ซัพพลายเออร์อุปกรณ์ประหยัดพลังงานลิฟต์ขอย้ำเตือนว่า ด้วยการพัฒนาความตระหนักด้านสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง การอนุรักษ์พลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อมได้กลายเป็นนโยบายระดับชาติที่สำคัญยิ่งยวด ซึ่งจีนให้การสนับสนุนอย่างจริงจัง ในอุตสาหกรรมลิฟต์ที่มีการแข่งขันสูงขึ้นในปัจจุบัน การนำเทคโนโลยีใหม่ๆ ความเร็วที่เร็วขึ้น และน้ำหนักบรรทุกที่มากขึ้นมาใช้ ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดที่เน้นย้ำถึงข้อได้เปรียบของผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม ปฏิเสธไม่ได้ว่าประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมของลิฟต์หลังจากใช้งานจริง ก็เป็นปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกซื้อลิฟต์เช่นกัน
1、โครงสร้างพื้นฐานและสถานะการทำงานของลิฟต์
1. โครงสร้างพื้นฐานของลิฟต์
ปัจจุบันลิฟต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยระบบขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ ระบบนำทาง ระบบตัวรถ และระบบประตู ซึ่งประกอบด้วยระบบถ่วงน้ำหนัก ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ระบบควบคุมไฟฟ้า และระบบป้องกันความปลอดภัย เป็นต้น ชิ้นส่วนเหล่านี้ติดตั้งอยู่ในปล่องลิฟต์และห้องเครื่องของอาคารตามลำดับ โดยทั่วไประบบส่งกำลังจะใช้ลวดสลิงเหล็ก โดยลวดสลิงเหล็กจะพันรอบล้อขับเคลื่อนและเชื่อมต่อตัวรถกับตุ้มน้ำหนักที่ปลายทั้งสองด้าน เครื่องขับเคลื่อนจะขับเคลื่อนล้อขับเคลื่อนเพื่อยกและลดตัวรถ
2. การวิเคราะห์สถานะการทำงานของลิฟต์:
เมื่อลิฟต์วิ่งขึ้น ลิฟต์จะใช้พลังงาน และเมื่อลิฟต์ลงจากที่สูง ลิฟต์จะปล่อยพลังงานออกมา น้ำหนักบรรทุกที่เครื่องลากลากในลิฟต์ลากประกอบด้วยตัวรถและตุ้มถ่วง เพื่อให้สมดุลกับน้ำหนักบรรทุกของลิฟต์ ทั้งสองส่วนจะสมดุลกันก็ต่อเมื่อเพิ่มน้ำหนักบรรทุกของลิฟต์เป็น 50% ของน้ำหนักบรรทุกสูงสุดของลิฟต์ (เช่น ลิฟต์โดยสารที่มีน้ำหนักบรรทุก 1,050 กิโลกรัม มีผู้โดยสารประมาณ 7 คน) แม้ว่าการเคลื่อนไหวนี้จะเปลี่ยนจุดสูงสุดของการใช้พลังงาน แต่ก็ไม่สามารถเปลี่ยนการใช้พลังงานเฉลี่ยได้ ในการใช้งานจริง ความถี่ของการเกิดน้ำหนักถ่วงค่อนข้างต่ำ เนื่องจากน้ำหนักของตัวรถและน้ำหนักผู้โดยสารเท่ากับน้ำหนักถ่วงพอดี ดังนั้น สถานะการทำงานของลิฟต์จึงอยู่ในสภาวะที่ไม่สมดุล และมีแนวโน้มสูงที่ลิฟต์จะลงเมื่อมีผู้โดยสารจำนวนมาก และจะขึ้นอีกครั้งเมื่อมีผู้โดยสารน้อยหรือไม่มีเลย หากสถานการณ์แรกเกิดขึ้นเมื่อพลังงานศักย์โน้มถ่วงของผู้โดยสารถูกปลดปล่อย และสถานการณ์ที่สองเกิดขึ้นเมื่อพลังงานศักย์โน้มถ่วงของตุ้มถ่วงถูกปลดปล่อย เนื่องจากผลกระทบของภาระศักย์ ความเร็วจะสูงกว่าความเร็วซิงโครนัส นั่นคือ เมื่อ n>no อัตราการลื่นไถล s=(no - n)/no<0 แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำจากโรเตอร์จะกลับทิศทาง ขดลวดสเตเตอร์จะป้อนพลังงานไฟฟ้ากลับไปยังกริด และทิศทาง T จะตรงข้ามกับทิศทางความเร็ว มอเตอร์ไม่เพียงแต่ป้อนพลังงานไฟฟ้ากลับเท่านั้น แต่ยังสร้างแรงบิดเบรกเชิงกลบนเพลาอีกด้วย ประโยคคือ: อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวงจรเรียงกระแส AC/DC ของตัวแปลงความถี่ของลิฟต์ไม่สามารถย้อนกลับได้ กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จึงไม่สามารถป้อนกลับไปยังกริดได้ ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองด้านของตัวเก็บประจุวงจรหลักเพิ่มขึ้นและเกิด "แรงดันปั๊มขึ้น" โดยทั่วไป ลิฟต์ความถี่แปรผันจะใช้ตัวต้านทานเพื่อใช้พลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินของตัวเก็บประจุ ในระหว่างการทำงานของลิฟต์ ตัวต้านทานเหล่านี้จะปล่อยความร้อนออกมาจำนวนมาก (ที่อุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่า 100 องศาเซลเซียส) และพลังงานที่สูญเสียไปนี้คิดเป็น 25% ถึง 45% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดของลิฟต์ การใช้พลังงานของตัวต้านทานไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพของระบบเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดความร้อนจำนวนมากที่เร่งการไหลของฝุ่นในอากาศของห้องเครื่อง ดูดซับไฟฟ้าสถิต และส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมรอบตู้ควบคุมลิฟต์อย่างมาก ขณะเดียวกัน อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้อายุการใช้งานของส่วนประกอบเดิมของลิฟต์สั้นลงอย่างมาก และส่วนประกอบต่างๆ จะยังคงเสื่อมสภาพและเสียหายต่อไป เพื่อลดอุณหภูมิห้องคอมพิวเตอร์ให้เท่ากับอุณหภูมิห้องและป้องกันการทำงานของลิฟต์ที่ผิดปกติเนื่องจากอุณหภูมิสูงผู้ใช้จำเป็นต้องติดตั้งเครื่องปรับอากาศหรือพัดลมที่มีปริมาณไอเสียสูง ในห้องเครื่องที่มีกำลังลิฟต์สูง มักต้องเปิดเครื่องปรับอากาศและพัดลมหลายตัวพร้อมกัน ทำให้ลิฟต์และเครื่องปรับอากาศเป็น "เสือไฟฟ้า" ที่ใช้พลังงานมากที่สุด
2、หลักการทำงานของอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานลิฟต์
เพื่อประหยัดพลังงานในลิฟต์ สิ่งสำคัญคือการใช้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตโดยเครื่องดึงลิฟต์ในระหว่างการผลิตกระแสไฟฟ้า พลังงานที่สร้างโดยตัวต้านทานเบรกจะถูกแปลงกลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับผ่านการกลับเฟส จ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ หรือป้อนกลับไปยังระบบไฟฟ้าหลัก ประสิทธิภาพการกลับเฟสโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 85% และการใช้พลังงานของตัวต้านทานเบรกที่กล่าวถึงข้างต้นคิดเป็น 25% ถึง 45% ของการใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดของลิฟต์ หากพื้นลิฟต์สูงขึ้นหรือลิฟต์มีความเร็วสูงขึ้น ผลป้อนกลับของพลังงานไฟฟ้าจะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น โครงสร้างวงจรหลักของระบบป้อนกลับพลังงานประกอบด้วยตัวเก็บประจุกรอง ฟูลบริดจ์ IGBT สามตัว ตัวเหนี่ยวนำแบบอนุกรม และวงจรต่อพ่วง ปลายด้านอินพุตของระบบป้อนกลับพลังงานลิฟต์เชื่อมต่อกับด้านบัส DC ของตัวแปลงความถี่ลิฟต์ และปลายด้านเอาต์พุตเชื่อมต่อกับด้านระบบไฟฟ้าหลัก เมื่อเครื่องดึงลิฟต์ทำงานในโหมดไฟฟ้า สวิตช์ทั้งหมดของระบบป้อนกลับพลังงานจะอยู่ในสถานะปิด เมื่อเครื่องลากจูงทำงานในโหมดผลิตไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าของปั๊มที่ด้านบัส DC ของตัวแปลงความถี่จะเพิ่มขึ้นและเป็นไปตามเงื่อนไขการกลับทิศอื่นๆ หลังจากนั้น ระบบป้อนกลับพลังงานจะเริ่มทำงาน เมื่อพลังงานกระแสตรงถูกป้อนกลับไปยังกริด แรงดันไฟฟ้าของบัส DC จะลดลงจนกระทั่งกลับมาอยู่ที่ค่าที่ตั้งไว้ และระบบจะหยุดทำงาน
อินเวอร์เตอร์แบบแอคทีฟที่แปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับคือหัวใจสำคัญของการป้อนกลับพลังงานของลิฟต์ จุดประสงค์คือการป้อนกลับพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตโดยเครื่องลากจูงในระหว่างการผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านอินเวอร์เตอร์ ทำให้เกิดการประหยัดพลังงานและหลีกเลี่ยงมลภาวะต่อระบบไฟฟ้าที่เกิดจากเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ ดังนั้น ในกระบวนการป้อนกลับพลังงานที่เกิดจากการผลิตกระแสไฟฟ้าของเครื่องลากจูง จำเป็นต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขการควบคุมสี่ประการ ได้แก่ เฟส แรงดัน และกระแสไฟฟ้า:
ก) ระบบไม่สามารถเริ่มทำงานได้เอง อุปกรณ์อินเวอร์เตอร์จะเริ่มทำงานและจ่ายพลังงานป้อนกลับเมื่อแรงดันไฟฟ้า DC ของบัสเกินค่าที่ตั้งไว้เท่านั้น
ข) กระแสอินเวอร์เตอร์จะต้องตอบสนองความต้องการพลังงานป้อนกลับและไม่สามารถเกินกระแสสูงสุดที่วงจรอินเวอร์เตอร์อนุญาตได้
c) กระบวนการอินเวอร์เตอร์จะต้องซิงโครไนซ์กับเฟสของกริดไฟฟ้า และการตอบสนองพลังงานไปยังกริดไฟฟ้าควรอยู่ที่ปลายแรงดันไฟฟ้าสูงของกริดไฟฟ้า
ง) ลดมลภาวะต่อระบบไฟฟ้าที่เกิดจากกระบวนการอินเวอร์เตอร์ให้เหลือน้อยที่สุด
3、 การออกแบบฮาร์ดแวร์ของระบบป้อนกลับพลังงานลิฟต์
1. วงจรอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้า
ในวงจรอินเวอร์เตอร์กำลังไฟฟ้า กระแสตรงที่เก็บไว้ในด้านบัส DC ของตัวแปลงความถี่ลิฟต์ในระหว่างการทำงานของเครื่องลากลิฟต์ในสถานะการผลิตไฟฟ้า จะถูกแปลงเป็นกระแสสลับโดยการควบคุมการเปิด/ปิดสวิตช์ วงจรนี้เป็นวงจรหลักของระบบป้อนกลับพลังงานลิฟต์ ซึ่งมีโครงสร้างที่แตกต่างกันไปตามประเภทของวงจรอินเวอร์เตอร์ การควบคุมการเปิด/ปิดสวิตช์จะทำให้กระแสตรงที่เก็บไว้ในด้านบัส DC ของตัวแปลงความถี่ลิฟต์ในระหว่างการทำงานของเครื่องลากลิฟต์ในสถานะการผลิตไฟฟ้า จะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ในวงจรหนึ่ง สวิตช์บนและสวิตช์ล่างบนแขนสะพานเดียวกันไม่สามารถนำไฟฟ้าพร้อมกันได้ และระยะเวลาและระยะเวลาการนำไฟฟ้าของแต่ละรายการจะถูกควบคุมตามอัลกอริทึมการควบคุมอินเวอร์เตอร์
2. วงจรซิงโครไนซ์กริด
การควบคุมการซิงโครไนซ์เฟสมีบทบาทสำคัญในการที่ลิฟต์สามารถป้อนกลับพลังงานบนบัส DC ไปยังโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ วงจรซิงโครไนซ์โครงข่ายไฟฟ้าใช้การซิงโครไนซ์แรงดันไฟฟ้าของสายส่งไฟฟ้า และเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากจุดบอดในระหว่างการสับเปลี่ยน สวิตช์จึงทำงานที่ 120 องศาบนแขนสะพานเดียวกัน ความสัมพันธ์เชิงตรรกะระหว่างสัญญาณซิงโครไนซ์โครงข่ายไฟฟ้าและสัญญาณจุดตัดศูนย์ของโครงข่ายไฟฟ้าได้มาจากตัวเปรียบเทียบ และความสัมพันธ์ระหว่างสัญญาณซิงโครไนซ์โครงข่ายไฟฟ้าของอุปกรณ์สวิตชิ่งแต่ละตัวกับแรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้าได้มาจากการจำลองแบบมัลติซิม สวิตช์แต่ละตัวมีมุมทำงาน 120 องศา และเว้นระยะห่าง 60 องศาตามลำดับ ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง จะมีเพียงสองท่อสวิตช์ในโครงข่ายไฟฟ้าเท่านั้นที่นำไฟฟ้าได้ ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ นอกจากนี้ สวิตช์สองตัวแต่ละตัวยังทำงานในช่วงแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของโครงข่ายไฟฟ้า ส่งผลให้อินเวอร์เตอร์มีประสิทธิภาพสูง
3. วงจรควบคุมการตรวจจับแรงดันไฟฟ้า
เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงที่ด้านบัส DC ของตัวแปลงความถี่ลิฟต์ จึงจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานเพื่อแบ่งแรงดันไฟฟ้าก่อน จากนั้นจึงแยกและลดแรงดันไฟฟ้าบัสผ่านเซ็นเซอร์แรงดันฮอลล์ และแปลงเป็นสัญญาณแรงดันต่ำ ในวงจรควบคุมการตรวจจับแรงดันไฟฟ้า ได้ใช้วิธีการควบคุมการเปรียบเทียบการติดตามฮิสเทอรีซิส ซึ่งเพิ่มการตอบรับเชิงบวกจากตัวเปรียบเทียบ และให้ค่าเปรียบเทียบสองค่าสำหรับตัวเปรียบเทียบ ได้แก่ ค่าเกณฑ์สูงสุดและค่าเกณฑ์ต่ำสุด วงจรฮาร์ดแวร์ช่วยให้การควบคุมรวดเร็วและแม่นยำ วงจรควบคุมการตรวจจับแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงแต่สามารถหลีกเลี่ยงการซ้อนทับของสัญญาณรบกวนบนสัญญาณแรงดันไฟฟ้าทันที ซึ่งทำให้สถานะเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบสั่นไหว แต่ยังป้องกันไม่ให้ระบบป้อนกลับพลังงานเริ่มทำงานและปิดบ่อยเกินไปอีกด้วย
4. วงจรควบคุมการตรวจจับกระแสไฟฟ้า
ในกระบวนการป้อนกลับพลังงาน กระแสไฟฟ้าต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านพลังงาน และพลังงานที่ป้อนกลับไปยังกริดต้องมากกว่าหรือเท่ากับพลังงานสูงสุดเมื่อรถลากอยู่ในสถานะการผลิต มิฉะนั้น แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมบนบัส DC จะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เมื่อแรงดันไฟฟ้าของกริดไฟฟ้าคงที่ พลังงานป้อนกลับของระบบจะถูกกำหนดโดยกระแสป้อนกลับ นอกจากนี้ กระแสป้อนกลับต้องถูกจำกัดให้อยู่ในช่วงที่กำหนดของอุปกรณ์สวิตช์ไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ นอกจากนี้ รีแอคแตนซ์โช้กระหว่างกริดไฟฟ้าและอินเวอร์เตอร์ยังอนุญาตให้กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ไหลผ่านได้ในขณะที่ลดปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์ ดังนั้น ค่าความเหนี่ยวนำของเครื่องปฏิกรณ์จึงต้องมีค่าต่ำเพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานป้อนกลับ ความเร็วของการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้านั้นรวดเร็วมาก การใช้การควบคุมกระแสแบบฮิสเทอรีซิสพร้อมกันนี้สามารถควบคุมกระแสป้อนกลับได้อย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันอุบัติเหตุจากกระแสเกิน
5. วงจรควบคุมหลัก
หน่วยประมวลผลกลางของระบบป้อนกลับพลังงานลิฟต์คือวงจรควบคุมหลัก ซึ่งใช้ควบคุมการทำงานของระบบทั้งหมด วงจรควบคุมหลักประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์และวงจรต่อพ่วง ซึ่งสร้างคลื่น PWM ความแม่นยำสูงตามอัลกอริทึมการควบคุม ในทางกลับกัน การควบคุมความผิดพลาดของ IPM ที่ใช้สัญญาณซิงโครไนซ์กริด ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระบวนการป้อนกลับพลังงานทั้งหมดจะดำเนินไปอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ
6. วงจรควบคุมการป้องกันลอจิก
สัญญาณซิงโครไนซ์สำหรับการเชื่อมต่อกริด สัญญาณควบคุมแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า สัญญาณความผิดพลาด IPM และสัญญาณไดรฟ์เอาต์พุตจากวงจรควบคุมหลัก จะต้องผ่านวงจรควบคุมการป้องกันลอจิกเพื่อการทำงานเชิงตรรกะ และสุดท้ายจะถูกส่งไปยังวงจรอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าเพื่อควบคุมกระบวนการป้อนกลับ วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเอาต์พุตไฟฟ้ากระแสสลับจากอินเวอร์เตอร์จะซิงโครไนซ์กับกริด และยังปิดกั้นสัญญาณไดรฟ์ในกรณีที่เกิดกระแสเกิน แรงดันเกิน แรงดันต่ำ และความผิดพลาด IPM ในวงจร เพื่อหยุดกระบวนการป้อนกลับพลังงาน
เนื่องจากระบบป้อนกลับพลังงานของลิฟต์จะเริ่มทำงานเฉพาะเมื่อเครื่องลากอยู่ในสถานะผลิตไฟฟ้า จึงมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าลิฟต์ ด้วยเหตุนี้ จะเห็นได้ว่าการประยุกต์ใช้ระบบป้อนกลับพลังงานของลิฟต์ ทั้งในด้านหลักการ ผลการประหยัดพลังงาน และประสิทธิภาพการทำงาน เป็นสิ่งที่ควรส่งเสริมอย่างจริงจังในสภาพแวดล้อมพลังงานที่ขาดแคลนมากขึ้นในปัจจุบัน ไม่เพียงแต่จะสร้างสภาพแวดล้อมการประหยัดพลังงานที่ดีต่อสุขภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังตอบสนองต่อเสียงเรียกร้องของประเทศและรัฐบาลในการอนุรักษ์พลังงานและลดการใช้พลังงาน รวมถึงการสร้างสังคมที่มุ่งเน้นการอนุรักษ์พลังงาน ซึ่งจะช่วยส่งเสริมความพยายามในการอนุรักษ์พลังงานและลดการปล่อยมลพิษของประเทศ