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摘要：现阶段，全球范围内的能源呈现出严重的短缺现象，所以，各个国家同样开始关注能源资源的利用效果。而我国的人口基数很大，更应该重视节能工作的开展。电梯节能技术最早在2002年被引入我国，而随着计算机技术的飞速发展，对于电梯节能技术的研究也取得了一定的成绩。为此，对于节能电梯节能效果的深入研究具有重要的现实意义。
关键词：电梯；节能系统；设计
1电梯节能系统设计概述
1.1电梯节能系统设计的定义
电梯运行过程中消耗的是电能，而电能对于目前来说也是十分珍贵的资源，因此为了减少电梯在实际运行中所产生的能耗，通过采取一定的技术措施及科学合理的手段，将节能理念融入到电梯的设计中，通过节能措施的作用，与以上电梯运行能耗相比，实现能耗减小的目的，这个设计的过程则被称之为电梯节能系统设计。
1.2电梯节能系统设计原则
1.2.1安全可靠性
电梯节能系统设计最基本也是最为重要的原则是安全可靠性，它主要是指在实际中设计人员无论如何采取措施进行电梯节能系统设计，其前提条件是确保电梯运行的安全可靠性，这也是电梯运作中最为重要的方面。只有在这样的前提下进行设计，节能系统的设计才能发挥其实际意义。
1.2.2节能性
电梯节能系统设计接下来最为主要的是设计的实际成效要能够达到节能效应，电梯运行依靠的是电能，那么就应该从电气设计方面将节能最大程度地融入其中，这样才能有效地实现电梯在实际运行中的节能效应。这同时也是电梯节能设计方面最为基本的原则，如果仅仅从理论上达到节能效应，而付诸实践无法实现节能效应，那么电梯节能系统本身的设计则是没有任何意义的。
2节能电梯的节能现状阐释
一般情况下，节能电梯都会使用无齿轮电梯节能技术，与原有的齿轮电梯进行对比，节能电梯实际节能量能够达到30-40%。如果电梯的型号理想，其节能的效果能够超过50%。其中，无齿轮电梯一般会运用永磁同步无齿轮曳引机技术。而该技术是基于高密度永磁材料以及电子控制技术成果形成并发展的，通过对电磁场数值的计算以及等效电路的运用，在两者结合的基础上形成最优CAD方法，构建了规格与结构都具有多样性的永磁同步电动机。而且变频外转子结构、无阻尼绕组内转子结构以及音圈式直线结构类型的电动机都不需要设置励磁电流，可以在电动机转子中直接安装曳引轮。所以，电动机的效率随之提高，而且向着小型化的方向发展，一定程度上达到了节能的效果。但是，因电梯生产企业所采用的永磁材料以及结构，甚至是电子控制技术都存在一定的差异，所以导致实际的节能效果也有所不同。
由通力公司研发的无机房电梯主要是利用蝶式马达来达到驱动的目的。该类型的曳引机最初在1996年被发明出来，而这种蝶式马达则是将永磁同步技术作为重要基础，与变频控制、低摩擦无齿结构相互结合，使得电梯技术实现了质的变化，为替代其他类型电梯曳引技术提供了有力的保障。
在我国，苏州东方电梯公司研发并推广了永磁同步无齿轮无机房电梯。其中，对永磁同步无齿轮曳引机进行了应用，这与有齿轮曳引机相比较，其整体的节能性已经超过了40%。除此之外，无齿轮类型的曳引方式一定程度上规避了对齿轮油的使用，使得维修的成本投入有所降低。
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国内的奥的斯子公司研发出了无齿轮电梯产品与能源再生技术，并且向更多的人展示出了公司的专利，即能源再生技术。一定程度上，使得无齿轮电梯的节能量超过了70%。而这同样也是电梯能源消耗节约的又一突破。将该技术和电梯进行融合，同样也能够进一步增强电梯的节能功效。
3电梯节能系统的研究与设计
电梯的日常运作重点依靠的是电能，所以应该首先从电能方面进行电梯节能系统设计，才能有效达到对电梯的节能。
3.1总体分析
总的来说，电梯系统结构可以拆分为两大部分，一方面是轿箱，另一部分是用于电梯运行平衡的配重。一般而言配重是根据轿箱在满负荷的情况下而设定的，配重与轿箱的运动方向一般是相反的。在实际中往往会存在电梯空载的状况，在这种情况下，电梯运行的机械能就会转化为直流电能，形成所谓的泵升电压，对于没有进行节能系统设计的电梯来说，它们通常采用制动电阻的模式将这种电能转化为热能进行释放，而节能系统设计电梯则需要从节能效应方面考虑将这种电能进行回收重新利用，这样才能从电梯运作整体上设计好电梯节能。
3.2系统设计
3.2.1电压检测电路设计
从电梯运行电能的基本原理分析，电压检测电路能够实现三个方面的基本目标，即充电电流、三相电压及断电平层与显示功能。从电梯运行节能系统出发，本文选用的基本技术措施是将电阻进行串联后进行电流的限制，并计入导通光耦。一方面对存在的三相电压进行调整，用相应的电阻进行电流限制，电流控制在2mA作为为宜，采取这样的措施能够在很大程度上确保隔离光耦有充分的导通电流经过，然后通过光耦检测的相关技术进行电极检测，最终对三相市电进行科学合理评估，在很大程度上避免了判定错误会判定偏差。充电电路设计为了进一步达到电梯节能系统设计的实现与优化，其充电部分选取以微处理器为主要控制手段的充电电路构造，当检测电梯变频器的母线电压达到650V时，充电电路开启，对备用电池进行充电；待母线电压降到620V时，关闭充电，从而使原先在制动电阻上损耗的能量大部分变为可再利用的电池能量。在移相控制技术的基础上，利用功率管的输出电容和输出变压器的漏电感作为谐振元件，使全桥变换器四个开关管依次在零电压下导通，实现恒频软开关。控制模式采用电压电流双闭环控制，刚开始充电时，充电电压达不到电压限定值，充电电流较大，为防止损坏电池，充电方式选择恒流充电，此时只有电流环起作用，在电流环的作用下恒流充电，达到恒流的输出控制效果。
3.2.2放电电路设计
放电电路包括DC/DC变换电路和逆变电路。当备用电池电压低于230V时，电路切断备用电池的输出；待备用电池电压充至240V以上，电池恢复输出。电池输出电压径逆变后供照明、风机和门机使用。DC/DC变换电路采用交错并联Boost电路，把20节12V/17Ah蓄电池串联后，电压变成240V接入逆变电路。交错并联是指用两个Boost电路单元在同一个开关频率下交替工作，其优点是开关电流只有输入电流的一半，减少开关管的电流应力的同时也减少输入电流谐波。
3.2.3断电平层算法
本文中设计的节能系统，具有断电自动平层功能。为实现这一目的，需要对电梯主控系统的电路进行改造，使之与智能电源管理模块相适应。智能电源管理模块和电梯主控制器的连接方式：电梯电源连接到智能电源管理模块，智能电源管理模块通过检测三相电压模块判断市电是否正常，如果市电正常，KUP接触器保持闭合状态；如果市电不正常，则先断开接触器KUP，然后吸合接触器KUPS，电梯系统随即切换到备用电池。
4结语
电梯节能系统设计是一项专业化及系统化的工作，而节能设计在电梯节能中的主要表现在电气化设计方面，在实际中，只有从电梯运行电气电路方面切入进行设计，才能有效达到电梯节能效应的实现。
参考文献
[1]王淼.浅谈电梯节能设计[J].电梯设计，2012(12):65
[2]张萌.对电梯节能设计的思考与探析[J].建筑节能，2011:78
[3]王葵，梁土荣.电梯改造的节能研究[J].起重运输机械，2016（11）：90-93.
论文作者:汪远
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/18
标签：电梯论文; 节能论文; 系统论文; 永磁论文; 电流论文; 电压论文; 电路论文; 《电力设备管理》2017年第8期论文;