Dodavatelé energeticky úsporných zařízení pro výtahy připomínají, že s rozvojem ekonomiky roste poptávka po energii a nedostatek energie se stal jedním z hlavních faktorů omezujících rozvoj různých odvětví. Výtahy, jakožto důležité a efektivní dopravní zařízení ve výškových budovách, se postupně staly druhou největší spotřebou energie ve výškových budovách, hned po klimatizaci a vyšší než osvětlení, vodovod a další spotřeba elektřiny. Spotřeba energie na provoz výtahu představuje 20 % až 50 % provozní spotřeby energie budovy a problém spotřeby energie nelze podceňovat.
Spotřeba energie při provozu výtahu se skládá hlavně ze dvou částí. První je spotřeba energie trakčního stroje táhnoucího výtahovou kabinu a náklad. Druhou částí je spotřeba energie samotného výtahového systému, zejména spotřeba energie systému dveřního stroje, řídicího systému výtahu, elektrického řídicího obvodu, systému osvětlení a ventilace výtahu, a účinná spotřeba energie mechanického převodového systému, kabiny a vodicí kolejnice. Výzkum ukázal, že elektrická energie spotřebovaná trakčním strojem táhnoucím náklad tvoří více než 70 % celkové spotřeby elektřiny. Používání vhodných energeticky úsporných technologií pro úsporné zacházení s výtahy je nevyhnutelným trendem ve vývoji výtahového průmyslu.
Proces vývoje a stav výzkumu energeticky úsporných technologií výtahů
Používání výtahů výrazně zvýšilo poptávku lidí po energii, takže od jejich vynálezu až po jejich široké využití dnes probíhají požadavky na energeticky úsporné technologie, které se odrážejí především ve třech aspektech:
(1) Energy saving of elevator traction machine drive technology
There are five types of elevator traction machine drive technology, including AC asynchronous motor with gearbox transmission, AC asynchronous motor without gearbox transmission, permanent magnet asynchronous motor with gearbox transmission, permanent magnet synchronous motor with gearbox transmission, and permanent magnet synchronous motor without gearbox transmission. The PM traction machine is currently an ideal and advanced transmission method, with advantages including permanent magnet synchronous motor, no need to add gearbox lubricating oil, high power factor and operating efficiency. Due to the absence of losses during the transmission process, gear motors save about 30% energy compared to asynchronous AC motors. Its outstanding feature is that it is the only permanent magnet motor that can suppress accidents causing personal injury to passengers due to the elevator losing control and sliding during operation, and has received praise from the industry and users.
(2) Energy saving elevator control system
The development process of elevator drive control technology has started from AC asynchronous motor pole changing speed regulation to AC voltage regulation speed regulation; Moving on to variable voltage and variable frequency speed regulation. The commonly recognized best driving method is to use a combination of variable frequency and variable voltage speed regulation to control the permanent magnet synchronous traction machine [3]. By changing the input frequency and voltage of the elevator motor, the elevator speed regulation process can be achieved. The frequency and voltage ratio are controlled by a frequency converter to maintain a fixed ratio, which can smoothly adjust the speed. Compared with the previous two speed control systems, VVVF has the advantages of high efficiency, smooth speed regulation, and energy saving of over 30%. Moreover, it has the characteristics of good performance, small size, high efficiency, and comfortable ride, making it an ideal and popular speed control device.
(3) Energy saving of energy feedback system
The current energy-saving method for elevators is to feed back the electrical energy generated by the traction machine during power generation to the power grid. The current method for handling the electrical energy generated by traction machines during power generation is to connect energy consuming resistors and convert this electrical energy into heat energy to release it, in order to avoid overvoltage faults in elevators. This method not only causes energy waste, but also has adverse effects on the surrounding environment, increases the burden on the cooling system of the machine room, and has adverse effects on the entire elevator system.
Funkcí systému energetické zpětné vazby je převádět elektrickou energii na stejnosměrné sběrnici na střídavý proud stejné fáze a frekvence jako síť pomocí střídače a dodávat jej zpět do sítě ve vysokém rozsahu napětí sítě.
V současné době spotřebovávají brzdné odpory 25 % až 35 % celkové spotřeby elektřiny výtahů. Na základě účinnosti inverze energie přibližně 85 % se odhaduje, že účinnost úspory energie zařízení zpětné vazby energie výtahu se pohybuje v rozmezí 21 % až 30 %. Tento interval se výrazně zvyšuje s rostoucí podlahou výtahu a rychlostí. Systém zpětné vazby energie výtahu připojený k rozvodné síti dosáhl funkce „vytváření“ energie z tradičních úspor energie, čímž otevírá historii úspor energie výtahů.
Princip úspory energie zařízení pro zpětnou vazbu energie výtahu
Možností úspory energie u výtahů je regulace otáček s proměnnou frekvencí. Po rozjezdu bude výtah vykazovat nejvyšší mechanickou energii během rychlého provozu. Po dosažení cílového patra výtah zpomalí a postupně se zastaví. V následném procesu může výtah uvolnit stávající mechanickou energii a zátěž. Základním mechanismem zpětné vazby s frekvenční přeměnou je, že měnič kmitočtu může ukládat stávající elektrickou energii na straně stejnosměrného proudu a poté ji dodávat zpět do střídavé elektrické sítě. V tomto stavu brzdný rezistor již nespotřebovává další elektrickou energii. Zařízení s proměnnou frekvenční zpětnou vazbou dokáže eliminovat nepatrnou spotřebu energie a zcela ji vrátit do elektrické sítě. Z toho je patrné, že zpětná vazba s frekvenční přeměnou splňuje ukazatele úspory energie a zlepšuje celkový provoz výtahu.