摘要：由于工业经济快速发展，人们的物质生活水平不断提高，城市中的电梯数量不断增加，人们对电梯的使用率大幅度上升，这在很大程度上也跟我国有限的国土资源面积有关。但电梯的高频率使用，对电力造成严重的消耗。如何通过控制电梯进行电气优化降低损耗，提高运行效率，做到环保使用，已经是当前高层建筑在设计中需要考虑的重要问题。
关键词：电气优化；节能；电梯；方案
引言
在国际能源价格不断上涨的过程中，我国的电价也出现了一定的波动情况，在这种背景下，大功率的电器成为电能消耗的重要内容。而电梯在人们的生活工作中普及率不断升高，因此电梯对电能的消耗已经成为人们关注的一个重要问题。在电梯运行过程中，对电气的实际情况存在一定的以来，因此研究电气优化的方式降低能源损耗是一项非常具有实际价值的研究课题。
1、曳引式电梯的工作原理和特点分析
1.1曳引式电梯工作原理
曳引式电梯通常指的是轿厢式电梯，这种电梯也是居民区、写字楼常用的一种电梯设备，由于使用频繁，耗电量比较大。除了这种类型还有开放性电梯，主要在大型商场和超市中使用较多。就曳引式电梯而言，其工作流程大致如下：第一，在曳引轮牵引作用下，电梯的曳引机设备开始工作，通过传导力在钢丝绳和绳槽之间形成一定的摩擦力，而这种摩擦力的大小与轿厢和承载重量造成的重力形成一种相对作用，从而完成向上牵引或者下降的功能。
1.2曳引式电梯曳引机设备的工作特点分析
曳引式电梯最显著的一个特点就是轿厢与对重装置的运动方向是相反的，通常情况下，曳引机设备会在整个平面内进行运动，但也不会局限于此，可以根据实际的应用情况进行相应的调整。具体会体现在电机转动方向、转矩方向以及电动的状态等几个方面。
在实际应用过程中，轿厢与对重装置之间的这种相对运动，利用的是相互排斥的原理，而曳引式电梯的对重装置能够通过平衡轿厢起到一定的抵消作用。从而在钢丝绳上产生一定的摩擦力，保证系统的稳定安全运行。通过进一步分析，可以看出轿厢满载和空载的情况，整个曳引机设备承受的负担也是最重的。当整个曳引轮两侧可以呈现出平衡状态的时候，电机的负担相对最小。因此曳引式电梯的曳引机设备在工作过程中，可以具体分成两种工作状态，一种是使用电力进行启动的状态，另一种是刚开始用电进行启动的状态，这两种状态不仅会受到曳引轮两侧承受重量的影响，也会跟轿厢的运动方向有关。通过轿厢重量与对重侧重量的比较情况，结合电机的发电状态，最终完成电梯的上行和下行的工作模式。
2、通过采用电气优化的方式节约电梯能源消耗的方案
由于电梯在运行过程中，对电气系统的依赖性非常严重，因此电梯的运行效率与电气系统有直接关联，为进一步降低电梯运行过程中产生的消耗，可以采用电气优化的方式。就目前而言，节能措施主要有以下几种方式：使用变频调速系统进行电机驱动，从而有效降低电梯在闲置和频繁使用过程中对电能的消耗；使用能量回馈装置及时将产生的电力能源进行再次利用，提高能源的利用效率，从而实现节约能源的目的。
2.1使用变频调速系统的驱动方式节约电能
变频调速系统简称VVVF，指的是电压可变、频率可变。这种驱动方式也是目前在电梯节能方面最广泛使用的一种方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过将变频调速系统的逆变器与电机连接，可以对曳引机进线端的交流电频率进行调整，同时还能根据需要控制电压的变化，从而实现对曳引机运行速度的控制，从而起到节约电能的目的。在很大程度上，通过对曳引机所需电压以及供电频率的调整，可以直接对曳引机的转动速度进行控制，从而实现调节曳引机工作电压的目的，电动机转动的最大条件就会发生变化，以较小的电压获取足够的动力，降低了曳引机工作过程中的转差功率损耗，这样一来曳引机在转动时就不会浪费电网本身的能量，整个系统的工作环境就会发生改变，这样就会使其工作效率得到大大提高。另一方面，变频调速系统的驱动方式可以让电梯的工作状态在某一种特定的环境内运行，通过与能量回馈装置共同发生作用，可以完成能源再生的过程，不仅提高了能源的利用率，还能有效控制电梯运行需要的动力因素。
2.2通过使用能量回馈装置节约电能
随着现代化生产规模不断扩大和人们生活水平不断提高，电能供需矛盾日益突出，节电呼声日益高涨。有关统计数据表明，电动机拖动负载消耗的电能占总耗电量的70%以上。因此，电机拖动系统节约电能具有特别重要的社会意义和经济效益。以典型的曳引式电梯曳引机运动工作状态为例，曳引系统在曳引机的整个皮辊棉内运行，电梯空载或者满载的情况都会引起启动机的转动。通常情况下仅仅通过变频的方式降低电梯运行需要的动力，仅仅能够在原有的程度上降低对电能的消耗，但这种方式没有将消耗的能量有效保存在电网中，因此可以采用其他的方式保存这部分能量，从而实现再次利用，降低能源损耗。
通过利用一定的电路组件，形成能量反馈的设备可以将曳引机需要的电力启动条件转换成一种需要的电力状态，在返回电网之后，完成能量循环的过程，通过这种方式在电梯运行过程中就不会浪费掉多余的能量。通过设计电路，当电梯曳引机工作在电动状态时，开关器件将会处于封锁状态，此时的电梯将不能运行；当曳引机处于启动状态时，能量处于特定的位置，继而产生移动电压，当直流电压无法满足启动需要的电流时，可以通过其他条件产生的逆变效应，将保留的这部分能量返回工作电路中，这个位置上的电压先发生一定的改变，之后进行能量的释放，当达到临界值的时候，电压供应停止。同时在逆变电路和三相交流电网之间的电抗器，也同样可以起到能量回馈的作用，由于这种电抗器本身就是一种储能元件，通过充放电的过程，完成回馈的过程中，当直流电压工作时，电流传输到电抗器位置以后，就还可以直接吸收直流母线电压和电网电压之间的差值，当电梯需要交流电压时，就会通过放电过程将先前存储的能量回馈给需要的电路上，从而降低对电网电压的需求，实现提高能量利用率，节约能源的目的。
2.3其他电气电气优化的节能方式
除了以上两种常见的节能方案意外，还可以采用电梯软启动的方案实现节能的目的。通过在现有的电力电路中改变电阻的连接方式，改变启动电流，从而起到改变启动电流的目的，还能有效避免能量的浪费。另一方面，还可以通过选择能耗较低的电路元件，实现降低电梯待机能耗的目的，完成节能目标。
3、结语
综上所述，由于电梯使用频繁，人们对电梯节能问题非常关注。由于相关技术的促进作用，越来越多的企业通过电梯节能的技术创新，实现节能减排的宏伟计划。这种节能设计本身的市场前景也非常明朗，而通过电气优化实现节能也是最为直接的一种方式，需要进一步加大研究，既要提高电梯的运行稳定性，还要降低能量的消耗。
参考文献
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论文作者:杨保林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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