关键词：电梯待机——启动；降低能耗；电能回馈装置
一、电梯待机——启动耗能机理
电梯曳引主控程序开启电源，待机状态转为运行状态。启动过程中产生短暂性的强电流，因而电动机启动过程会耗用一定范围的恒定电能。电动机启动过程中产生的能耗，与其开启时电流大小、电动机与被驱动机械的启动时间具有直接连带性。而电机停转再度启动，又循环上述步骤，进而增加了启动时的电能消耗。
因而电动机若想实现节能，到底是不停歇运转还是停止运转之后再启动，这是现阶段核心研究课题。此问题，主要需根据电动机的不停歇运转的耗能值与运转时间的长短以及再启动产生的耗能进行交叉类比分析。总的来说，唯有保证电动机不停歇运转产生的耗能与停转时间的乘积>电动机再启动的耗能，电动机停转才具有节能效果，反之则无需停转。而电梯主控的转动惯性较大，唯有空载时>十分钟，电梯停转才具有节电效果。相关研究表明，多次循环启动、制动后，电动机内部导致大量耗能，且增发逼近恒定值的热应力。
二、变频器电能回馈装置原理
（一）运作机理
电能回馈制动装置，即是电梯曳引机电动机在发电机的运行状态中，变频器由于摄取回馈电能而增高直流端电压，将摄取的无效电能反馈给电网，实现节能。电能回馈装置将变频器直流端摄取的无效直流电通过IGBT模块逆向转变为恒频恒压的交流电，而后再借助滤波电路后回馈至电网，将电能输送至其他用电设备，实现节电。
其中，该电路的核心元器件是IPM模块，其通过将直流电能逆向转化为同步交流电网运行的三相电流反馈输送至电网。全方位的功能保护机制，以此保证电能回馈制动装置的安全、稳定运行；二极管D1、D2的主要作用是避免电能回馈器错误将电能反馈输送至变频器，避免负荷超标而损伤系统；电感L1-L3、电容C1-C3是高次谐波滤波器的核心组成部分，主要作用是抑制IPM模块高频开关动作时产生的高次谐波电流转移至电网，以此保证安全性的的同时提高电能回馈装置的EMC运行性能。
（二）电能回馈制动条件制定
（1）电动机从高频FH转化到低频FL的减速活动中，频率持续性减小，电动机的机械惯性促使电动机转速超过同步旋转的磁场转速，此时转差非正值，电动机处于运行发电状态，此时反电动势>端电压。
（2）势能负载，以电梯空载上行(或满载下行)为例，电梯厢对比重侧的质量差，可使得电动机无需输出功率，且同步输出制动效果，产生实际转速>电动机同步旋转的磁场转速，此时电动机处于运行发电状态，而反电动势同样>端电压。
三、电梯运行电能回馈装置节能效果测试
2.1 对比回馈数据测试结果
测试电梯能量回馈装置的节能效果。测试过程中关闭（或屏蔽）外呼，内选常规运行。采用综合工况模拟法测试电梯的运行电能值，该方法的测试需注意的是：为保证客观与均衡，选择负载为额定负载的0%、20%、40%、60%、85%、100%开展测试，以不同负载条件下测试节能效果。测试过程中，电梯厢装载负载后，将底层—次底层—中间层—顶层—中间层—次底层—底层—顶层—底层运行作循环为一阶段的测试周期，整个测试周期中电梯自动运行。根据以上测试说明，以电梯在不同比例的额定负载条件下测试运行一周期的电能消耗值，单位：kW·h。采用Jupiter电能质量分析仪测试电能消耗。测试结果详细数据如表 1所示：
表1 对比回馈数据测试结果
表1测试结数据可见，能量回馈效果相对最好的额定负载条件是100%额定负载与0%额定负载，究其原因所在可能是100%额定负载与0%额定负载条件下，电能首发变动主要转化为机械能，而实现完整的运行周期后，机械能再循环转换为电能，因而可得知耗电与发电正相关对比性，耗电越多，发电则相对越多；而量回馈发电相对较少的额定负载条件是40%额定负载和60%额定负载，究其原因所在可能是40%与60%额定负载条件下，电梯运行所耗费的电能相对较少，进而可转化为机械能的电能较少，当机械能再度循环转换到电能时，发电量则相对更少。
2.2 对比改造前后节能情况
条件相同情况下，集中用电>2h以上，统一动作控制电梯空载与满载的上行、下行的循环操作，所测试量化详细数据如表2所示：
表2 对比改造前后节能情况
尽管电能节电率的效果较为理想，但同样不可忽视回馈电能活动的运行稳定性与安全性，节能改造后，接入城市电能网络的电能需要注意一点问题：需严格控制高次谐波含量，严防超标。由于电能改造形式大多是基于不改变原有变频器而另外加设节能回馈模块，所以很大程度上引发网侧电流谐波的含量超标，对此建议：运行系统可开展持续性测量跟踪，加设额外滤波环节予以进一步改善、防护。
参考文献
[1]杨金龙,朱杰,裴崇.电梯节能与改造[J].起重运输机械,2018(08):150-153.
论文作者:扈然
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/12/9
标签：电能论文; 电动机论文; 电梯论文; 负载论文; 测试论文; 节能论文; 装置论文; 《工程管理前沿》2019年13期论文;