曳引式電梯的能耗建模及節(jié)能分析

葉帥華

摘 要：能耗建模和節(jié)能是曳引式電梯的重要內容，以現階段曳引式電梯的應用情況為基礎，結合近年來電梯能源消耗的特點，分析曳引式電梯能耗建模與節(jié)能的方向。

關鍵詞：曳引式；電梯；能耗建模；節(jié)能

隨著社會經濟的不斷發(fā)展，電梯消耗量也在不斷改變，促使國家能源政策對消耗能源產品提出了新的要求，曳引式電梯也處于其中，其能源消耗的分析也成為電梯能效評估、節(jié)能監(jiān)管、電梯設計以及選配電梯的重要組成部分。由此可知，曳引式電梯的能耗建模與節(jié)能分析存在一定的理論分析價值和意義。

1 曳引電梯能耗建模

1.1 電梯設施能耗板塊

電梯設施能耗板塊中的構成和工作特點主要分為以下幾點：第一，曳引系統(tǒng)。這一系統(tǒng)是依據曳引系統(tǒng)構成形態(tài)、轎廂、鋼絲繩、推導轎廂負載等內容逐漸的函數關系。第二，驅動系統(tǒng)。電梯中的這一系統(tǒng)消耗能源是依據自身的調速形式、曳引機類別，結合數學建模和檢測方案，構建驅動系統(tǒng)輸出力矩和輸出轉速、驅動系統(tǒng)輸入電功率之間的函數關系。第三，門機系統(tǒng)。其能源消耗是結合自身的驅動形式和工作情況，依據數學建模或者是檢測方案，來明確單次開關門的能源消耗情況。第四，控制顯示。這一系統(tǒng)的能源消耗同電梯管理系統(tǒng)的設計、展現形式、變頻器應用的公路模塊形式等相關，可以依據實際檢測數值來明確最終的消耗情況。第五，其他系統(tǒng)。其包含了通風、照明、空調等內容。這些模塊的能源消耗可以結合實際檢測數值、設施標牌等數值來明確。

1.2 電梯工作情況

電梯設施主要是為某種特別客流分布的建筑提供服務，同時在調解方案中實施工作。電梯設施和工作軟硬環(huán)境，一同構建了電梯能源消耗系統(tǒng)。電梯安裝在建筑物中，可以為乘客和貨物運輸帶來便捷的服務，由此電梯能耗建模最先要構建建筑物服務樓層的信息系統(tǒng)，也就是服務樓層數和每一層的高度。電梯的負載與工作都會受到建筑物中客流劃分情況和電梯調度方案的影響，最終展現為電梯的能源消耗和工作效率。

電梯的速度會影響曳引系統(tǒng)的動能和勢能的改變，以及驅動系統(tǒng)的工作質量。相同的電梯設施，在同一工作背景下，不同額定速度工作的電梯能耗也存在一定的區(qū)別，即便是在相同額定速度曲線下工作，電梯能源消耗情況也存在一定的區(qū)別。

1.3 依據動態(tài)測量的曳引電梯能耗模型

依據動態(tài)檢測的曳引電梯能耗建模，從少數的動態(tài)能耗信息資源中，分別獲取主驅動系統(tǒng)、門機系統(tǒng)、通風照明以及待機等能源消耗信息資源，之后將曳引系統(tǒng)與主驅動系統(tǒng)合作發(fā)展，構建曳引電梯的能耗模型。這一系統(tǒng)最大的特點是模型的構建需要的信息資源過少，只要明確電梯最基礎的配置，對驅動變化、門機等系統(tǒng)的能源消耗信息知識的非常少，構膜簡單、應用有效。這種模型可以應用到計算電梯的動態(tài)能源消耗中，分析電梯配置信息資源和工作曲線對電梯能源消耗的影響，明確電梯能源效能的評估方案，提出節(jié)能電梯，以此為電梯的現代化發(fā)展奠定基礎。一方面是依據動態(tài)測量的電梯能耗模型分析其中的原理，電梯的能源消耗包含了開關門、待機、休眠等情況。另一方面是滿足動態(tài)測量的電梯能耗模型。在設計模型中，包含了參數、儲備電梯基礎配置信息、建筑樓層信息、客流劃分以及電梯調度等模塊。

2 曳引式電梯的節(jié)能改造應用分析

不管是曳引式電梯，還是一般的電梯，其主要是為了將乘客或者是貨物傳遞到要求的樓層，這一過程就是電梯機電系統(tǒng)進入到能源轉變或者是進行做功的過程。在實際工作中，系統(tǒng)的勢能會依據高度的不斷的變化而改變，同時因為其速度沒有變化，所以動能是不會產生改變的。但在實際發(fā)展中，電梯會出現啟動或者是輕質的緩沖能力，為了保障電梯可以結合規(guī)定的速度發(fā)展，電梯系統(tǒng)的動能也要跟隨它進行變化，這樣促使整體機電系統(tǒng)的綜合能量也在不斷被改變，其需求的外在能源包含了電能，但是在實際運行中由于纜繩或者是其他位置出現能源的損耗。

在曳引式電梯系統(tǒng)中，電梯在工作中，需要將規(guī)定的位能載荷傳遞到要求的區(qū)域，在電梯上升階段，對重中儲備的勢能會逐漸轉變?yōu)橄到y(tǒng)要求的動能，或者是橋廂的勢能。在電梯下降階段，轎廂從上升過程中獲取到的勢能也會出現反轉，變成系統(tǒng)需求的動能和對重的勢能。

除去電梯自身能量的轉換以外，電梯還要從外界連接能源，在曳引式電梯的電動工作中，外界電能會從接線網通過電機的整流、濾波和逆變專遞到制動系統(tǒng)當中，之后將電能轉換為電梯系統(tǒng)的整個機械能源。曳引式的電梯在獲取外界機械能以后，也會結合曳引機再次驅動曳引系統(tǒng)，在曳引處于發(fā)電階段，機械可以再次轉變?yōu)殡娔?，轉換來的電能可以從二極管通過，提升母線的電壓，通過設計單元再次加工，以此構成電阻的熱量推廣出去。

帶能耗制動電阻的調節(jié)影響力，主要是依據將電機回饋獲取的電能通過電阻發(fā)熱之后推廣出去，并且也無法再次應用。曳引式電梯若是要達到節(jié)能改造，最先要從這一階段的熱量實施工作。在電力電子技術不斷創(chuàng)新的現階段，各種能量回饋設施也在逐漸涌現。

總而言之，上文通過分析曳引式電梯的能效建模與節(jié)能相關情況，明確在電梯能耗建模過程中，只關注規(guī)定的工作情況，沒有了解客流分布和電梯調度狀況。由此，在實際發(fā)展中，曳引式電梯的能耗建模與節(jié)能工作需要加大對市場發(fā)展的認識，結合應用者的情況，確定降低能源消耗的方案。

參考文獻：

[1]姜銘實.高速群控電梯系統(tǒng)的能耗計算與分析[D].濟南：山東建筑大學，2015.