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新時期的電梯節(jié)能降耗技術(shù)

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隨著高層建筑的快速發(fā)展，電梯的使用量越來越大，而電力能源大多數(shù)是不可再生能源，電梯的能耗也有很大的節(jié)省空間，如何有效地降低電梯的能耗，是業(yè)界一直關(guān)注研究的問題，也是建設(shè)能源節(jié)約型社會應(yīng)該重視的問題。

新時期電梯節(jié)能降耗

0　引言

能源節(jié)約，倡導(dǎo)生活的環(huán)保，是當(dāng)今全球都在追求的目標(biāo)，節(jié)約能源是我國的基本國策。隨著我國城市化建設(shè)的發(fā)展，電梯的使用越來越多，電梯的電量在高樓層日常用電中占據(jù)很大的位置，電梯的節(jié)能減耗已經(jīng)引起人們的重視。探究電梯節(jié)能的新技術(shù)，盡可能地減低電梯的耗能，對國民經(jīng)濟有重要現(xiàn)實利益。不僅符合我國基本國策，也是在當(dāng)今能源日趨緊張的環(huán)境下，必須關(guān)注的問題。

1　直梯與扶梯的節(jié)能技術(shù)

1.1直梯的節(jié)能技術(shù)

改進直梯的機械傳動和電力拖動系統(tǒng)，在滿足牽引條件基礎(chǔ)，并且安裝工藝允許的情況下，改進電梯的機械傳動。將電梯的減速器由傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿改為行星齒輪或采用無齒輪傳動，機械效率可以得到有效的提高，將電力系統(tǒng)由交流雙速系統(tǒng)級交流調(diào)壓調(diào)速改為變頻調(diào)壓調(diào)速拖動系統(tǒng)，電能的損耗能得到有效的減少。

利用電能回饋其將制動電能回收利用，直梯是垂直運輸交通工具，在上升和下降中的工作量大致相同，電梯的電動機一直是在拖動耗電和制動發(fā)電的狀態(tài)中轉(zhuǎn)換，當(dāng)電梯在工作的過程中需要減速至停止的時候，電梯將這時候產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為電能重新儲存起來。然而在機械能回收之前，這一部分的能量被消耗在能耗電阻上，或者被消耗在電動機的繞組中，前者需要在電機外接制動電阻，增加了成本。而后者會導(dǎo)致電動機的嚴(yán)總發(fā)熱，縮短電動機的使用壽命，有時候還得需要使用空調(diào)來降溫，又在另一方面增加了能耗。電力回收機制的使用，降低了電梯電力拖動系統(tǒng)消耗的電能，達到了節(jié)電的目的，并且因為不惜要額外的電阻和降溫設(shè)施，降低了裝配的成本，改善了電機的工作環(huán)境，目前這一技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，取得了很好的成效。

采用新的照明系統(tǒng)。LED發(fā)光二極管比白熾燈日光燈的耗電要小很多，使用壽命也比常規(guī)的燈具要長，采用新型的LED發(fā)光二極管作為電梯橋廂的照明燈具，可以極大的降低電梯照明方面的能耗，同時LED燈具的可塑性強，可以設(shè)計出多種多樣的造型，也可以實現(xiàn)多種的光學(xué)效果。

采用先進的電梯控制技術(shù)。電梯工藝已經(jīng)有了很多用以節(jié)能的控制技術(shù)，比如橋廂無人時自動關(guān)燈的技術(shù)，驅(qū)動器休眠以及電梯的群控技術(shù)，只能控制電梯運行次數(shù)及開合數(shù)等，在保證節(jié)能的前提下，還極大的提高了運行效率。

1.2自動扶梯的節(jié)能技術(shù)

目前的自動扶梯，一般都是直接啟動，時常處在運行的狀態(tài)，沒有配備相應(yīng)的感應(yīng)控制或變頻調(diào)速裝置。不管電梯上有沒有乘客，都一直處于工作運動狀態(tài)，這樣不僅電量會有很多沒必要的消耗，長時間的運轉(zhuǎn)對于器械的壽命也有很大的影響，增加機械磨損的程度。自動扶梯在商場超市等地方應(yīng)用廣泛，它有很大的改造潛力。

自動控制技術(shù)。在樓梯的上下口加裝廣電傳感器，或者在電梯的踏板上安裝壓力傳感器，但裝置檢測到有人踏上電梯的時候，電梯才開始運作，當(dāng)設(shè)置的出口的裝置檢測到乘客已經(jīng)下電梯的時候，電梯進入休眠的狀態(tài)，等待下一個乘客的到來。自動控制技術(shù)，在很大程度上解決電梯在無人的狀態(tài)下空轉(zhuǎn)耗能的現(xiàn)象。

智能化的運行方式。在電梯開始運行后，當(dāng)處于空載或輕載時，控制系統(tǒng)降低電梯的牽引力，保障電梯的正常運行，又得到節(jié)能的目的。當(dāng)電梯上的乘客多時加快電梯的運行速度，但又將電梯速度控制在安全的范圍內(nèi)，在電梯上乘客少時，可以通過減低速度來降低能耗。通過這樣智能化的變頻控制，可以減少電梯在空載和輕載時的電能消耗。

2　電梯節(jié)能的實現(xiàn)

2.1電梯群控技術(shù)

在電梯啟動、加速、制動的整個過程中都會消耗大量的電能，電梯的群控技術(shù)可以對電梯技術(shù)進行智能的飛蓬，減少電梯的?？看螖?shù)，提供電梯的工作效率，從而達到節(jié)能的目的。電梯群控技術(shù)的實質(zhì)是計算機平臺對多部電梯的控制，在控制系統(tǒng)中寫入程序，使其能夠在快速的時間里對樓層各級對于電梯的需求信息就行分析，結(jié)合當(dāng)下樓層各個電梯的位置，提出最有效的處理方法，實現(xiàn)對電梯系統(tǒng)的最佳控制。目前電梯常用的算法有很多，專家系統(tǒng)算法，模糊控制算法、遺傳算法等

專家系統(tǒng)算法。是指針對復(fù)雜的工程技術(shù)問題的研究，根據(jù)累積的經(jīng)驗，以及還沒有形成體系的專家知識對系統(tǒng)進行控制。在電梯中的應(yīng)用，專家系統(tǒng)通過使用已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)的程序包，設(shè)置原始型的電子數(shù)據(jù)表格，對交通運輸量進行相應(yīng)的模擬，通過將數(shù)據(jù)與仿真器的動態(tài)連接，顯示電梯橋廂的運動，并有與之連接的專家系統(tǒng)進行計算，優(yōu)化橋廂運動。

模糊控制算法。在編譯系統(tǒng)之中，模糊控制技術(shù)是指建立隸屬函數(shù)和控制規(guī)則，并且基于專家的知識建立，并將建立的規(guī)則作為之后控制行為的標(biāo)準(zhǔn)，利用這一套標(biāo)準(zhǔn)對電梯的運行方案最初相應(yīng)的評價，選擇出系統(tǒng)中的最優(yōu)方案。首先采用模糊控制算法的是三菱公司。在一個樓層的呼叫按鈕被按下之后，系統(tǒng)根據(jù)已經(jīng)建立的標(biāo)準(zhǔn)，選出最佳的運行方案。模糊算法的用途很廣泛，可以利用這種說法對關(guān)乎到電梯使用的每個數(shù)據(jù)進行分析，并運用到方案的選擇中去。對處理電梯交通系統(tǒng)隨機性，模糊控制技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中具有了高度的優(yōu)越性。

遺傳算法技術(shù)，遺傳算法技術(shù)是一種全局的算法技術(shù)，方法簡單、具有并行性等特點。遺傳算法可以進行訓(xùn)練系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，也可以用來處理與設(shè)計有關(guān)的調(diào)度問題。遺傳算法被人們用來解決電梯調(diào)度問題。遺傳算法在電梯群控中的應(yīng)用，首先有一個基礎(chǔ)的簡單方案，可以通過建立一個電梯能夠控制的人數(shù)的需求方案。由這一方案為基礎(chǔ)，將方案進行選擇性的演變，對每一方案做出具有實際性質(zhì)的評價，通過對于方案的實驗性實行，統(tǒng)計相關(guān)的數(shù)據(jù)得出最優(yōu)的演變方案。遺傳算法可以用候梯時間的適應(yīng)性來記錄并評價每個方案。接下來從眾多方案中選擇出相關(guān)的部分方案，對基因組進行評估，將可用的基因類型傳輸給下一代的方案。遺傳算法是一個重復(fù)的過程，在幾代方案之后才能確定方案的采用，其中對于方案的評價占用了很多的時間。

2.2共直流母線技術(shù)

共直流母線是指將交流變成直流，在變頻器中是用銅排的母線形式安裝。具有用電效率高，電機反饋能量可以被利用、瞬間停電不會跳脫停機、功率因子較高、電網(wǎng)諧波較低、可以急降速、允許頻繁起動操作、最適合比例連動多臺控制、可以驅(qū)動三相永磁同步電機等顯著的特點。在電梯使用頻率較高的樓層里，一般會有2臺或者多臺電梯同時運行，以保證運輸?shù)母咝?。所以可以采用共直流母線技術(shù)，采集電梯中的一臺或者多臺發(fā)電是所產(chǎn)生的能量，反饋到電梯共同使用的母線上，其他電梯可以通過母線使用這一部分的能量，達到極少電梯的能量消耗。電動機的電動狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)可以能量共享，是共直流母線技術(shù)的一大特點。共直流母線系統(tǒng)的之間直流環(huán)節(jié)可以產(chǎn)生巨大的巨大的能量儲存，構(gòu)成強大的直流電壓，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性得到巨大的提升。

2.3變頻器再生能量回饋技術(shù)

變頻調(diào)速在電梯中的應(yīng)用，可以極大的減少能量消耗，可以在電梯平穩(wěn)運行的過程中產(chǎn)生巨大的機械位能，在電梯靠近目的地的時候，會將行進過程中產(chǎn)生的機械能一部分釋放出來。對這一機械能加以利用，可以進一步的節(jié)能，對于這一能量的回收就是變頻器再生能量回饋技術(shù)，這一技術(shù)可以搜集電梯運行過程中產(chǎn)生的機械能，將這一機械能進行可用的裝換，然后將將其儲存在個電梯之間的共直流母線回路的電容中，通過逆變技術(shù)將交流電反送回電網(wǎng)，為其他的設(shè)備提供電能，依此通過能量回收再利用，起到降低能耗的目的。在這一技術(shù)下，電梯的運行速度越快，載重越大，運動的距離越長，那么它所回饋的能量就越多，節(jié)能的效果就更加的顯著。

2.4電梯的機械節(jié)能

電梯的曳引機分為有齒的曳引機和無齒的曳引機，有齒輪的曳引機在采用行星出輪式傳動后，可以達到很高的傳動效率，但是這一高效率的有齒輪曳引機對加工的精度要求較高，制作安裝的成本也較高，所以沒有得到廣泛的應(yīng)用。有齒輪傳動可采用用永磁同步電動機，以對其進行降低能耗的改造。無齒輪曳引機，即永磁同步曳引機有著不可比擬的優(yōu)勢，永磁同步曳引機是基于電子技術(shù)和矢量技術(shù)產(chǎn)生的。其無需從電網(wǎng)吸取無功電流，功率因數(shù)相對比較高，且沒有勵磁損耗，發(fā)熱少，效率高。永磁同步曳引機取代有齒曳引機已經(jīng)成為必然的趨勢。

3　結(jié)束語

一系列節(jié)能技術(shù)在電梯中的應(yīng)用，可以從多方面有效的降低能耗，緩解日漸緊張的能源問題，是符合當(dāng)今綠色經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)律的，對我國經(jīng)濟的持續(xù)健康增長有著不可磨滅的貢獻。

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