Leveranciers van energiebesparende liftapparatuur herinneren u eraan dat energiebesparing en milieubescherming, met de voortdurende toename van het milieubewustzijn, een fundamenteel nationaal beleid zijn geworden met praktische betekenis, dat door China wordt bepleit. In de huidige, steeds competitievere liftindustrie zijn de toepassing van nieuwe technologieën, hogere snelheden en zwaardere lasten de belangrijkste aspecten die de productvoordelen benadrukken. Het valt echter niet te ontkennen dat de economische en milieuvoordelen van liften na ingebruikname ook factoren zijn waarmee rekening moet worden gehouden bij de aankoop van liften.
1. Basisstructuur en operationele status van liften
1. Basisstructuur van de lift
Tegenwoordig bestaan liften voornamelijk uit tractiesystemen, geleidingssystemen, kooisystemen en deursystemen. Deze systemen bestaan uit een gewichtsbalanssysteem, een elektrisch aandrijfsysteem, een elektrisch besturingssysteem, een beveiligingssysteem, enz. Deze onderdelen worden respectievelijk in de schacht en de machinekamer van het gebouw geïnstalleerd. Meestal wordt er gebruikgemaakt van staaldraadoverbrenging, waarbij de staaldraad om het tractiewiel is gewikkeld en de kooi en het contragewicht aan beide uiteinden met elkaar verbindt. De tractiemachine drijft het tractiewiel aan om de kooi te heffen en te laten zakken.
2. Analyse van de status van de liftwerking:
Wanneer de lift omhoog beweegt, verbruikt hij energie, en wanneer de lift vanaf een hoge plaats daalt, geeft hij energie af. De last die door de tractiemachine in de lift wordt meegesleept, bestaat uit de personenwagon en het contragewicht. Om de sleeplast in evenwicht te brengen, zijn beide alleen in evenwicht wanneer de kooibelasting wordt toegevoegd aan 50% van de nominale belasting van de kooi (bijvoorbeeld, een personenlift met een lading van 1050 kg heeft ongeveer 7 passagiers). Hoewel deze beweging het piekpunt van het energieverbruik verandert, kan het het gemiddelde energieverbruik niet veranderen. In de praktijk is de frequentie van het optreden van het gewicht van het contragewicht relatief laag, omdat het gewicht van de kooi plus het gewicht van de passagiers exact gelijk is aan het gewicht van het contragewicht. De bedrijfstoestand van liften is dus in principe in een ongebalanceerde toestand, en het is ook zeer waarschijnlijk dat de kooi daalt wanneer er veel passagiers zijn, en weer stijgt wanneer er weinig of geen passagiers zijn. Als de eerste situatie zich voordoet wanneer de zwaartekrachtpotentiële energie van passagiers vrijkomt, en de tweede situatie zich voordoet wanneer de zwaartekrachtpotentiële energie van het contragewicht vrijkomt, is de snelheid door de invloed van de potentiële belasting hoger dan de synchrone snelheid. Dat wil zeggen, wanneer n>no, de slipsnelheid s=(no - n)/no<0, wordt de door de rotor geïnduceerde elektromotorische kracht omgekeerd, voert de statorwikkeling elektrische energie terug naar het net en is de T-richting tegengesteld aan de snelheidsrichting. De motor voert niet alleen elektrische energie terug, maar genereert ook mechanisch remkoppel op de as. De zin luidt: Vanwege de onomkeerbaarheid van het AC/DC-gelijkrichtcircuit van de frequentieomvormer van de lift kan de opgewekte elektriciteit echter niet worden teruggevoerd naar het net, wat resulteert in een spanningsverhoging aan beide uiteinden van de condensator van het hoofdcircuit en het genereren van "oppompspanning". Liften met variabele frequentie gebruiken doorgaans weerstanden om opgeslagen elektrische energie in condensatoren te gebruiken om overspanning van de condensator te voorkomen. Tijdens de werking van de lift geven deze weerstanden een grote hoeveelheid warmte af (met een oppervlaktetemperatuur van meer dan 100 ℃), en deze verspilde energie is goed voor 25% tot 45% van het totale elektriciteitsverbruik van de lift. Het energieverbruik van weerstanden vermindert niet alleen de efficiëntie van het systeem, maar genereert ook een grote hoeveelheid warmte die de stofstroom in de lucht van de machinekamer versnelt, statische elektriciteit absorbeert en de omgeving rond de liftbesturingskast sterk beïnvloedt. Tegelijkertijd zal de temperatuurstijging de levensduur van de originele componenten van de lift aanzienlijk verkorten en zullen de veroudering en uitval van de componenten voortduren. Om de temperatuur in de computerruimte te verlagen tot kamertemperatuur en liftstoringen veroorzaakt door hoge temperaturen te voorkomen,Gebruikers moeten airconditioners of ventilatoren met grote afzuigvolumes installeren; in machinekamers met een hoog liftvermogen moeten vaak meerdere airconditioners en ventilatoren tegelijkertijd worden gestart. Maak liften en airconditioning tot de meest energieverslindende "elektrische tijgers".
2. Werkingsprincipe van het lift-energiefeedbackapparaat
Om energie te besparen in liften, is het essentieel om de elektrische energie die door de tractiemachine wordt gegenereerd te benutten tijdens de stroomopwekking. De energie die door de remweerstand wordt gegenereerd, wordt vervolgens via inversie terug omgezet in wisselstroom, geleverd aan andere elektrische apparatuur of teruggevoerd naar het elektriciteitsnet. De algemene energie-inversie-efficiëntie is ongeveer 85% en het energieverbruik van de hierboven genoemde remweerstand bedraagt 25% tot 45% van het totale elektriciteitsverbruik van de lift. Als de vloer hoger is of de lift sneller rijdt, zal het terugkoppelingseffect van elektrische energie duidelijker zijn. De hoofdcircuitstructuur van het energiefeedbacksysteem bestaat voornamelijk uit filtercondensatoren, drie volledige IGBT-bruggen, seriële inductoren en randcircuits. De ingangszijde van het lift-energiefeedbacksysteem is verbonden met de DC-buszijde van de liftfrequentieomvormer en de uitgangszijde is verbonden met de netzijde. Wanneer de lifttractiemachine in de elektrische modus werkt, staan alle schakelaars van het energiefeedbacksysteem in de uit-stand. Wanneer de tractiemachine in de energieopwekkingsmodus werkt, neemt de pompspanning aan de DC-buszijde van de frequentieomvormer toe en voldoet aan andere inversievoorwaarden. Daarna treedt het energiefeedbacksysteem in werking. Naarmate de huidige energie op de DC-bus wordt teruggevoerd naar het net, daalt de DC-busspanning totdat deze terugvalt tot de ingestelde waarde en het systeem stopt met werken.
De actieve omvormer die gelijkstroom omzet in wisselstroom, is de essentie van liftenergiefeedback. Het doel is om de door de tractiemachine gegenereerde elektrische energie tijdens de stroomopwekking terug te koppelen via de omvormer, waardoor energiebesparing wordt bereikt en vervuiling van het elektriciteitsnet door de omvormer wordt voorkomen. Bij de energiefeedback die wordt gegenereerd door de tractiemachine, moet aan vier controlevoorwaarden worden voldaan met betrekking tot fase, spanning en stroom:
a) Het systeem kan niet zomaar worden gestart. De omvormer start alleen en levert energiefeedback wanneer de DC-busspanning de ingestelde waarde overschrijdt;
b) De omvormerstroom moet voldoen aan de vraag naar feedbackvermogen en mag de maximale stroom die door het omvormercircuit wordt toegestaan, niet overschrijden;
c) Het omvormerproces moet worden gesynchroniseerd met de fase van het elektriciteitsnet en de energieterugvoer naar het elektriciteitsnet moet plaatsvinden aan het hoogspanningseinde van het elektriciteitsnet;
d) De vervuiling van het elektriciteitsnet als gevolg van het omvormerproces zoveel mogelijk beperken.
3. Hardwareontwerp van het lift-energiefeedbacksysteem
1. Omvormercircuit
In het invertercircuit wordt de gelijkstroom die tijdens de werking van de lifttractiemachine in de stroomopwekkingstoestand aan de DC-buszijde van de liftfrequentieomvormer wordt opgeslagen, omgezet in wisselstroom door de aan/uit-schakelaar te bedienen. Dit is het hoofdcircuit van het liftenergiefeedbacksysteem, dat verschillende structuren kent volgens verschillende classificaties van invertercircuits. Door de aan/uit-schakelaar te bedienen, wordt de gelijkstroom die tijdens de werking van de tractiemachine in de stroomopwekkingstoestand aan de DC-buszijde van de liftfrequentieomvormer wordt opgeslagen, omgezet in wisselstroom. In een circuit kunnen de bovenste en onderste schakelaars op dezelfde brugarm niet tegelijkertijd geleiden, en de geleidingstijd en -duur van elk onderdeel worden geregeld volgens het inverterbesturingsalgoritme.
2. Netwerksynchronisatiecircuit
De fasesynchronisatieregeling speelt een belangrijke rol bij de vraag of de lift de energie op de DC-bus effectief kan terugkoppelen naar het elektriciteitsnet. Het netsynchronisatiecircuit maakt gebruik van netspanningssynchronisatie en om dode-zone-effecten tijdens commutatie te voorkomen, worden schakelaars op dezelfde brugarm onder een hoek van 120 graden bediend. De logische relatie tussen het netsynchronisatiesignaal en het nuldoorgangssignaal van het elektriciteitsnet wordt verkregen via een comparator, en de relatie tussen het netsynchronisatiesignaal van elk schakelapparaat en de netspanning wordt verkregen via Multisim-simulatie. Elke schakelaar heeft een werkhoek van 120 graden en is 60 graden na elkaar geplaatst. Op elk moment zijn slechts twee schakelbuizen in de omvormerbrug geleidend, wat een veilige en betrouwbare werking garandeert. Bovendien werken elk twee schakelaars in het hoogste spanningsbereik van het elektriciteitsnet, wat resulteert in een hoge omvormerefficiëntie.
3. Spanningsdetectie-regelcircuit
Vanwege de hoge spanning aan de DC-buszijde van de liftfrequentieomvormer is het noodzakelijk om eerst weerstanden te gebruiken voor de spanningsverdeling. Vervolgens isoleert en verlaagt u de busspanning via Hall-spanningssensoren en zet u deze om in een laagspanningssignaal. In het spanningsdetectiecircuit wordt de vergelijkingsmethode met hysterese-tracking toegepast. Deze methode voegt positieve feedback toe op basis van de comparator en levert twee vergelijkingswaarden voor de comparator, namelijk de bovenste en onderste drempelwaarde. Geïmplementeerd door hardwareschakelingen is de regeling zowel snel als nauwkeurig. Het spanningsdetectiecircuit voorkomt niet alleen de onmiddellijke superpositie van interferentiesignalen op het spanningssignaal, waardoor de uitgangstoestand van de comparator trilt, maar voorkomt ook dat het energiefeedbacksysteem te vaak start en sluit.
4. Stroomdetectie-regelcircuit
Bij energiefeedback moet de stroom voldoen aan de vermogensvereisten en moet het teruggeleverde vermogen aan het net groter of gelijk zijn aan het maximale vermogen wanneer de tractiemachine in de opwekkingstoestand staat, anders zal de spanningsval op de DC-bus blijven stijgen. Wanneer de spanning van het elektriciteitsnet constant is, wordt het energiefeedbackvermogen van het systeem bepaald door de feedbackstroom. Bovendien moet de feedbackstroom worden beperkt tot het nominale bereik van de inverter-vermogensschakelaar. Bovendien laat de reactantiesmoorspoel tussen het elektriciteitsnet en de inverter grote stromen door, terwijl het volume van de reactor wordt geminimaliseerd. Daarom moet de inductantie van de reactor een kleine waarde hebben om energiefeedback te garanderen. De snelheid van de stroomverandering is zeer snel. Gelijktijdig gebruik van stroomhystereseregeling kan de feedbackstroom effectief regelen en overstroomongelukken voorkomen.
5. Hoofdregelcircuit
De centrale verwerkingseenheid (CPU) van het lift-energiefeedbacksysteem is het belangrijkste regelcircuit, dat de werking van het gehele systeem regelt. Het belangrijkste regelcircuit bestaat uit een microcontroller en randapparatuur, die zeer nauwkeurige PWM-golven genereren op basis van regelalgoritmen. IPM-foutcontrole zorgt daarentegen, op basis van het netsynchronisatiesignaal, voor een veilige en effectieve implementatie van het gehele energiefeedbackproces.
6. Logisch beschermingsbesturingscircuit
Het synchronisatiesignaal voor netaansluiting, de stuursignalen voor spanning en stroom, het IPM-foutsignaal en het aandrijfsignaal van het hoofdregelcircuit moeten allemaal door het logische beveiligingscircuit voor logische werking gaan en uiteindelijk naar het omvormercircuit worden gestuurd om het feedbackproces te regelen. Op deze manier wordt de AC-uitgang van de omvormer gesynchroniseerd met het net en wordt het aandrijfsignaal geblokkeerd in geval van overstroom, overspanning, onderspanning en IPM-fouten in het circuit, waardoor het energiefeedbackproces wordt gestopt.
Doordat het lift-energiefeedbacksysteem pas start wanneer de tractiemachine in de genererende toestand verkeert, is de levensduur langer dan die van de lift. Hieruit blijkt dat de toepassing van lift-energiefeedbacksystemen, qua principes, energiebesparende effecten en prestaties, krachtig moet worden bevorderd in de huidige, steeds schaarser wordende energieomgeving. Dit creëert niet alleen een gezonde en groene energiebesparende omgeving, maar speelt ook in op de roep van het land en de overheid om energie te besparen en het verbruik te verminderen, en de opbouw van een op energiebesparing gerichte samenleving, en draagt zo bij aan de inspanningen van het land om energie te besparen en emissies te verminderen.