O fornecedor do dispositivo de feedback de energia para elevadores lembra que a carga do elevador é composta pela cabine e pelo bloco de contrapeso. Somente quando a capacidade de carga da cabine do elevador atinge 50%, a cabine e o bloco de contrapeso estão em equilíbrio. Caso contrário, haverá uma diferença de massa entre a cabine e o contrapeso, resultando em energia mecânica potencial durante a operação do elevador. Quando o peso da cabine é menor que o peso do contrapeso, a máquina de tração ascendente do elevador gera eletricidade e a energia descendente é consumida; inversamente, ocorre consumo de energia ascendente e geração de energia descendente. Quando o elevador desce com carga pesada e sobe com carga leve, a energia mecânica gerada é convertida em energia elétrica CC pela máquina de tração e pelo conversor de frequência. A unidade de feedback de energia, então, devolve essa parte da energia elétrica para a rede elétrica para uso em equipamentos elétricos, atingindo o objetivo de economia de energia. Em outras palavras, o processo consiste na máquina de tração tracionando uma carga para realizar trabalho, completando a conversão de energia mecânica em energia elétrica.
Os benefícios sociais e econômicos dos dispositivos de feedback de energia em elevadores
Em primeiro lugar, ele pode atingir o objetivo de proteção ambiental sustentável. O elevador de economia de energia com sistema de realimentação de energia devolve à rede elétrica a energia gerada pela frenagem regenerativa durante sua operação, através de um dispositivo específico, garantindo que a forma de onda da radiofrequência emitida seja senoidal. Somente assim ele atende aos requisitos de compatibilidade eletromagnética. Além disso, como esses elevadores utilizam principalmente máquinas de tração sem engrenagens de alta eficiência e que não requerem manutenção, não necessitam de adição de óleo em seu interior para funcionar, o que tem um impacto positivo na proteção ambiental. Os elevadores não apenas economizam energia, como também proporcionam grande proteção ao meio ambiente.
Em segundo lugar, pode atingir os objetivos de conservação de energia, redução do consumo e preservação de recursos. Com o desenvolvimento contínuo da economia, o número de elevadores em uso está aumentando, o que também fez dos elevadores um dos maiores "usuários" em termos de consumo de eletricidade. Para atingir o objetivo de economizar energia, muitas empresas já aplicaram a tecnologia de feedback de energia em elevadores, o que pode economizar uma grande quantidade de eletricidade anualmente. A aplicação desse elevador com economia de energia está em consonância com os requisitos de um projeto de construção voltado para a conservação, trazendo grandes efeitos positivos para a conservação de energia e a redução do consumo na China, e alcançando uma situação vantajosa para todos, tanto do ponto de vista econômico quanto social.
Além disso, pode reduzir o investimento e economizar custos de desenvolvimento até certo ponto. Em elevadores com sistema de recirculação de energia, o uso de unidades principais eficientes e sem engrenagens, que economizam energia, pode reduzir significativamente a potência do motor principal do elevador. No setor de elevadores na China, muitas empresas não têm dado a devida atenção às questões de economia de energia durante a operação dos elevadores, e há uma carência de regulamentações relevantes para restringir o nível de consumo de energia dos elevadores. Isso tem levado a um aumento no consumo de eletricidade dos elevadores, o que impede a obtenção de efeitos de economia de energia. Nos últimos anos, a China tem vivenciado uma escassez contínua de eletricidade em todo o país, e as questões energéticas representam uma grande ameaça ao desenvolvimento econômico do país. Por diversos motivos, a conservação de energia tornou-se a principal prioridade para o desenvolvimento da sociedade atual. Portanto, os elevadores com sistema de recirculação de energia e economia de energia têm sido promovidos e aplicados, e suas perspectivas de aplicação são relativamente amplas. Nesse contexto de conservação, eles têm gradualmente formado uma estrutura industrial e de consumo voltada para a economia de recursos, lançando uma base sólida para a construção de uma sociedade chinesa que economiza recursos.
Princípio de funcionamento da realimentação de energia em sistemas de conversão de frequência de elevadores
Para aplicar a tecnologia de realimentação de energia em elevadores, é necessário, primeiramente, haver energia mecânica disponível e outras formas de energia que possam ser utilizadas, e então essa energia deve ser aproveitada. Portanto, analisamos seu princípio de funcionamento sob duas perspectivas: premissa de aplicação e princípio de funcionamento.
2.1 Pré-requisitos para a aplicação da tecnologia de realimentação de energia em sistemas de conversão de frequência de elevadores
Para aplicar a tecnologia de realimentação de energia, é necessário primeiro esclarecer a existência de energia utilizável em seu sistema operacional, condição fundamental para a utilização dessa tecnologia. Portanto, analisamos o elevador sob a perspectiva de suas características operacionais. Durante a operação do elevador, ao atingir a velocidade máxima, o sistema possui a maior energia mecânica disponível. Essa energia mecânica máxima será liberada gradualmente ao longo do processo, desde o momento em que chega ao andar de parada até a sua completa parada. Nesse processo, existe energia disponível, o que se torna um pré-requisito para a aplicação da tecnologia de realimentação de energia em sistemas de conversão de frequência de elevadores.
2.2 Princípio de funcionamento da tecnologia de realimentação de energia em sistemas de conversão de frequência de elevadores
Devido às características do movimento vertical dos elevadores, existe uma variação na energia potencial. O sistema de elevadores utiliza blocos de contrapeso para solucionar esse problema. No entanto, geralmente, o equilíbrio entre a cabine e o contrapeso só ocorre quando a capacidade de carga da cabine atinge cerca de 50%. Nesse momento, a diferença de massa entre os dois é minimizada, assim como a quantidade de eletricidade gerada e consumida durante o movimento. A carga da cabine do elevador geralmente não é fixa. Com a utilização da tecnologia de realimentação de energia, quando a carga é baixa, o elevador pode gerar eletricidade através da máquina de tração ao subir e consumir a eletricidade armazenada ao descer; quando a carga é alta, o elevador consome eletricidade na subida e gera eletricidade na descida. Nesse processo, a energia mecânica gerada pelo movimento ascendente do elevador pode ser convertida em corrente contínua pela máquina de tração, em conjunto com um conversor de frequência. Através de uma unidade de realimentação de energia, essa energia elétrica excedente pode ser devolvida à rede elétrica local do sistema de elevadores. Dessa forma, todos os equipamentos elétricos da rede podem utilizar a energia elétrica gerada, economizando energia do sistema. A máquina de tração aqui é equivalente a um motor elétrico. Quando o sistema de elevador está em operação, a máquina de tração realiza trabalho sobre a carga, convertendo energia mecânica em energia elétrica. Caso contrário, ela consome energia elétrica para completar o movimento da carga.
Vantagens da retroalimentação de energia em aplicações de elevadores
3.1 Aplicação da tecnologia de realimentação de energia para economia de energia em sistemas de conversão de frequência de elevadores
Por meio da tecnologia de realimentação de energia, o sistema de conversão de frequência do elevador altera o funcionamento do motor elétrico através de um conversor de frequência, convertendo a energia cinética mecânica do elevador durante a descarga em energia elétrica e armazenando-a no capacitor do barramento CC do conversor de frequência. No processo de armazenamento e descarga dos capacitores, os inversores sem realimentação de energia resolvem eficazmente o problema de dissipação de calor causado pela conversão de energia mecânica em energia térmica através de unidades de frenagem e resistores de alta potência. Ao utilizar a eletricidade armazenada nos capacitores, a geração de calor é significativamente reduzida, eliminando a necessidade de ventiladores e ar condicionado instalados para dissipação de calor na casa de máquinas. A reutilização da eletricidade armazenada, sem consumo, demonstra claramente o efeito de economia de energia da tecnologia de realimentação de energia em sistemas de conversão de frequência de elevadores.
3.2 Capacidade de economia de energia de elevadores com dispositivos de feedback de energia
Após análise, cálculo e medição prática, constatou-se que a quantidade de energia elétrica economizada está relacionada a fatores como o número de viagens do elevador, a capacidade de carga, a altura de operação e a eficiência geral do elevador. De modo geral, elevadores com alta frequência de uso, alta velocidade nominal, grande capacidade de carga nominal e grande altura de elevação apresentam efeitos de economia de energia mais significativos. Caso contrário, o efeito de economia de energia não será significativo.
Aplicação da realimentação de energia em sistemas de conversão de frequência de elevadores
4.1 Os elevadores são adequados para a instalação de dispositivos de feedback de energia.
A eletricidade é uma das fontes de energia mais utilizadas na produção e na vida moderna. No entanto, devido ao conceito atual de conservação de energia e redução de emissões, é fundamental o planejamento e o controle para o uso racional da eletricidade. Durante o movimento contínuo de subida e descida de um elevador, a energia é constantemente utilizada e convertida. Quando o elevador está subindo e descendo em sua velocidade máxima, sua energia mecânica está no máximo. Quando para, começa a subir e descer lentamente ou para completamente, a energia mecânica é menor do que quando está subindo e descendo em sua velocidade máxima. Essa menor energia é dissipada apenas na forma de energia térmica. Além disso, como os elevadores são usados com frequência, essa energia se acumula gradualmente, representando uma grande parte do consumo de energia. É necessário adotar uma série de medidas para utilizar essa energia de forma racional, convertendo-a em outras funcionalidades para a produção e o uso diário, e desempenhando um papel de economia de energia. Essa é a premissa para que os elevadores sejam adequados para a instalação de dispositivos de recuperação de energia.
Em um cenário atual de recursos não renováveis cada vez mais escassos, reduzir o consumo desnecessário de energia no processo produtivo e melhorar a eficiência energética são garantias importantes para alcançar o desenvolvimento sustentável e estão em consonância com a estratégia de desenvolvimento energético da China. O conversor de frequência com realimentação de energia pode reduzir efetivamente a potência reativa do motor durante a rotação direta e garantir que o excesso de energia retorne à rede durante a rotação inversa. No futuro do desenvolvimento de alta tecnologia em elevadores, o mercado necessita urgentemente de produtos com preços acessíveis, alta confiabilidade, longa vida útil e baixos custos operacionais. Os elevadores com realimentação de energia certamente se popularizarão e serão reconhecidos pelo mercado. Portanto, os profissionais da área devem persistir na pesquisa de conversores de frequência com realimentação de energia, promover sua aplicação e melhorar a taxa de utilização abrangente de energia.