摘要：由于不可再生能源的短缺和人們對環(huán)境的重視，能源再生系統在許多領域都被提出和運用。其中，在電梯領域，能源再生型電梯控制系統技術先進，采用能量回饋模塊替代制動電阻，達到節(jié)能的目的，是該領域的發(fā)展方向。
　　關鍵字：能源再生系統；電梯控制
　　目前我國節(jié)能電梯技術在某些方面已經達到了國際領先水平，但是節(jié)能電梯的普及率還很低，可節(jié)電30％以上的無齒輪電梯普及率不及10％，可以能源再生的造能電梯普及率不及2％。不過，受房地產市場快速發(fā)展等因素的影響，專家預計節(jié)能電梯市場在“十一五”期間將進入快速增長期。
　　1.電梯能源再生系統原理
　　電梯是機電合一的大型復雜產品，機械部分相當于人的軀體，電器部分相當于人的神經。從理論上分析，電梯的電量主要消耗在電力拖動系統。如果電梯的電氣拖動系統做好了，電梯的用電量應該能大幅度降低，有可能比照明、供水等用電量都要小，可見目前情況是電梯的節(jié)能節(jié)電潛力非常大[1]。目前，電梯的電氣傳動系統大多采用變頻調速系統。但普通的變頻調速系統都無例外的配備有“制動電阻”。結果，通過電動機的發(fā)電制動狀態(tài)將電梯下降時釋放的勢能、減速時釋放的動能轉換成的電能，只能通過制動單元送到制動電阻上轉化為熱，白白消耗掉了，同時還產生熱污染。該制動電阻的平均功率相當大，往往占到電動機額定功率的一半左右，可見效率之低，費電也就可以理解了[2]。
　　電梯要節(jié)電，核心是如何利用儲存的勢能與動能，將處于發(fā)電制動狀態(tài)電機輸出的電能利用起來。可實現能量轉化的辦法很多，如晶閘管可逆直流調速系統等，均可以順暢地進行能量轉換。本文采用OTIS新型變頻器，其中傳統的整流單元被IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)所替代，這樣既沒有額外增加體積和成本，又可將以往消耗在制動電阻上的電能收集起來，并以清潔電源的形式反饋給同樓宇的電網。從而使電梯的能耗幾乎降低為原來的一半，且減少了廢熱的產生，改善了大樓環(huán)境[3]。
　　OTIS新型再生變頻器采用的就是整流電路和逆變電路都是以PWM控制的變頻電路。功率開關器件采用的是IGBT。其型號是OVF4_R。其中“_”代表變頻器最大加速電流。
　　2.新型再生變頻器的選擇
　　本文以OTIS現有產品GeN2CN-MRL型電梯為例。GeN2CN-MRL型電梯的規(guī)格是：載重630～1000kg，速度1.0～1.75m／s，最大提升高度75m。該類產品占據電梯市場70％的份額。
　　(1)新型再生變頻器型號的選擇
　　OTIS新型再生變頻器的型號及相應特性如表1：
　　

　　為了選擇最合適型號的再生變頻器。我們需要先算出電動機所需要的加速電流及運行電流。依此，選擇最合適的變頻器型號。選擇的原則是：被選擇變頻器的額定值大于電動機所需要值的前提下，越接近電動機所需要值越好。也就是說，越接近計算值，所構成的系統的節(jié)電效果越好且成本越低。
　　(2)曳引機電流
　　電流計算公式:

                                  
　 　　式中為滿載上行的總力矩,為滿載上行加速的總力矩.
　　根據曳引機電流計算公式(1)、(2)，我們可得變頻器OVF402R最適合此樣梯。
　　3.實驗與樣梯測試
　　驗證采用新型再生變頻器系統的可靠性及節(jié)能效果，本文所有的實驗都是在OTIS產品GeN2CN-MRL上進行的。樣梯配置為1000kg載重，1.75m／s速度，72m提升高度。
　　(1)靜平衡
　　目的：測量轎廂靜平衡的精度
　　實驗設備：推力計和拉力計，500N范圍，最小刻度為1ON。
　　實驗步驟：
　　①電梯開到底層
　　②松掉導靴，推或拉動轎廂，用推力計和拉力計測量數值。
　　③數值來自于轎廂處于垂直的位置(不與導軌有相互作用力)
　　接受標準：測量值小于400N
　　實驗結果：通過。
　　(2)動平衡
　　目的：測量動平衡計算的準確度
　　實驗設備：彈簧拉力計，刻度為100N到500N，精度為1ON。
　　實驗步驟：
　　①10％載荷均布轎廂。
　　②將轎廂運行到井道中部。
　　③卸去上面導靴。使用拉力計拉上粱直到轎廂處于平衡位置，記錄拉力計刻度值。
　　④當轎架自由位置時取測量值(側粱與導軌沒有接觸)
　　⑤再將轎廂運動到井道底部和頂層，重復步驟3—4。
　　接受標準：每個導靴的受力小于200N則試驗成功
　　實驗結果：通過。見表2.
　                  　　
　　(3)運行質量
　　目的：測量轎箱3個方向的振動，最大的加速度和加加速度在不同的載荷和方向的情況下是否滿足要求。
　　實驗設備：PMT(注：在測試前應先檢查設備是否已被校準及校準日期是否顯示出來)
　　實驗步驟：
　　①放置PMT在轎廂地板的中心處。在垂直方向上，加速計軸設為Z軸，前后方向設為X軸，左右方向設為Y軸。操縱電梯以全速運行，從底層運行到頂層，再從頂層運行到底層。試驗分別在轎廂滿載，空載，平衡載進行。注：為確保結果正確性，需要試驗做3次。試驗載重(kg)見表3。
　　             　　
　　②清潔對重導軌凹處的油污，然后按照步驟1進行試驗。
　　③試驗結束后，檢查曳引輪的安裝。
　　接受標準及實驗結果：速度，加速度，加加速度和振動水平均應滿足ATOR標準。
　　(4)節(jié)能測試
　　目的：驗證運用能源再生型電梯控制系統的電梯比傳統電梯節(jié)能。并且，測量出節(jié)能比。
　　實驗設備：功率表，計數器。
　　實驗步驟：
　　1，分別在相問配置的運用能源再生型電梯控制系統的電梯與傳統電梯的總電源開關前安裝功率表。
　　2，分別在空載、半載、滿載的情況下，讓兩種電梯在1層至20層問往返運行。
　　3，分別紀錄運行次數及所消耗的電量。
　　4，在相同的運行量的前提下，對兩種電梯的能耗進行比較。
　　實驗結果：實驗數據表明，采用能源再生系統的電梯的確比傳統電梯節(jié)能。節(jié)能比為17.6％至53.8％。
　　4.結論
　　實驗表明，采用能源再生型電梯控制系統的電梯完全滿足電梯產品各項指標和要求。電梯行業(yè)標準要求：水平震動、垂直震動應分別在13mg、13mg內。而實驗結果為5.8mg、7.6mg，均大大的超出了標準要求。同時，節(jié)能實驗也證明了此系統節(jié)能比最大能達到50％以上。再生能源電梯控制系統解決了業(yè)界在能源再生技術在電梯應用中投資成本高和利用效率低兩大難題，將使電梯節(jié)能、省電“走入尋常生活”變成現實。
　　參考文獻:
　　[1]蕭涵,無機房電梯關鍵技術的探討[J],市場報,2008,15(1):1-6
　　[2]章苒,節(jié)能電梯為何曲高和寡[J],市場報,2007,14:14-15
　　[3]張炳義,徐廣人,稀土永磁電動機曳引傳動系統現狀及發(fā)展前景[J],中國電梯,2005，16(9):23-26