Dobavitelji naprav za varčevanje z energijo za dvigala vas opominjajo, da se z razvojem gospodarstva povpraševanje po energiji povečuje, pomanjkanje energije pa je postalo eden glavnih dejavnikov, ki omejujejo razvoj različnih področij. Dvigala so kot pomembna in učinkovita transportna oprema v visokih stavbah postopoma postala druga največja porabnica energije v visokih stavbah, takoj za klimatskimi napravami in višja od porabe električne energije pri razsvetljavi, oskrbi z vodo in drugih napravah. Poraba energije za delovanje dvigal predstavlja od 20 % do 50 % porabe energije v obratovanju stavbe, zato problema porabe energije ne gre podcenjevati.
Poraba energije pri delovanju dvigala je v glavnem sestavljena iz dveh delov, prvi je poraba energije vlečnega stroja, ki vleče kabino dvigala in tovor; drugi del je poraba energije samega sistema dvigala, predvsem poraba energije sistema vratnega stroja, krmilnega sistema dvigala, električnega krmilnega tokokroga, sistema razsvetljave in prezračevalnega sistema dvigala ter poraba energije za učinkovitost mehanskega prenosnega sistema, kabine in para vodilnih tirnic. Raziskave so pokazale, da električna energija, ki jo porabi vlečni stroj, ki vleče tovor, predstavlja več kot 70 % celotne porabe električne energije. Uporaba ustreznih tehnologij za varčevanje z energijo pri dvigalih je neizogiben trend v razvoju industrije dvigal.
Razvojni proces in raziskovalni status tehnologije varčevanja z energijo v dvigalih
Uporaba dvigal je močno povečala povpraševanje ljudi po energiji, zato so se od izuma do današnje široke uporabe pojavljale zahteve po energetsko varčni tehnologiji, ki se odražajo predvsem v treh vidikih:
(1) Varčevanje z energijo pri tehnologiji pogona vlečnih strojev dvigal
Obstaja pet vrst tehnologij pogona vlečnih strojev za dvigala, vključno z asinhronim izmeničnim motorjem z menjalnikom, asinhronim izmeničnim motorjem brez menjalnika, asinhronim motorjem s trajnimi magneti z menjalnikom, sinhronim motorjem s trajnimi magneti z menjalnikom in sinhronim motorjem s trajnimi magneti brez menjalnika. Vlečni stroj s permanentnimi magneti je trenutno idealen in napreden način prenosa, s prednostmi, kot so sinhronski motor s trajnimi magneti, ni potrebe po dodajanju mazalnega olja za menjalnik, visok faktor moči in obratovalna učinkovitost. Zaradi odsotnosti izgub med prenosom zobniški motorji prihranijo približno 30 % energije v primerjavi z asinhronimi izmeničnimi motorji. Njegova izjemna lastnost je, da je edini motor s trajnimi magneti, ki lahko prepreči nesreče, ki lahko povzročijo telesne poškodbe potnikov zaradi izgube nadzora in zdrsa dvigala med delovanjem, in je prejel pohvale industrije in uporabnikov.
(2) Sistem za upravljanje dvigal za varčevanje z energijo
Razvoj tehnologije krmiljenja pogona dvigala se je začel z regulacijo hitrosti s spreminjanjem polov asinhronega motorja z izmeničnim tokom do regulacije hitrosti z regulacijo napetosti z izmeničnim tokom; nato pa se je premaknilo k regulaciji hitrosti s spremenljivo napetostjo in spremenljivo frekvenco. Splošno priznana najboljša metoda vožnje je uporaba kombinacije regulacije hitrosti s spremenljivo frekvenco in spremenljivo napetostjo za krmiljenje sinhronega vlečnega stroja s trajnimi magneti. S spreminjanjem vhodne frekvence in napetosti motorja dvigala je mogoče doseči postopek regulacije hitrosti dvigala. Razmerje frekvence in napetosti krmili frekvenčni pretvornik, da se ohrani fiksno razmerje, kar omogoča gladko prilagajanje hitrosti. V primerjavi s prejšnjima dvema sistemoma za krmiljenje hitrosti ima VVVF prednosti visoke učinkovitosti, gladke regulacije hitrosti in prihranka energije za več kot 30 %. Poleg tega ima značilnosti dobre zmogljivosti, majhne velikosti, visoke učinkovitosti in udobne vožnje, zaradi česar je idealna in priljubljena naprava za krmiljenje hitrosti.
(3) Varčevanje z energijo sistema povratnih informacij o energiji
Trenutna metoda varčevanja z energijo pri dvigalih je vračanje električne energije, ki jo vlečni stroj ustvari med proizvodnjo energije, v električno omrežje. Trenutna metoda za ravnanje z električno energijo, ki jo vlečni stroji ustvarijo med proizvodnjo energije, je priključitev uporov, ki porabljajo energijo, in pretvorba te električne energije v toplotno energijo, da se sprosti, da se preprečijo prenapetostne napake v dvigalih. Ta metoda ne povzroča le porabe energije, temveč ima tudi negativne učinke na okolico, povečuje obremenitev hladilnega sistema strojnice in negativno vpliva na celoten sistem dvigal.
Funkcija sistema za povratno zanko z energijo je pretvorba električne energije na enosmernem vodilu v izmenični tok iste faze in frekvence kot omrežje prek razsmernika in njeno vračanje v omrežje v visokonapetostnem območju omrežne napetosti.
Trenutno zavorni upori porabijo od 25 % do 35 % celotne porabe električne energije dvigal. Na podlagi izkoristka inverzije energije približno 85 % se ocenjuje, da je učinkovitost varčevanja z energijo naprav za povratno zanko za energijo dvigal v območju od 21 % do 30 %. Ta interval se znatno poveča z naraščanjem nadstropja dvigala in hitrosti. Sistem povratne zanke za energijo dvigal, povezan v omrežje, je dosegel funkcijo "ustvarjanja" energije iz tradicionalnega varčevanja z energijo, kar odpira zgodovino varčevanja z energijo dvigal.
Načelo varčevanja z energijo naprave za povratno zanko o energiji dvigala
Možnost varčevanja z energijo za dvigala je regulacija hitrosti s spremenljivo frekvenco. Po zagonu bo dvigalo med hitrim delovanjem pokazalo najvišjo mehansko energijo. Ko doseže ciljno nadstropje, se dvigalo upočasni in postopoma ustavi. V nadaljnjem procesu lahko dvigalo sprosti obstoječo mehansko energijo in obremenitve. Temeljni mehanizem povratne zanke s frekvenčno pretvorbo je, da lahko frekvenčni pretvornik shrani obstoječo električno energijo na enosmerni strani in jo nato dovede nazaj v izmenično električno omrežje. V tem stanju zavorni upor ne bo več porabljal električne energije. Naprava s spremenljivo frekvenčno povratno zanko lahko odpravi subtilno porabo energije in jo v celoti vrne v električno omrežje. Iz tega je razvidno, da povratna zanka s frekvenčno pretvorbo izpolnjuje kazalnike varčevanja z energijo in izboljšuje celotno delovanje dvigala.