長寿命、低運用コストの製品を緊急に求めています。エネルギーフィードバックエレベーターは必ず普及し、市場に認められるでしょう。したがって、関係者はエネルギーフィードバック周波数変換器の研究を継続し、エネルギーフィードバック周波数変換器の応用を促進し、エネルギーの総合利用率を向上させる必要があります。