Các nhà cung cấp thiết bị tiết kiệm năng lượng thang máy xin nhắc nhở quý vị rằng cùng với sự phát triển của nền kinh tế, nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, và tình trạng thiếu hụt năng lượng đã trở thành một trong những yếu tố chính hạn chế sự phát triển của nhiều lĩnh vực. Là một thiết bị vận chuyển quan trọng và hiệu quả trong các tòa nhà cao tầng, thang máy dần trở thành thiết bị tiêu thụ năng lượng lớn thứ hai trong các tòa nhà cao tầng, chỉ đứng sau mức tiêu thụ điện của điều hòa không khí và cao hơn mức tiêu thụ điện của chiếu sáng, cấp thoát nước và các loại điện khác. Mức tiêu thụ năng lượng của thang máy chiếm từ 20% đến 50% mức tiêu thụ năng lượng vận hành của tòa nhà, và vấn đề tiêu thụ năng lượng là không thể xem nhẹ.
Tiêu thụ năng lượng trong vận hành thang máy chủ yếu bao gồm hai phần: một là tiêu thụ năng lượng của máy kéo kéo cabin thang máy và tải trọng; phần còn lại là tiêu thụ năng lượng của chính hệ thống thang máy, chủ yếu là tiêu thụ năng lượng của hệ thống máy cửa, hệ thống điều khiển thang máy, hệ thống điện mạch điều khiển, hệ thống chiếu sáng và hệ thống thông gió thang máy, và tiêu thụ năng lượng hiệu quả của hệ thống truyền động cơ khí, cabin thang máy và cặp chuyển động ray dẫn hướng. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng năng lượng điện tiêu thụ của máy kéo kéo tải trọng chiếm hơn 70% tổng mức tiêu thụ điện. Việc sử dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng phù hợp để xử lý tiết kiệm năng lượng cho thang máy là xu hướng tất yếu trong sự phát triển của ngành công nghiệp thang máy.
Quá trình phát triển và tình hình nghiên cứu công nghệ tiết kiệm năng lượng thang máy
Việc ứng dụng thang máy đã làm tăng đáng kể nhu cầu sử dụng năng lượng của con người, vì vậy từ khi phát minh ra thang máy cho đến khi sử dụng rộng rãi như hiện nay, yêu cầu về công nghệ tiết kiệm năng lượng luôn được đặt ra, chủ yếu thể hiện ở ba khía cạnh:
(1) Tiết kiệm năng lượng của công nghệ truyền động máy kéo thang máy
Có năm loại công nghệ truyền động máy kéo thang máy, bao gồm động cơ không đồng bộ AC với hộp số truyền động, động cơ không đồng bộ AC không có hộp số truyền động, động cơ không đồng bộ nam châm vĩnh cửu với hộp số truyền động, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu với hộp số truyền động và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu không có hộp số truyền động. Máy kéo PM hiện là phương pháp truyền động lý tưởng và tiên tiến, với các ưu điểm bao gồm động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, không cần thêm dầu bôi trơn hộp số, hệ số công suất cao và hiệu suất vận hành. Do không có tổn thất trong quá trình truyền động, động cơ bánh răng tiết kiệm khoảng 30% năng lượng so với động cơ AC không đồng bộ. Đặc điểm nổi bật của nó là động cơ nam châm vĩnh cửu duy nhất có thể ngăn chặn các tai nạn gây thương tích cho hành khách do thang máy mất kiểm soát và trượt trong quá trình vận hành, và đã nhận được sự khen ngợi từ ngành công nghiệp và người dùng.
(2) Hệ thống điều khiển thang máy tiết kiệm năng lượng
Quá trình phát triển công nghệ điều khiển truyền động thang máy đã bắt đầu từ điều chỉnh tốc độ thay đổi cực động cơ không đồng bộ AC sang điều chỉnh tốc độ bằng điện áp AC; Chuyển sang điều chỉnh tốc độ bằng điện áp thay đổi và tần số thay đổi. Phương pháp điều khiển tốt nhất được công nhận rộng rãi là sử dụng kết hợp điều chỉnh tốc độ bằng tần số thay đổi và điện áp thay đổi để điều khiển máy kéo đồng bộ nam châm vĩnh cửu [3]. Bằng cách thay đổi tần số và điện áp đầu vào của động cơ thang máy, có thể đạt được quá trình điều chỉnh tốc độ thang máy. Tỷ số tần số và điện áp được điều khiển bởi bộ biến tần để duy trì tỷ số cố định, có thể điều chỉnh tốc độ trơn tru. So với hai hệ thống điều khiển tốc độ trước đó, VVVF có ưu điểm là hiệu suất cao, điều chỉnh tốc độ trơn tru và tiết kiệm năng lượng hơn 30%. Hơn nữa, nó có các đặc điểm là hiệu suất tốt, kích thước nhỏ, hiệu quả cao và di chuyển thoải mái, khiến nó trở thành thiết bị điều khiển tốc độ lý tưởng và phổ biến.
(3) Tiết kiệm năng lượng của hệ thống phản hồi năng lượng
Phương pháp tiết kiệm năng lượng hiện nay cho thang máy là đưa năng lượng điện do máy kéo tạo ra trong quá trình phát điện trở về lưới điện. Phương pháp xử lý năng lượng điện do máy kéo tạo ra trong quá trình phát điện hiện nay là kết nối các điện trở tiêu thụ năng lượng và chuyển đổi năng lượng điện này thành năng lượng nhiệt để giải phóng, nhằm tránh sự cố quá áp trong thang máy. Phương pháp này không chỉ gây lãng phí năng lượng mà còn ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh, làm tăng gánh nặng cho hệ thống làm mát phòng máy và ảnh hưởng xấu đến toàn bộ hệ thống thang máy.
Chức năng của hệ thống phản hồi năng lượng là chuyển đổi năng lượng điện trên bus DC thành điện xoay chiều cùng pha và tần số với lưới điện thông qua bộ biến tần và đưa trở lại lưới điện ở dải điện áp cao.
Hiện nay, điện trở phanh chiếm 25% đến 35% tổng lượng điện tiêu thụ của thang máy. Dựa trên hiệu suất nghịch đảo năng lượng khoảng 85%, hiệu suất tiết kiệm năng lượng của thiết bị phản hồi năng lượng thang máy ước tính nằm trong khoảng 21% đến 30%. Khoảng cách này tăng đáng kể khi sàn thang máy và tốc độ thang máy tăng lên. Hệ thống lưới phản hồi năng lượng thang máy kết nối đã đạt được chức năng "tạo ra" năng lượng từ việc tiết kiệm năng lượng truyền thống, mở ra lịch sử tiết kiệm năng lượng thang máy.
Nguyên lý tiết kiệm năng lượng của thiết bị phản hồi năng lượng thang máy
Tùy chọn tiết kiệm năng lượng cho thang máy là điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi. Sau khi khởi động, thang máy sẽ thể hiện năng lượng cơ học cao nhất trong quá trình vận hành nhanh. Sau khi đến tầng mục tiêu, thang máy chậm lại và dừng dần. Trong quá trình tiếp theo, thang máy có thể giải phóng năng lượng cơ học và tải hiện có. Cơ chế cơ bản của phản hồi chuyển đổi tần số là bộ biến tần có thể lưu trữ năng lượng điện hiện có ở phía DC và sau đó đưa trở lại lưới điện AC. Ở trạng thái này, điện trở hãm sẽ không còn tiêu thụ thêm năng lượng điện nữa. Thiết bị phản hồi tần số thay đổi có thể loại bỏ mức tiêu thụ năng lượng tinh tế và trả lại hoàn toàn cho lưới điện. Từ đó, có thể thấy rằng phản hồi chuyển đổi tần số đáp ứng các chỉ số tiết kiệm năng lượng và cải thiện hoạt động chung của thang máy.