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技術(shù)文章
電梯節(jié)能改造方案
點(diǎn)擊次數(shù)：334 發(fā)布時(shí)間：2013-10-12
一、電梯工作原理：
電梯由曳引機(jī)拖動(dòng)負(fù)載上下運(yùn)行，而曳引機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載由載客轎廂和對(duì)重平衡塊組成，只有當(dāng)轎廂載重量約為50%（１噸載客電梯乘客為７人左右）時(shí)，轎廂和對(duì)重平衡塊才相互平衡，否則轎廂和對(duì)重就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量差。電梯運(yùn)行過(guò)程就是電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的過(guò)程，當(dāng)電梯電梯重載上行或輕載下行時(shí)，需要給電梯提供能量使機(jī)械勢(shì)能增加，電梯通過(guò)曳引機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械勢(shì)能，曳引機(jī)處于耗電狀態(tài)；當(dāng)電梯輕載上行或重載下行時(shí)，運(yùn)行過(guò)程需要使機(jī)械勢(shì)能減少，電梯機(jī)械勢(shì)能通過(guò)曳引機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，曳引機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。
另外電梯在從高速運(yùn)行到制動(dòng)停止的過(guò)程，是機(jī)械動(dòng)能消耗的過(guò)程，其中一部分動(dòng)能則通過(guò)曳引機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，曳引機(jī)處于發(fā)電過(guò)程。曳引機(jī)發(fā)電過(guò)程產(chǎn)生的電能需要及時(shí)處理，不然對(duì)曳引機(jī)有嚴(yán)重的危害。對(duì)于交流變頻電梯，曳引機(jī)發(fā)電過(guò)程產(chǎn)生的電能通過(guò)變頻器的三相逆變橋反向回到變頻的直流端，存儲(chǔ)到直流電容里面，而直流電容的容量有限，當(dāng)曳引機(jī)產(chǎn)生的電能足夠大，超過(guò)直流電容的容量，將造成直流電容損壞，所以多出的電能部分必須消耗掉。常規(guī)的交流變頻電梯處理此部分電能的方法是在直流電容端加裝制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，當(dāng)電容兩端的電壓到達(dá)一定值，制動(dòng)單元?jiǎng)幼鳎嘤嗟碾娔芡ㄟ^(guò)制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換為熱能散發(fā)到空中。電能回饋裝置與電梯制動(dòng)單元并聯(lián)，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)變頻器的直流母線電壓，將變頻器的直流環(huán)節(jié)的直流電逆變成與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電，經(jīng)多重噪聲濾波環(huán)節(jié)后連接到交流電網(wǎng)，達(dá)到綠色、環(huán)保、節(jié)能的目的。因加裝回饋裝置后，機(jī)房散熱電阻不再發(fā)熱，機(jī)房溫度將大大降低，用于降溫的空調(diào)或散熱風(fēng)機(jī)可以不啟用或少啟用，從而達(dá)到間接節(jié)能的目的。
二、電梯節(jié)能設(shè)備技術(shù)性能：
（1）、電梯電能回饋裝置采用了*DSP內(nèi)核的微控制芯片，該芯片具有快速、實(shí)時(shí)、可靠性高等特點(diǎn)。我們用IPM模塊構(gòu)成全橋逆變電路，利用具有DSP體系結(jié)構(gòu)的微控制器SPMCCPU對(duì)IPM的控制，完成了逆變器的設(shè)計(jì)和調(diào)試，采用了驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路和基于SPMCCPU控制的軟件IPM保護(hù)電路。設(shè)計(jì)實(shí)踐表明：使用IPM可簡(jiǎn)化系統(tǒng)硬件電路、縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間、提高可靠性、縮小體積，提高保護(hù)能力。（2）、電梯電能回饋裝置采用了雙向電壓跟蹤的PWM脈寬調(diào)制控制輸出正弦波，減少了高次諧波電流的損耗。
電梯電能回饋裝置內(nèi)置電抗器和隔離變壓器，濾除高次諧波，保證輸出波形的純正。其中電抗器需是高頻電抗器，感抗在幾毫亨，在高頻下，電抗器不應(yīng)發(fā)熱。為解決容性負(fù)載問(wèn)題，采用加裝須加隔離變壓器。隔離變壓器須帶漏抗。
?。?）、逆變電壓與電網(wǎng)電壓同步。
電能回饋對(duì)電網(wǎng)電壓頻率，幅值，相位，電流方向進(jìn)行采樣。使用精密電壓、電流互感器把交流信號(hào)逆變成直流信號(hào)，再送如A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便實(shí)現(xiàn)輸出的跟蹤調(diào)整。
逆變電壓與電網(wǎng)電壓同步包括相位同步和幅值同步，采用全電壓自動(dòng)跟蹤技術(shù)，配以冗余度高的軟件設(shè)計(jì)，使控制電路能自動(dòng)識(shí)別三相交流電網(wǎng)的相序、相位、電壓、電流瞬時(shí)值，有序的控制IPM工作在PWM（PulseWidthModulation脈寬調(diào)制）狀態(tài)，保證直流電能及時(shí)的回送到交流電網(wǎng)。
當(dāng)電網(wǎng)電壓突變，導(dǎo)致系統(tǒng)與電網(wǎng)電壓不同步，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算過(guò)零點(diǎn)信號(hào)，得到電網(wǎng)電壓的頻率，保證3個(gè)周期內(nèi)系統(tǒng)調(diào)整輸出交流電壓，使之與電網(wǎng)電壓恢復(fù)同步。
電梯電能回饋還包括有逆變器故障檢測(cè)電路和逆變器輸出交流電流檢測(cè)電路；逆變器故障檢測(cè)電路的輸入端接逆變器的故障信號(hào)輸出端，逆變器故障檢測(cè)電路的輸出端接自動(dòng)控制電路的輸入端；逆變器輸出交流電流檢測(cè)電路的輸入端接逆變器的交流輸出端，逆變器輸出交流電流檢測(cè)電路的輸出端接自動(dòng)控制電路的輸入端。
同時(shí)電能回饋具有過(guò)溫、過(guò)壓、缺相、過(guò)流保護(hù)，以及相間短路、停振、輸出關(guān)閉、高阻保護(hù)等功能。
三、電梯電能回饋裝置技術(shù)參數(shù)：
1.產(chǎn)品型號(hào)：DTDH
2.使用條件：
我公司回饋裝置產(chǎn)品適合安裝在曳引機(jī)功率異步30Kw、同步20Kw以下的交流變頻直梯，變頻器輸入電壓在AC150-400V之間，回饋裝置DTDH-P3為通用型產(chǎn)品，適合安裝在滿足條件的電梯上，如果曳引機(jī)功率在異步30Kw、同步20Kw以上，需兩臺(tái)及以上DTDH-P3并聯(lián)使用。
3.運(yùn)行原理
DTDH系列電梯電能回饋裝置，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)變頻器的直流母線電壓，將變頻器的直流環(huán)節(jié)的直流電壓逆變成與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電壓，經(jīng)多重噪聲濾波環(huán)節(jié)后連接到交流電網(wǎng)，從而達(dá)到能量回饋電網(wǎng)的目的，能量轉(zhuǎn)換率達(dá)到97%以上，有效節(jié)省電能。其原理方框如下圖所示：
4、技術(shù)參數(shù)（以下介紹如不加說(shuō)明均以DTDH-P3產(chǎn)品為例）
制動(dòng)方式雙向自動(dòng)電壓跟蹤方式制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間﹤2ms變頻器輸入電壓AC300V～460V，45～56HZAC150V～230V,45～56HZ適用電機(jī)功率0～40kW輸入動(dòng)作電壓DC560～760V（可調(diào)），誤差2VDC280～380V（可調(diào)），誤差2V輸出方式正弦波電流方式電壓畸變﹤5％制動(dòng)轉(zhuǎn)矩150%設(shè)計(jì)工作制*保護(hù)過(guò)熱，過(guò)電流環(huán)境溫度－10℃～60℃大氣壓力86kPa～106kPa相對(duì)濕度不大于90％RH振動(dòng)1g（10～20Hz時(shí)）,0.2g（20～50Hz時(shí)）防護(hù)等級(jí)IP00
DTDH系列電梯電能回饋裝置自動(dòng)測(cè)量再生發(fā)電量的大小，并自動(dòng)作出響應(yīng)，用戶(hù)除閾值外無(wú)需設(shè)定任何參數(shù)。適用的電機(jī)功率按連續(xù)工作制確定，這些參數(shù)于海拔1000米以下有效。
電梯由曳引機(jī)拖動(dòng)負(fù)載上下運(yùn)行，而曳引機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載由載客轎廂和對(duì)重平衡塊組成，只有當(dāng)轎廂載重量約為50%（１噸載客電梯乘客為７人左右）時(shí)，轎廂和對(duì)重平衡塊才相互平衡，否則轎廂和對(duì)重就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量差。電梯運(yùn)行過(guò)程就是電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的過(guò)程，當(dāng)電梯電梯重載上行或輕載下行時(shí)，需要給電梯提供能量使機(jī)械勢(shì)能增加，電梯通過(guò)曳引機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械勢(shì)能，曳引機(jī)處于耗電狀態(tài)；當(dāng)電梯輕載上行或重載下行時(shí)，運(yùn)行過(guò)程需要使機(jī)械勢(shì)能減少，電梯機(jī)械勢(shì)能通過(guò)曳引機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，曳引機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。
另外電梯在從高速運(yùn)行到制動(dòng)停止的過(guò)程，是機(jī)械動(dòng)能消耗的過(guò)程，其中一部分動(dòng)能則通過(guò)曳引機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，曳引機(jī)處于發(fā)電過(guò)程。曳引機(jī)發(fā)電過(guò)程產(chǎn)生的電能需要及時(shí)處理，不然對(duì)曳引機(jī)有嚴(yán)重的危害。對(duì)于交流變頻電梯，曳引機(jī)發(fā)電過(guò)程產(chǎn)生的電能通過(guò)變頻器的三相逆變橋反向回到變頻的直流端，存儲(chǔ)到直流電容里面，而直流電容的容量有限，當(dāng)曳引機(jī)產(chǎn)生的電能足夠大，超過(guò)直流電容的容量，將造成直流電容損壞，所以多出的電能部分必須消耗掉。常規(guī)的交流變頻電梯處理此部分電能的方法是在直流電容端加裝制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，當(dāng)電容兩端的電壓到達(dá)一定值，制動(dòng)單元?jiǎng)幼鳎嘤嗟碾娔芡ㄟ^(guò)制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換為熱能散發(fā)到空中。電能回饋裝置與電梯制動(dòng)單元并聯(lián)，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)變頻器的直流母線電壓，將變頻器的直流環(huán)節(jié)的直流電逆變成與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電，經(jīng)多重噪聲濾波環(huán)節(jié)后連接到交流電網(wǎng)，達(dá)到綠色、環(huán)保、節(jié)能的目的。因加裝回饋裝置后，機(jī)房散熱電阻不再發(fā)熱，機(jī)房溫度將大大降低，用于降溫的空調(diào)或散熱風(fēng)機(jī)可以不啟用或少啟用，從而達(dá)到間接節(jié)能的目的。
二、電梯節(jié)能設(shè)備技術(shù)性能：
（1）、電梯電能回饋裝置采用了*DSP內(nèi)核的微控制芯片，該芯片具有快速、實(shí)時(shí)、可靠性高等特點(diǎn)。我們用IPM模塊構(gòu)成全橋逆變電路，利用具有DSP體系結(jié)構(gòu)的微控制器SPMCCPU對(duì)IPM的控制，完成了逆變器的設(shè)計(jì)和調(diào)試，采用了驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路和基于SPMCCPU控制的軟件IPM保護(hù)電路。設(shè)計(jì)實(shí)踐表明：使用IPM可簡(jiǎn)化系統(tǒng)硬件電路、縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間、提高可靠性、縮小體積，提高保護(hù)能力。（2）、電梯電能回饋裝置采用了雙向電壓跟蹤的PWM脈寬調(diào)制控制輸出正弦波，減少了高次諧波電流的損耗。
電梯電能回饋裝置內(nèi)置電抗器和隔離變壓器，濾除高次諧波，保證輸出波形的純正。其中電抗器需是高頻電抗器，感抗在幾毫亨，在高頻下，電抗器不應(yīng)發(fā)熱。為解決容性負(fù)載問(wèn)題，采用加裝須加隔離變壓器。隔離變壓器須帶漏抗。
?。?）、逆變電壓與電網(wǎng)電壓同步。
電能回饋對(duì)電網(wǎng)電壓頻率，幅值，相位，電流方向進(jìn)行采樣。使用精密電壓、電流互感器把交流信號(hào)逆變成直流信號(hào)，再送如A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便實(shí)現(xiàn)輸出的跟蹤調(diào)整。
逆變電壓與電網(wǎng)電壓同步包括相位同步和幅值同步，采用全電壓自動(dòng)跟蹤技術(shù)，配以冗余度高的軟件設(shè)計(jì)，使控制電路能自動(dòng)識(shí)別三相交流電網(wǎng)的相序、相位、電壓、電流瞬時(shí)值，有序的控制IPM工作在PWM（PulseWidthModulation脈寬調(diào)制）狀態(tài)，保證直流電能及時(shí)的回送到交流電網(wǎng)。
當(dāng)電網(wǎng)電壓突變，導(dǎo)致系統(tǒng)與電網(wǎng)電壓不同步，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算過(guò)零點(diǎn)信號(hào)，得到電網(wǎng)電壓的頻率，保證3個(gè)周期內(nèi)系統(tǒng)調(diào)整輸出交流電壓，使之與電網(wǎng)電壓恢復(fù)同步。
電梯電能回饋還包括有逆變器故障檢測(cè)電路和逆變器輸出交流電流檢測(cè)電路；逆變器故障檢測(cè)電路的輸入端接逆變器的故障信號(hào)輸出端，逆變器故障檢測(cè)電路的輸出端接自動(dòng)控制電路的輸入端；逆變器輸出交流電流檢測(cè)電路的輸入端接逆變器的交流輸出端，逆變器輸出交流電流檢測(cè)電路的輸出端接自動(dòng)控制電路的輸入端。
同時(shí)電能回饋具有過(guò)溫、過(guò)壓、缺相、過(guò)流保護(hù)，以及相間短路、停振、輸出關(guān)閉、高阻保護(hù)等功能。
三、電梯電能回饋裝置技術(shù)參數(shù)：
1.產(chǎn)品型號(hào)：DTDH
2.使用條件：
我公司回饋裝置產(chǎn)品適合安裝在曳引機(jī)功率異步30Kw、同步20Kw以下的交流變頻直梯，變頻器輸入電壓在AC150-400V之間，回饋裝置DTDH-P3為通用型產(chǎn)品，適合安裝在滿足條件的電梯上，如果曳引機(jī)功率在異步30Kw、同步20Kw以上，需兩臺(tái)及以上DTDH-P3并聯(lián)使用。
3.運(yùn)行原理
DTDH系列電梯電能回饋裝置，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)變頻器的直流母線電壓，將變頻器的直流環(huán)節(jié)的直流電壓逆變成與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電壓，經(jīng)多重噪聲濾波環(huán)節(jié)后連接到交流電網(wǎng)，從而達(dá)到能量回饋電網(wǎng)的目的，能量轉(zhuǎn)換率達(dá)到97%以上，有效節(jié)省電能。其原理方框如下圖所示：
4、技術(shù)參數(shù)（以下介紹如不加說(shuō)明均以DTDH-P3產(chǎn)品為例）
制動(dòng)方式雙向自動(dòng)電壓跟蹤方式制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間﹤2ms變頻器輸入電壓AC300V～460V，45～56HZAC150V～230V,45～56HZ適用電機(jī)功率0～40kW輸入動(dòng)作電壓DC560～760V（可調(diào)），誤差2VDC280～380V（可調(diào)），誤差2V輸出方式正弦波電流方式電壓畸變﹤5％制動(dòng)轉(zhuǎn)矩150%設(shè)計(jì)工作制*保護(hù)過(guò)熱，過(guò)電流環(huán)境溫度－10℃～60℃大氣壓力86kPa～106kPa相對(duì)濕度不大于90％RH振動(dòng)1g（10～20Hz時(shí)）,0.2g（20～50Hz時(shí)）防護(hù)等級(jí)IP00
DTDH系列電梯電能回饋裝置自動(dòng)測(cè)量再生發(fā)電量的大小，并自動(dòng)作出響應(yīng)，用戶(hù)除閾值外無(wú)需設(shè)定任何參數(shù)。適用的電機(jī)功率按連續(xù)工作制確定，這些參數(shù)于海拔1000米以下有效。