電梯能量回饋裝置

電梯的運(yùn)行離不開電能，由于電梯在空載或輕載上行時(shí)以及滿載或重載下行時(shí)曳引機(jī)會產(chǎn)生再生能量。并且這些再生能量必須要得到適當(dāng)處理，而能量回饋技術(shù)正是解決再生能量的最佳處理方法。電梯能量回饋技術(shù)的研究就是要解決電梯運(yùn)行過程中的能量浪費(fèi)問題，降低電梯的能耗，這對于國民經(jīng)濟(jì)具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)效益。

系統(tǒng)的主回路結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由濾波電容、三相IGBT全橋、串聯(lián)電感及一些外圍電路組成。電梯能量回饋系統(tǒng)的輸入端與電梯變頻器的直流母線側(cè)相連，輸出端與電網(wǎng)側(cè)相連。

當(dāng)電梯曳引機(jī)工作在電動狀態(tài)時(shí)，開關(guān)器件V1~V6全部被封鎖，處于關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)曳引機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，能量累積在變頻器直流母線側(cè)，產(chǎn)生泵升電壓，當(dāng)直流母線電壓超過啟動有源逆變電路的工作電壓Ed并滿足其它逆變條件后，能量回饋系統(tǒng)開始工作，將直流母線上的能量回饋電網(wǎng)。隨著這部分能量的釋放，直流母線電壓逐漸下降，當(dāng)回落到設(shè)定值后，回饋系統(tǒng)停止工作。另外，連接在逆變電路與三相交流電網(wǎng)之間的高頻磁芯扼流電抗器將吸收直流母線電壓和電網(wǎng)線電壓的差值，以減小對電網(wǎng)電壓的影響。

電梯運(yùn)行時(shí)有四個(gè)工況分別是:(1)空車上行和滿載下行，即轎箱或配重較輕的一邊上升，此時(shí)是系統(tǒng)釋放勢能的過程，曳引機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)。(2) 空車下行與滿載上行，即轎箱或配重較輕的一邊下降，此時(shí)系統(tǒng)勢能在不斷增加，曳引機(jī)工作在電動狀態(tài)。(3)當(dāng)電梯到達(dá)所在樓層減速制動時(shí)，系統(tǒng)釋放動能，此時(shí)曳引機(jī)也工作在發(fā)電狀態(tài)。(4)電梯在半載或在接近半載狀態(tài)下運(yùn)行，此時(shí)曳引機(jī)工作在平衡或接近平衡工況，這是電梯運(yùn)行的最大概率工況。

當(dāng)電梯運(yùn)行在(1)、(3)工況時(shí)，曳引機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，所產(chǎn)生的能量通過電動機(jī)和變頻器轉(zhuǎn)化為變頻器直流母線上的直流電能。這些能量被臨時(shí)存儲在變頻器直流回路的大電容中，能量回饋系統(tǒng)是將電梯變頻器直流側(cè)大電容中儲存的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電，并回送到電網(wǎng)。

1、回饋節(jié)能基本原理

將運(yùn)動中負(fù)載上的機(jī)械能(位能、動能)通過能量回饋裝置變換成電能(再生電能)并回送給交流電網(wǎng)，供附近其它用電設(shè)備使用，使電機(jī)拖動系統(tǒng)在單位時(shí)間消耗電網(wǎng)電能下降，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。

2、回饋節(jié)能解決方案

能量回饋裝置的作用就是能有效的將電動機(jī)的再生電能高效回送給交流電網(wǎng)，供周邊其它用電設(shè)備使用，節(jié)電效果十分明顯，一般節(jié)電率可達(dá)15%~45%。此外，由于無電阻發(fā)熱元件，機(jī)房溫度下降，可以節(jié)省機(jī)房空調(diào)的耗電量，在許多場合，節(jié)約空調(diào)耗電量往往帶來更優(yōu)的節(jié)電效果。

¥ 電壓、功率范圍:220V-380V;7.5-300kw。

¥ 替代性:制動單元+電阻的使用=能量回饋制動器，完全替代。

¥ 節(jié)能性:把再生能量回饋電網(wǎng)，效率高達(dá)97%，增加運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能環(huán)保。

¥ 安全性:采用先進(jìn)的電力電子技術(shù)和高性能的IGBT作為開關(guān)器件;

采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，輸出相位準(zhǔn)確、有效抑制高次諧波;

采用DSP中央處理器，速度快、精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng);

電壓畸變率<5%，符合IEC61000-3-2及GB/T14549對電網(wǎng)諧波的要求;

完善制動效果，適應(yīng)快速制動和頻繁制動的工程需求。

&yen; 回饋性:采用自診斷技術(shù)確保輸出電壓精確，防止電流回送，使變頻器不受任何影響。

&yen; 實(shí)用性:系統(tǒng)節(jié)電效果好，發(fā)熱量低、安全性高、維護(hù)工作量小。

&yen; 可以并聯(lián)使用應(yīng)用于較大功率場合

而采用先進(jìn)的 IGBT 器件和相幅控制 PWM 算法，可用于提高變頻器的減速制動能力，同時(shí)將電機(jī)在制動過程中產(chǎn)生并輸入到變頻器的能量回饋到電網(wǎng)，從而在滿足變頻器有效制動的同時(shí)，能把95% 以上的再生電能回收利用。