摘 要：電梯節(jié)能技術(shù)是特種設(shè)備節(jié)能領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，尤其對我國節(jié)能降耗工作的推進(jìn)具有重要意義。雖然針對電梯節(jié)能我國已經(jīng)出臺了相應(yīng)的法規(guī)政策，但電梯節(jié)能技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用與推廣還有很長的路要走，因而繼續(xù)加強(qiáng)對當(dāng)前電梯節(jié)能技術(shù)的研究是十分必要的?；诖?，簡單介紹了當(dāng)前我國電梯節(jié)能系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及其技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而對電梯節(jié)能技術(shù)的具體運(yùn)用展開了討論，希望能夠?yàn)殡娞莨?jié)能技術(shù)的推廣普及和發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：電梯;節(jié)能技術(shù);降耗;電能回饋技術(shù)

1 電梯節(jié)能系統(tǒng)及其技術(shù)創(chuàng)新

電梯節(jié)能系統(tǒng)主要是通過一定技術(shù)手段使電動機(jī)輸出的能量被充分利用，以達(dá)到減少電能消耗的目的。具體而言，電梯在負(fù)載情況下是通過電動機(jī)的曳引作用完成上下動作，在此過程中電梯會產(chǎn)生位能。在電梯負(fù)載降低時(shí)，機(jī)械位能能夠被釋放并再次變成電能，以實(shí)現(xiàn)電梯的節(jié)能效果，有助于解決電梯耗電過多的問題。目前，電梯節(jié)能領(lǐng)域已經(jīng)有多項(xiàng)技術(shù)，其中較有創(chuàng)新性的是永磁同步拖動與制動電能回饋技術(shù)。該技術(shù)是運(yùn)用了能源再生技術(shù)，使傳統(tǒng)的節(jié)能變?yōu)樵炷?，使得電梯?jié)能技術(shù)研究進(jìn)入了一個(gè)全新階段。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，制動電能回饋技術(shù)的平均節(jié)電率約為30%，如果全面推廣應(yīng)用該技術(shù)，將為國家節(jié)省相當(dāng)可觀的電能資源。另外，電能回饋技術(shù)可以與其他節(jié)能技術(shù)同時(shí)使用，例如在老舊電梯改造中可以先利用變頻控制技術(shù)與永磁同步技術(shù)節(jié)能，然后再運(yùn)用電能回饋技術(shù)，不僅可以使電梯的節(jié)能效率進(jìn)一步提升到70%，還能夠提高電梯運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，為人們提供更好的服務(wù)。

2 電梯節(jié)能技術(shù)的具體運(yùn)用

隨著人們對電梯節(jié)能技術(shù)的不斷研究，目前已經(jīng)有多種技術(shù)被應(yīng)用于電梯節(jié)能改造中，除了上述創(chuàng)新技術(shù)外，還有梯控節(jié)能技術(shù)、機(jī)械傳動與曳引節(jié)能技術(shù)以及綠色能源技術(shù)等?？梢哉f當(dāng)前的節(jié)能技術(shù)已經(jīng)基本可以滿足電梯節(jié)能與造能需求。

2.1? ? 梯控節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用

梯控節(jié)能技術(shù)就是指通過對電梯運(yùn)行方式的合理調(diào)控，達(dá)到減少能源消耗的目的。目前梯控節(jié)能技術(shù)的控制形式主要有3種，即并聯(lián)控制、梯群程序控制以及梯群智能控制。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，梯控的智能化程度也將越來越高。

并聯(lián)控制通常應(yīng)用于2～3臺電梯的控制中。該操控方法需要在電梯共用層部分站外設(shè)置一個(gè)召喚按鈕，在電梯沒有運(yùn)行任務(wù)時(shí)其中一部電梯將停于基站，另一部則停于預(yù)設(shè)樓層。在有運(yùn)行任務(wù)時(shí)，停于基站的電梯將運(yùn)行至相應(yīng)樓層，而另一部則下降至基站。該控制方式的最大特點(diǎn)在于提升電梯運(yùn)行效率，從而變相達(dá)到節(jié)能目的。

2.2? ? 再生電能回饋技術(shù)的具體應(yīng)用

在變頻調(diào)速式電梯的運(yùn)行中會產(chǎn)生大量的機(jī)械位能，這種機(jī)械位能如果能夠得到合理利用，將會極大提升電梯的節(jié)能性。針對這一問題，人們研究出了再生電能回饋技術(shù)。該技術(shù)是基于電梯在運(yùn)行至指定樓層時(shí)速度會減慢，這個(gè)過程中電梯產(chǎn)生的機(jī)械位能會得到釋放，此時(shí)如果運(yùn)用變頻器再生電能回饋技術(shù)就可以將釋放出的位能重新轉(zhuǎn)變成電能用于維持電梯運(yùn)行。該技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)過程為：（1）變頻器將電梯機(jī)械位能轉(zhuǎn)化成其他能量并在直流母線回路電容中加以儲存;（2）運(yùn)用有源逆變技術(shù)將存儲的能量轉(zhuǎn)換為和電網(wǎng)頻率、相位一致的交流電并使之回饋到電網(wǎng)中。通過該技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)殡娞輲?6%～40%的節(jié)能效率，且其回饋的電能將隨著電梯運(yùn)行速度的提升、負(fù)載的增大以及高度的增加而不斷增多。

2.3? ? 電梯電動機(jī)設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)運(yùn)用

電梯運(yùn)行中的主要能量消耗部位就在電梯的電動機(jī)，所以要提升電梯節(jié)能性就應(yīng)該從源頭進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，以便從根本上解決電梯能耗過大的問題。目前電梯電動機(jī)的設(shè)計(jì)制造中節(jié)能效果較好的技術(shù)是永磁同步驅(qū)動技術(shù)。該技術(shù)的基本原理是通過在電動機(jī)轉(zhuǎn)子表面增加永磁鐵使其能夠在電源恒定情況下以恒定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠減少電動機(jī)工作時(shí)的電能需求量，達(dá)到節(jié)能效果。目前，由永磁同步驅(qū)動技術(shù)研制出的永磁同步無齒輪馬達(dá)曳引機(jī)在實(shí)際使用中表現(xiàn)出了出色的性能，同時(shí)不再需要傳統(tǒng)電梯中沉重的減速箱，使電梯的傳動效率大大提升，最大程度上減少了電能消耗。

2.4? ? 綠色可再生能源技術(shù)的具體運(yùn)用

為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)，我國在各個(gè)領(lǐng)域中都開始廣泛推廣新型綠色可再生能源，如太陽能、潮汐能、地?zé)崮艿鹊膽?yīng)用越來越普及。為此，在電梯節(jié)能中探索綠色可再生能源技術(shù)也能夠起到良好的能源節(jié)約效果。例如，對于一些高層建筑，可以通過在樓頂安裝太陽能裝置，將太陽能轉(zhuǎn)化為支持電梯運(yùn)行的能量，從而實(shí)現(xiàn)對可再生能源的充分運(yùn)用。此外，在運(yùn)用太陽能的過程中，由于其能量只能在白天收集，所以必須采取必要措施對太陽能進(jìn)行儲存，以實(shí)現(xiàn)對太陽能的最大化利用。而隨著綠色再生能源技術(shù)的不斷發(fā)展，還有更多技術(shù)將被應(yīng)用于電梯節(jié)能中。因此，電梯節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)進(jìn)一步加大對各種綠色能源技術(shù)開發(fā)運(yùn)用的研究和實(shí)踐探索，從而使電梯節(jié)能技術(shù)的水平得到不斷提升。

3 電梯節(jié)能技術(shù)的能效分析

為進(jìn)一步了解電梯節(jié)能技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中的節(jié)能效果，本文結(jié)合我國某地電梯節(jié)能改造工作進(jìn)行了電梯節(jié)能技術(shù)能效測試。

3.1? ? 能效測試基本情況

此次能效測試采用的設(shè)備為電梯能效測試儀，測試載荷的方法為空載法。測試期間電梯運(yùn)行方式為全程直駛3回合，并在端站開關(guān)門。測試中的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參照《電梯能源效率評價(jià)技術(shù)規(guī)范》（DB33/T 771—2009）。

3.1.1? ? 電梯A的節(jié)能改造情況

電動機(jī)額定電流：23 A;提升高度：14.4 m;改造前：交流雙速;改造后：變壓變頻調(diào)速。

3.1.2? ? 電梯B的節(jié)能改造情況

電動機(jī)額定功率：11.7 kW;提升高度：12.1 m;改造前：變壓變頻調(diào)速;改造后：加裝ERB裝置實(shí)現(xiàn)電能回饋。

3.2? ? 測試結(jié)果分析

電梯A節(jié)能改造前后的運(yùn)行電流情況分別如圖1、圖2所示。

從圖1、圖2中可以看出，電梯A改造前的啟動電流最高可達(dá)到額定電流的4倍，而改造后電梯A的尖峰電流消失。同時(shí)改造后電梯A的電能損耗較改造前降低了20%以上。

電梯B節(jié)能改造前后的運(yùn)行功率情況分別如圖3、圖4所示。

從圖4可以看出，電梯B在加裝能量回饋裝置ERB后，其空載上行過程中電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，使得其綜合能耗較改造前顯著降低，這說明能量回饋節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果十分突出。

4 大樣本量測試

本文在對上述改造后的變壓變頻調(diào)速電梯和能量回饋電梯進(jìn)行測試后，又進(jìn)一步進(jìn)行了大樣本量的測試對比工作，以確定采用不同技術(shù)的電梯實(shí)際能效情況，以提升測試數(shù)據(jù)的科學(xué)性。

測試中選擇交流變極調(diào)速電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯、變壓變頻電梯和能量回饋電梯各50臺進(jìn)行測試并對測試結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)匯總，結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，4種電梯運(yùn)行能耗由低到高排列依次為：能量回饋電梯<變壓變頻電梯<交流調(diào)壓調(diào)速電梯<交流變極調(diào)速電梯。

此外，我們通過對大樣本量電梯待機(jī)能耗的檢測進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在額定起重量、額定速度、調(diào)速方式等參數(shù)相同或基本相同時(shí)，帶有自動休眠功能電梯的待機(jī)能耗要較不帶有自動休眠功能電梯節(jié)省待機(jī)能耗60%左右。

綜上，在電梯節(jié)能技術(shù)推廣運(yùn)用中應(yīng)盡可能選擇能耗更低的技術(shù)，同時(shí)還應(yīng)盡可能為電梯增加自動休眠功能，以此最大限度地減少電梯能耗。

5 結(jié)語

雖然當(dāng)前電梯節(jié)能技術(shù)研究與運(yùn)用已經(jīng)取得了一些成果，但電梯節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用與推廣任務(wù)仍十分艱巨。這就要求我們在電梯設(shè)計(jì)制造和老舊電梯改造中要牢固樹立節(jié)能理念，根據(jù)實(shí)際情況積極運(yùn)用各種節(jié)能技術(shù)，同時(shí)加大對電梯節(jié)能技術(shù)的推廣力度，以此推動我國電梯節(jié)能技術(shù)的不斷普及，進(jìn)而為我國節(jié)能降耗提供強(qiáng)勁助力。

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收稿日期：2019-12-20

作者簡介：歐哲（1973—），女，廣東人，碩士，電氣高級工程師，研究方向：自動控制技術(shù)。