电梯节能改造方案

　　升降电梯是一个位能性负载，一般情况下，只有轿厢的载重量达到50%的额定载重量时，对重一侧和轿厢一侧才处于平衡状态，当对重侧重量大于轿厢侧，或轿厢侧重量大于对重侧时，两者之间平衡被打破，设备所处的状态发生变化，当电梯在某些运行状态下势能增加时，电梯的牵引机构做功消耗电能，此时处在电动运行状态，通过曳引系统的电动机将电能转化为势能;当电梯在某些运行状态下势能减少时，电梯的轿厢与配重则会通过牵引钢绳拖动曳引系统的电动机发电，将势能化为电能，此时，处在发电状态， 电梯运行中多余的机械能(含位能、动能)通过电动机和变频器转换成直流电能储存在变频器直流回路中的电容中，电容吸收的电能越多，电容电压就越高，此时如不及时释放电容器储存的电能，就会产生过压故障，使变频器停止工作，电梯无法正常运行。因此必须将电机所发出来的电能泄放掉，目前现有的电梯，都会在电梯控制柜的顶部，装配一个能耗制动电阻箱，用来消耗电梯在运行过程中所产生的电能，同时为电梯在运行过程中提供足够的制动力矩。正因为这样，大量的由电梯所发出的电能白白的通过发热消耗在了这个能耗电阻箱上，不仅造成了能量的浪费，而且电阻的发热也会导致电梯机房内的温度上升，通常为保证机房内的散热效果，不得不加装空调等散热设备，增加了设备成本及电费支出。上述将电能耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态，若将电能回馈到电网，则称之为回馈制动状态(又称再生制动状态)，目前许多国外、国内的品牌的电梯的变频器均有此类制动功能，我国也有多个厂家已经生产出附加于变频器的电能回馈装置，其工作原理为：当电梯处于发电状态时，将动能转化为电能，向变频器送电。变频器的直流电压上升，并触发了电梯电能回馈装置的工作门限。电梯电能回馈装置如实地将电能送到电网。在整个过程中，制动电阻不再参与工作，根本不会发热了。因此，大量的电能又得到了重新回收利用。

　　能量回馈器的作用就是能有效的将电容中储存的电能回送给交流电网供周边其它用电设备使用，节电效果十分明显，一般节电率可达百分之二十以上。因而，对现有的电梯进行节能改造加装能量回馈器是一个很好的选择。

　　一般能量回馈器都是根据变频器直流回路电压的大小来决定是否回馈电能，回馈电压采用固定值。由于电网电压的波动，固定值取值偏小时，在电网电压偏高时会产生误回馈;固定值取值偏大时，则回馈效果明显下降。

　　目前国内外新型能量回馈器均采用电压自适应控制，即无论电网电压如何波动，只有当电梯机械能转换成电能送入直流回路电容中时，新型能量回馈器才及时将电容中的储能回送电网，有效解决了原有能量回馈的缺陷。此外，新型能量回馈器具有十分完善的保护功能和扩展功能，既可以用于现有电梯的改造，也适用于新电梯控制柜的配套。新电梯控制柜采用新型能量回馈器供电，不仅可以大大节约电能，还可以有效改善输入电流的质量，达到更高的电位兼容标准。

　　2、加强运行管理减少待机时间

　　当电梯停梯不用的待机状态时，它的许多部件仍在工作状态，如轿厢照明、控制装置、轿厢通风设备、电梯驱动和控制系统等，待机时的能量消耗很大，因而加强电梯日常管理，减少电梯待机时间，减小能量消耗十分重要。

　　根据电梯使用环境的实际情况，制订合理的运行方案，利用现场总线技术对各电梯进行集中管理控制，在下班或者节假日，将多余的电梯处于停机状态，使尽可能少的电梯处在待机状态，避免电能浪费。当然，采取手动方式进行管理，根据电梯的使用状况，人流高峰时增加电梯运行数量，低谷时锁上部分电梯也能达到较好的效果。此外，井道灯的管理不能忽视，检修人员从井道出来后，应养成立即关闭井道灯的好习惯;多向使用人宣传不要随意操作电梯按钮。部分单位电梯采取单双层运行，根据层号选择电梯运行方式，也是一种较好的管理办法。

　　3、自动扶梯的节能改造

　　自动扶梯作为连续单向运行大量运载乘客的设备，设备设计的余量和安全系数很高，使得设备绝大部分时间工作在50%额定负载以下，而且带负荷下行的自动扶梯大部分时间工作在发电状态，因此在自动扶梯节能方面潜力是比较大的。采用高效节能性能的配件，例如采用高效齿轮箱来代替目前主流的涡轮蜗杆传动，如斜齿轮、行星传动等可以提升传动的效率20%以上，用永磁同步电机取代异步电动机，还可进一步节能5%。采用变频器智能驱动，节能效果根据运行工况可达40%，降低扶梯启动电流70%，减少了对电网的冲击。对于人流量不大的环境，自动扶梯长期处于空载状态，可以对其进行人体感应控制改造，装设人体感应传感装置，当无乘客到达时，停止运行;当有乘客到达入口感应区域时，电梯自动运行。在一个运输周期后如没有新的乘客到达，电梯自动停止运行。运客周期从最后一位乘客到达时开始计算。

　　由于自动扶梯采用直接起动的方式,一般每天运转十多小时,不管有无乘客在搭乘自动扶梯,自动扶梯始终保持高速运转,其机械磨损比较大,一般的自动扶梯寿命在10年左右,超过此年限后主要部件磨损相当严重,需要更换新的自动扶梯或者更换其大量的部件才能使用。自动扶梯始终保持高速运转,其扶手带、梳齿板、梯级等部件磨损大,除了更换部件需要大量的费用外,由于磨损间隙加大,也经常导致自动扶梯出现故障而停止运行,对于用户及自动扶梯保养单位都是一件十分烦恼的事，这是普通自动扶梯在智能化改造之前完全无法解决的缺陷。自动扶梯进行节能化改造不仅可以可使其节约20%----60%的电费;而且可使其使用寿命延长45%-60%;可使自动扶梯部件损耗减少45%;可使自动扶梯维修次数减少45%。

　　4、采用永磁无齿型曳引机

　　电机是电梯的主要动力设备，因而，采用节能电机可以有效减少电能消耗。目前已广泛采用的永磁同步无齿轮曳引机在节能、效率、噪声较传统的有齿轮传动曳引机有明显的优势，由于永磁无齿轮同步电动机，其转子上无电路损耗，致使电机的损耗减少了35%以上，效率可提高3%以上，同时因为同步电机的电感极大地降低，致功率因数可高达0.97，减少了无功损耗;而异步电机的功率因数仅为0.88左右，此外由于永磁同步电机用调制的低频率供电，使电机可直接拖动电梯运行，实现了无传动损耗，机械传动效率达到100%，而传统的蜗轮蜗杆减速机传动效率不足80%，综合估算，永磁无齿型电梯的总效率可高达75%以上;而传统的电梯总效率不足55%;从而使永磁无齿型电梯比传统型电梯具有十分显著的节能效果。除此，同步电机较异步电机还有启动能耗低，实现了电机无电刷与无润滑油运行，电气故障少、消除了机械漏油损失和环境污染，曳引机组的体积小，减少了占地空间费用。目前，永磁同步曳引拖动电梯在我国占有比例不到2%，具有广泛的发展前景。对于已经安装的异步电机拖动系统的电梯从成本上的考虑将其改造为永磁同步无齿轮曳引机较困难，但是对于新电梯的选型应考虑采用永磁同步无齿轮曳引机。