Os fornecedores de dispositivos economizadores de energia para elevadores lembram que, com o desenvolvimento da economia, a demanda por energia está aumentando e a escassez de energia tornou-se um dos principais fatores que restringem o desenvolvimento de diversos setores. Como um equipamento de transporte importante e eficiente em edifícios altos, os elevadores tornaram-se gradualmente o segundo maior consumidor de energia nesses edifícios, perdendo apenas para o consumo de energia do ar condicionado e superando o consumo de energia da iluminação, do abastecimento de água e outros. O consumo de energia da operação do elevador representa de 20% a 50% do consumo total de energia do edifício, e a questão do consumo de energia não pode ser subestimada.
O consumo de energia na operação de elevadores compreende principalmente duas partes: a primeira é o consumo de energia da máquina de tração que move a cabina e a carga; a segunda é o consumo de energia do próprio sistema do elevador, principalmente o consumo do sistema da máquina da porta, do sistema de controle do elevador, do sistema elétrico de controle, do sistema de iluminação e ventilação, além do consumo de energia do sistema de transmissão mecânica e do conjunto de movimento da cabina e do trilho guia. Pesquisas mostram que a energia elétrica consumida pela máquina de tração que move a carga representa mais de 70% do consumo total de eletricidade. O uso de tecnologias apropriadas para economia de energia em elevadores é uma tendência inevitável no desenvolvimento da indústria de elevadores.
O processo de desenvolvimento e o estado atual da pesquisa em tecnologia de economia de energia em elevadores.
A utilização de elevadores aumentou consideravelmente a demanda de energia das pessoas, portanto, desde sua invenção até seu uso generalizado nos dias de hoje, as exigências por tecnologias de economia de energia têm sido constantes, refletidas principalmente em três aspectos:
(1) Economia de energia na tecnologia de acionamento de máquinas de tração de elevadores
Existem cinco tipos de tecnologia de acionamento para máquinas de tração de elevadores, incluindo motor assíncrono CA com transmissão por caixa de engrenagens, motor assíncrono CA sem transmissão por caixa de engrenagens, motor assíncrono de ímã permanente com transmissão por caixa de engrenagens, motor síncrono de ímã permanente com transmissão por caixa de engrenagens e motor síncrono de ímã permanente sem transmissão por caixa de engrenagens. A máquina de tração com ímã permanente é atualmente um método de transmissão ideal e avançado, com vantagens como a dispensa de óleo lubrificante na caixa de engrenagens, alto fator de potência e eficiência operacional. Devido à ausência de perdas durante o processo de transmissão, os motores com engrenagens economizam cerca de 30% de energia em comparação com os motores CA assíncronos. Sua característica mais marcante é ser o único motor de ímã permanente capaz de suprimir acidentes que causam ferimentos aos passageiros devido à perda de controle e deslizamento do elevador durante a operação, sendo reconhecido pela indústria e pelos usuários.
(2) Sistema de controle de elevador com economia de energia
O desenvolvimento da tecnologia de controle de acionamento de elevadores começou com a regulação de velocidade por mudança de polos em motores assíncronos de corrente alternada, passando pela regulação de velocidade por tensão CA e chegando à regulação de velocidade por tensão e frequência variáveis. O método de acionamento mais eficaz, geralmente reconhecido, utiliza uma combinação de regulação de velocidade por frequência e tensão variáveis para controlar a máquina de tração síncrona de ímã permanente. Ao alterar a frequência e a tensão de entrada do motor do elevador, é possível controlar a velocidade. A relação entre frequência e tensão é controlada por um conversor de frequência para manter uma proporção fixa, o que permite um ajuste suave da velocidade. Comparado aos dois sistemas de controle de velocidade anteriores, o VVVF (regulação de velocidade por tensão e frequência variáveis) apresenta vantagens como alta eficiência, regulação de velocidade suave e economia de energia superior a 30%. Além disso, possui características como bom desempenho, tamanho reduzido, alta eficiência e conforto durante a condução, tornando-se um dispositivo de controle de velocidade ideal e popular.
(3) Economia de energia do sistema de feedback de energia
O método atual de economia de energia em elevadores consiste em devolver à rede elétrica a energia elétrica gerada pela máquina de tração durante a geração de energia. O método atual para lidar com a energia elétrica gerada pelas máquinas de tração durante a geração de energia envolve conectar resistores que consomem energia e converter essa energia elétrica em energia térmica para liberá-la, a fim de evitar falhas de sobretensão nos elevadores. Esse método não só causa desperdício de energia, como também tem efeitos adversos no meio ambiente, aumenta a carga no sistema de refrigeração da casa de máquinas e afeta negativamente todo o sistema do elevador.
A função do sistema de realimentação de energia é converter a energia elétrica do barramento CC em energia CA da mesma fase e frequência da rede elétrica por meio de um inversor, e devolvê-la à rede na faixa de alta tensão da rede.
Atualmente, de 25% a 35% do consumo total de eletricidade dos elevadores é consumido pelos resistores de frenagem. Com base em uma eficiência de inversão de energia de cerca de 85%, estima-se que a eficiência de economia de energia dos dispositivos de realimentação de energia para elevadores esteja na faixa de 21% a 30%. Esse intervalo aumenta significativamente conforme o número de andares e a velocidade do elevador aumentam. O sistema de realimentação de energia para elevadores conectado à rede elétrica alcançou a função de "criar" energia a partir da economia de energia tradicional, abrindo caminho para a economia de energia em elevadores.
Princípio de economia de energia do dispositivo de feedback de energia do elevador
A opção de economia de energia para elevadores é a regulação de velocidade por frequência variável. Após a partida, o elevador apresenta o máximo de energia mecânica durante a operação em alta velocidade. Ao atingir o andar desejado, o elevador desacelera e para gradualmente. No processo subsequente, o elevador libera a energia mecânica e as cargas acumuladas. O mecanismo fundamental da realimentação por conversão de frequência consiste em o conversor de frequência armazenar a energia elétrica existente no lado CC e, em seguida, devolvê-la à rede elétrica CA. Nesse estado, o resistor de frenagem não consome mais energia elétrica. O dispositivo de realimentação por frequência variável elimina o consumo sutil de energia e a devolve completamente à rede elétrica. Com isso, fica evidente que a realimentação por conversão de frequência atende aos indicadores de economia de energia e melhora a operação geral do elevador.