上海电梯控制运行的原理
2020-01-11 16:56:43 点击：
电梯控制需要有电机拖动负载运行，而电梯负载是由载客轿厢与配重装置等系统构成，可以看作位能性负载。电机一侧为载客轿厢，一侧为配重，电机运行过程中拖动两边的物体，从而发生电能和机械位能的相互转换。当载客轿厢重量超过配重重量时，电机拖动负载向上运动过程中，电机做功，从而将电能转换为机械位能；当电机拖动负载向下运动过程中，负载重力做功，从而将机械位能转化为电能。当配重重量超过载客轿厢重量，电梯下行时电机做功，会将电能转化为机械位能；电梯上行时重力做功，机械能也会进行释放，如果没有对这部分能量加以利用，机械位能会转化为电能。当电梯载客轿厢重量和配重重量不平衡时，都会发生机械位能向电能的转化，这个过程会对电梯控制的变频器造成影响，转化后的电能会在变频器滤波电容上进行累积，由于电容储能容量有限，容易累积过电压，当累积超过电容容纳值的极限时，容易导致变频器损坏，进而导致电梯不能正常工作。为了防止这种情况发生，通用做法是在制动单元外部添加大功率电阻，从而使多余的电能被功率电阻消耗掉，电能转化为热能，但是这种做法也存在着如下问题：浪费能量，大量电能转化为热能被消耗掉，系统电能利用效率降低；限制控制系统制动性能提高，电能向热能的转化需要时间，从而使得简单的能耗制动不能有效消除快速制动所产生的泵升电压，容易引发设备损坏问题；电阻发热严重，容易增加额外的能源消耗，而转化的热能会导致环境温度上升，使得电梯机房温度升高，引起电梯控制系统可靠性降低，为了降低电梯控制系统温度，使电梯系统正常工作，需要采取安装降温设备等措施，但是这样也会带来降温设备的电能消耗，从而加剧电梯能源耗费量。电梯节能技术通过将机械位能转化的电能循环送回电网加以利用，来有效防止电容累积所造成的变频器损坏；同时此技术无需采用电阻发热原件，因此使得电梯控制系统的温度下降，从而节省用于降温设备的能源消耗，达到节能目的。
采用变频调速方式运行的电梯在运行的过程中会产生巨大的机械位能，通过对这种机械位能加以利用可以在整体上降低电梯的消耗。电梯在运行的过程中必然要消耗电能，如何让电梯在运行的过程中将其所具备的能量转化为可以利用的电能使再生能量回馈技术研究的重点。运行的过程中，当电梯到达指定楼层室，速度会逐渐减慢，释放掉一部分的机械能，为了从整体上达到节能的目的，可以利用变频器再生能量回馈技术对这些释放掉的机械能加以利用。所谓的变频器再生能量回馈技术就是利用变频器将电梯运行过程中的机械能转换成其他能量，并将转换后的能量存储在直流母线回路的电容当中，然后再利用有源逆变技术将其逆变为与电网同频率同相位的交流电返回到电网当中，实现能力的收集与反馈利用。通過变频器再生能量回馈技术，可以从整体上降低电梯的能耗，不同能耗的电梯节能比例不一样，但基本上可以节约掉整体的16%-40。因为这种技术实现的是将电梯的机械能转化为电能，所以当运行速度越快，载重越大以及提升的高度越高时，电梯具有的机械能量越多，因此在进行机械能的转化利用时，反馈获取到的能量也就越多，效果也就更加显著。
电梯在启动、加速和刹车的过程中会消耗大量的电能，电梯群控技术就是对电梯进行智能分配，有效的减少电梯的停靠次数、启动次数，以此提高运输效率，达到节能的目的。电梯群控技术基于计算机平台实现对多台电梯的控制，利用智能控制算法，采集信号对楼内的具体情况进行判定，然后经过智能算法的计算输出控制信号，及时调控每个电梯的运行状态。目前常用的电梯群控智能算法有专家系统算法、模糊控制算法、神经网络算法和遗传算法等等。实际的智能控制算法可以结合各个算法的优势进行综合设计，以此来解决群控系统中控制目标多样性和系统本身固有的随机性和非线性问题。
从电动机的设计、制造等环节来提高电梯的节能，是电梯节能的根本性措施，永磁同步驱动技术就是帮助电梯节能的一个有效措施。目前众多的电梯普遍使用的都是机械传统系统，而所谓的永磁同步驱动就是在电动机的转子表面加上一块永久性磁铁，这样所能达到的效果就是使电动机在电源恒定不变的情况下保持恒定的转速运行。采用永磁同步无齿轮马达作为电梯的曳引机，不仅可以节约电能，而且大大提高了电梯的传动效率。永磁同步无齿轮马达曳引机具有运行平稳、振动小、噪音低、传动效率高等众多优点，由于电动机轴与曳引轮同轴，此类曳引机可以摒弃掉庞大沉重的减速箱，从而可以大大提高传动效率，在降低电能的同时也节省了油耗。
采用变频调速方式运行的电梯在运行的过程中会产生巨大的机械位能，通过对这种机械位能加以利用可以在整体上降低电梯的消耗。电梯在运行的过程中必然要消耗电能，如何让电梯在运行的过程中将其所具备的能量转化为可以利用的电能使再生能量回馈技术研究的重点。运行的过程中，当电梯到达指定楼层室，速度会逐渐减慢，释放掉一部分的机械能，为了从整体上达到节能的目的，可以利用变频器再生能量回馈技术对这些释放掉的机械能加以利用。所谓的变频器再生能量回馈技术就是利用变频器将电梯运行过程中的机械能转换成其他能量，并将转换后的能量存储在直流母线回路的电容当中，然后再利用有源逆变技术将其逆变为与电网同频率同相位的交流电返回到电网当中，实现能力的收集与反馈利用。通過变频器再生能量回馈技术，可以从整体上降低电梯的能耗，不同能耗的电梯节能比例不一样，但基本上可以节约掉整体的16%-40。因为这种技术实现的是将电梯的机械能转化为电能，所以当运行速度越快，载重越大以及提升的高度越高时，电梯具有的机械能量越多，因此在进行机械能的转化利用时，反馈获取到的能量也就越多，效果也就更加显著。
电梯在启动、加速和刹车的过程中会消耗大量的电能，电梯群控技术就是对电梯进行智能分配，有效的减少电梯的停靠次数、启动次数，以此提高运输效率，达到节能的目的。电梯群控技术基于计算机平台实现对多台电梯的控制，利用智能控制算法，采集信号对楼内的具体情况进行判定，然后经过智能算法的计算输出控制信号，及时调控每个电梯的运行状态。目前常用的电梯群控智能算法有专家系统算法、模糊控制算法、神经网络算法和遗传算法等等。实际的智能控制算法可以结合各个算法的优势进行综合设计，以此来解决群控系统中控制目标多样性和系统本身固有的随机性和非线性问题。
从电动机的设计、制造等环节来提高电梯的节能，是电梯节能的根本性措施，永磁同步驱动技术就是帮助电梯节能的一个有效措施。目前众多的电梯普遍使用的都是机械传统系统，而所谓的永磁同步驱动就是在电动机的转子表面加上一块永久性磁铁，这样所能达到的效果就是使电动机在电源恒定不变的情况下保持恒定的转速运行。采用永磁同步无齿轮马达作为电梯的曳引机，不仅可以节约电能，而且大大提高了电梯的传动效率。永磁同步无齿轮马达曳引机具有运行平稳、振动小、噪音低、传动效率高等众多优点，由于电动机轴与曳引轮同轴，此类曳引机可以摒弃掉庞大沉重的减速箱，从而可以大大提高传动效率，在降低电能的同时也节省了油耗。
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