Az inverteres energia-visszacsatoló eszköz szállítója emlékeztet arra, hogy a terhelést hajtó villanymotor energiafogyasztása a teljes energiafogyasztás több mint 70%-át teszi ki. Ezért a villanymotor és az általa hajtott terhelés energiamegmaradása különösen fontos társadalmi jelentőséggel és gazdasági előnyökkel bír.
Az elektromos motorok és terheléseik energiamegtakarításának két fő módja van: az egyik a motor vagy a terhelés működési hatékonyságának javítása, például egy „memória-agy” felszerelése – egy épületben gyakran több lift fut ugyanabba az irányba, ami sok áramot fogyaszt. Hogyan lehet intelligenssé és energiahatékonysá tenni a lifteket? A modern vezérléstechnológia megoldotta ezt a problémát. A „mesterséges neuronok” olyanok, mint az információfeldolgozás és a memóriabankok, amelyek minden héten egy időszakra vonatkozóan rögzítik a liftek működését. A rögzített információk alapján a „mesterséges neuron” a legenergiahatékonyabb üzemmódot generálja, több liftet vezérel az épületben, világos munkamegosztást biztosít közöttük, a megfelelő helyre érkezik a megfelelő időben, megkönnyíti az utasok be- és kiszállását, és csökkenti a liftindítások és -járatok számát. Csoportos liftek esetén az energiamegtakarítás elérheti a több mint 30%-ot. Ezenkívül az elektromos motorok működésének hatékonyságának javítását célzó energiatakarékossági intézkedések közé tartozik a liftvilágítás automatikus leállítása, ha senki sem utazik, a mozgólépcsők automatikus leállítása vagy alacsony sebességű működése stb.; A második az, hogy a motor által a terhelésnek átalakított mechanikai energiát visszaalakítja elektromos energiává, és visszajuttatja a hálózatba, ezáltal csökkentve a motor és a terhelés energiafogyasztását egységnyi idő alatt, ezáltal elérve az energiamegtakarítás célját. Az energia-visszacsatolás egy tipikus eszköz a második kategóriába tartozó árammegtakarításra.
Közismert, hogy a villanymotorok mechanikai mozgási energiával rendelkeznek, amikor forgatni kezdik a terheket. Ha a villanymotorok fel-le mozgó terheket húznak (például felvonókat, darukat, víztározó kapuit stb.), akkor potenciális energiával rendelkeznek. Amikor a villanymotor lassítja a terhet, annak mechanikai mozgási energiája felszabadul; amikor a terhelés potenciális energiája csökken mozgás közben (a potenciális energia csökken), akkor a mechanikai energiája is felszabadul. Ha a mechanikai energia e két részét hatékonyan át lehet alakítani elektromos energiává, és vissza lehet juttatni a váltakozó áramú hálózatba, akkor az energiamegmaradás célja elérhető.
Liftek energiatakarékossági elemzése
A frekvenciaváltós sebességszabályozást használó felvonó a maximális üzemi sebesség elérése után rendelkezik a maximális mechanikai mozgási energiával. A célszint elérése előtt a felvonónak fokozatosan lassítania kell, amíg meg nem áll. Ez az a folyamat, amikor a felvonó terhelése mechanikai mozgási energiát szabadít fel. A frekvenciaváltó az ebben az időszakban felhalmozódott mechanikai energiát a villanymotoron keresztül elektromos energiává alakíthatja, és a frekvenciaváltó egyenáramú körének nagy kondenzátorában tárolhatja. Ekkor a nagy kondenzátor egy kis tartályhoz hasonlít, korlátozott tárolókapacitással. Ha a kis tartályba befecskendezett víz nem ürül ki időben, túlfolyási balesetek léphetnek fel a tartályban. Hasonlóképpen, ha a kondenzátorban lévő energiát nem ürítik ki időben, túlfeszültség is előfordulhat. Jelenleg a frekvenciaváltókban a kondenzátorok erősítésének módja fékezőegységek vagy külső nagy teljesítményű ellenállások használata, amelyek a nagy kondenzátorokban lévő villamos energiát a külső nagy teljesítményű ellenállásokhoz pazarolják. Az inverterek fogyasztás nélkül vissza tudják juttatni a nagy kondenzátorokban tárolt villamos energiát az elektromos hálózatba, így elérve az energiamegtakarítás célját, és kiküszöbölve a nagy teljesítményű ellenállások szükségességét, amelyek villamos energiát fogyasztanak és hőt termelnek, jelentősen javítva a rendszer működési környezetét.
A felvonó továbbra is potenciális terhelés, és a teher egyenletes elosztása érdekében a felvonó terhelése személykocsikból és ellensúly-kiegyenlítő blokkokból áll. Csak akkor van a felvonókocsi ellensúly-kiegyenlítő blokkja alapvető egyensúlyi állapotban a két oldal közötti tömeg tekintetében, ha a felvonókocsi teherbírása körülbelül 50% (például egy 1000 kg-os személyfelvonó körülbelül 7 utassal). Ellenkező esetben tömegkülönbség lesz a felvonókocsi és az ellensúly-kiegyenlítő blokk között, ami mechanikai helyzeti energiát generál a felvonó működése során. Amikor a felvonó nehéz alkatrészei felfelé mozognak, a villanymotor által elnyelt és az elektromos hálózatból átalakított mechanikai helyzeti energia megnő. Amikor a felvonó nehéz alkatrészei lefelé mozognak, a mechanikai helyzeti energia csökken, és a csökkent mechanikai helyzeti energia felszabadul, és elektromos motoron keresztül a frekvenciaváltó egyenáramú összekötőjének nagy kondenzátorában tárolt elektromos energiává alakul. Az energia-visszacsatoló eszköz ezután ezt az elektromos energiarészt visszaküldi az elektromos hálózatba.
Az elemzések, számítások és prototípus-tesztelések azt mutatják, hogy minél gyorsabb a felvonó sebessége, minél magasabb az emelet, és minél alacsonyabb a mechanikai forgási energiafogyasztás, annál több energiát lehet visszajuttatni az elektromos hálózatba. A visszatáplált villamos energia mennyisége elérheti a felvonó teljes fogyasztásának körülbelül 50%-át, ami azt jelenti, hogy az energiamegtakarítási hatékonyság akár az 50%-ot is elérheti.
A fenti elemzés azt mutatja, hogy az energia-visszacsatoló eszközök használata jelentős energiamegtakarítási hatással bír a gyorsan fel-le mozgó berendezésekben, például a felvonókban és darukban. Ezenkívül jelentős energiamegtakarítási hatás tapasztalható olyan berendezésekben is, mint a gyakran induló és fékező elektromos mozdonyok és portálgyaluk.
Energiatakarékos eszközök felépítése és alapvető vezérlési elvei
Az energia-visszacsatoló eszköz fő áramköri felépítése az 1. ábrán látható, amely főként egy háromfázisú IGBT (szigetelt kapus bipoláris tranzisztor) teljes hídból, soros induktivitásból, szűrőkondenzátorból és néhány perifériás áramkörből áll.
Energia-visszacsatoló eszközök alkalmazása a liftek energiatakarékosságában
1. ábra: A PFE energia-visszacsatoló eszköz fő áramköri felépítése és csatlakoztatási módszerének diagramja
Kimeneti csatlakozója a felvonó frekvenciaváltójának R, S és T bemeneti csatlakozóihoz van csatlakoztatva; A bemeneti oldalon két leválasztó dióda, a VD1 és VD2 sorba van kötve, amelyek aztán a frekvenciaváltó PN vezetékéhez vannak csatlakoztatva. Amikor a felvonó regenerációval áramot termel, a felvonó frekvenciaváltójának buszfeszültsége megnő, majd a VD1 és VD2 diódákon való áthaladás után a visszacsatoló eszköz buszfeszültsége is megnő. Amikor a buszfeszültség magasabb, mint a beállított nyitási érték, a visszacsatoló eszköz működni kezd, és elektromos energiát táplál vissza a hálózat oldalára.
Az energia-visszacsatoló eszköz funkciója a 2. ábra segítségével írható le. A vezérlőáramkör (a szaggatott keretben) egy egychipes mikroszámítógéppel programozható logikai chipből és egy perifériás jel-mintavevőből áll, amelyhez nagymértékben redundáns szoftvertervezés társul, lehetővé téve a vezérlőáramkör számára, hogy automatikusan azonosítsa a háromfázisú váltakozó áramú hálózat fázissorrendjét, fázisát, feszültségét és áramerősségét, és rendezetten vezérelje az IPM-et (intelligens teljesítménymodul) PWM állapotban való működésre, biztosítva, hogy az egyenáram azonnal visszatáplálható legyen a váltakozó áramú hálózatba.
Energia-visszacsatoló eszközök alkalmazása a liftek energiatakarékosságában
2. ábra Az energia-visszacsatoló eszköz funkcionális blokkdiagramja
Jelenleg olyan energia-visszacsatoló eszközök kaphatók, amelyek a következő jellemzőkkel rendelkeznek:
① Fűtőelemek, például fékellenállások cseréje, hőforrások kiküszöbölése, a gépház környezetének javítása, a magas hőmérsékletek káros hatásainak csökkentése az olyan alkatrészekre, mint a motorok és a vezérlőrendszerek, valamint a felvonók élettartamának meghosszabbítása;
② Azonnal megszünteti a szivattyú feszültségét, hatékonyan javítja a felvonó fékezési teljesítményét és fokozza a felvonó kényelmét;
③ Fázisszabályozási stratégia alkalmazásával a felvonót meghajtó frekvenciaváltó harmonikus interferenciája az elektromos hálózaton hatékonyan elnyomható, tisztítva az elektromos hálózatot;
4. A kimeneti feszültség hullámformája jó, a teljesítménytényező magas, nincs pulzáló keringés, és a feszültsége megegyezik a hálózati feszültséggel;
5 Hatékony elektromos leválasztási intézkedésekkel kell rendelkezni, amelyek nem zavarják más elektromos berendezéseket, és nem zavarják külső tényezők;
6 A termék magas fokú intelligenciával, stabil működéssel, biztonsággal és megbízhatósággal rendelkezik, és különféle hibavédelmi és riasztási funkciókkal rendelkezik;
⑦ Amíg a kiválasztás helyes, a bekötés megfelelő, és nincs szükség hibakeresésre, használatba vehető;
⑧ A termék egyszerű felépítésű, kompakt méretű, könnyen telepíthető és karbantartható.