电梯控制技术期末论.docx

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电梯控制技术期末论

《电梯技术》论文

题目电梯节能技术应用与展望

学院（部）电子与控制工程学院

专业

班级

学生姓名

学号

指导教师（签字）

摘要……………………………………………………………………………….…1

关键词……………………………………………………………………….………1

引言………………………………………………………………………………………………1

一、我国电梯的现状………………………………………………………………………………2

二、电梯节能技术介绍……………………………………………………………………………2

三、电梯节能技术的应用…………………………………………………………………………3

四、电梯节能降耗工作的新机遇…………………………………………………………………4

五、电梯节能降耗市场潜力巨大……………………………………………………………..…5

结束语……………………………………………………………………………………………6

参考文献………………………………………………………………………………7

电梯节能技术应用与展望

摘要

对我国电梯管理与电梯能耗情况调查分析，提出电梯节能技术的应用前景与展望，从管理和技术两个方面说明电梯的节能降耗大有可为，具有极大的市场潜力。

关键词：

电梯；节能降耗；节能监管；电能回馈技术

引言

节约资源是我国的基本国策。

国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。

国家鼓励、支持节能科学技术的研究、开发、示范和推广，促进节能技术创新与进步。

全国人大常委会于2007年10月28日通过的《中华人民共和国节约能源法》中规定，“对高耗能的特种设备，按照国务院的规定实行节能审查和监管。

”国家质检总局质检特函〔2007〕29号文件提出：

要对锅炉、换热压力容器、电梯等高耗能特种设备实行能效测试，加强特种设备使用环节的节能监管。

据资料介绍，我国仅三星级以上的酒店，空调和电梯两项耗电量就占城市耗电量的三分之一，电梯是现代建筑最大的用电设备之一。

随着我国经济建设的不断发展，人民生活水平的不断提高，电梯的拥有量呈不断上升趋势，电梯的能耗也随之不断增高。

因此，电梯节能降耗的研究已引起社会各界的关注。

开展电梯的节能降耗工作已经是大势所趋,是一件利国利民的工作。

一、我国电梯的现状

有关数据显示，2007年我国新增电梯量已接近15万台，截止2007年11月底，全国在用电梯917313台。

其中，约有三分之一的电梯为交流双速、交流调压调速等老旧电梯；节能电梯不足总量的10%；采用永磁同步拖动技术的不足5%；应用制动电能回馈技术的不足0.5%。

据国家特种设备主管部门近期的统计和预测，今后几年我国电梯增长率还将在15％以上。

因此，对电梯实施节能审查和监管，采取有效措施降低能耗，是非常必要和现时的，符合建设资源节约型社会的基本国策，必将取得显著成效。

1、我国近几年电梯总量和增长情况

根据国家特种设备主管部门近期的统计，我国近几年电梯情况见表1:

2、电梯的耗电量情况

据美国和香港权威机构提供的统计数据显示，电梯耗电要占到大楼总能耗的3～7％；我国电梯的能耗相对来说可能会更高一些，例如国内的VVVF电梯系统中大都采用能耗制动方式，即通过外加制动电阻的方法将电能消耗掉，降低了系统的效率。

2007年底我国在用电梯达91.7万台计，按每台电梯每年工作360天，每天耗电80kW/h计算，全年耗电量约为262.9亿kW/h。

由此可见，电梯已成为耗能大户，电梯节能降耗已引起社会各界的关注。

电梯行业已比以往任何时候都更为努力地为减少电梯的能耗进行探索，通过近几年的研究和开发，一些电梯的节能技术也日趋成熟，特别近年永磁同步（PMSM）驱动技术与制动电能回馈利用技术的重大突破，对电梯产品总能耗产生了巨大影响，为电梯节能带来了巨大空间。

二、电梯节能技术介绍

开展电梯的节能降耗工作，有以下几种节能技术。

1、改进机械传动和电力拖动系统

例如将传统的蜗轮蜗杆减速器改为行星齿轮减速器或采用无齿轮传动，机械效率可提高15%～25%；将交流双速拖动（AC-2）系统改为变频调压调速（VVVF）拖动系统，电能损耗可减少20%以上。

2、采用（IPC-PF系列）电能回馈器将制动电能再生利用

电梯作为垂直交通运输设备，其向上运送与向下运送的工作量大致相等，驱动电动机通常是工作在拖动耗电或制动发电状态下。

当电梯轻载上行及重载下行以及电梯平层前逐步减速时，驱动电动机工作在发电制动状态下。

此时是将机械能转化为电能，过去这部分电能要么消耗在电动机的绕组中，要么消耗在外加的能耗电阻上。

前者会引起驱动电动机严重发热，后者需要外接大功率制动电阻，不仅浪费了大量的电能，还会产生大量的热量，导致机房升温。

有时侯还需要增加空调降温，从而进一步增加了能耗。

利用变频器交-直-交的工作原理，将机械能产生的交流电（再生电能）转化为直流电，并利用一种电能回馈器将直流电电能回馈至交流电网，供附近其他用电设备使用，使电力拖动系统在单位时间内消耗电网电能下降，从而使总电度表走慢，起到节约电能的目的。

目前对于将制动发电状态输出的电能回馈至电网的控制技术已经比较成熟，据介绍，用于普通电梯的电能回馈装置市场价在4千～1万元，可实现节电30%以上。

3、更新电梯轿厢照明系统

相关资料介绍，使用LED发光二极管更新电梯轿厢常规使用的白炽灯、日光灯等照明灯具，可节约照明用量90%左右，灯具寿命是常规灯具的30～50倍。

LED灯具功率一般仅为1W，无热量，而且能实现各种外形设计和光学效果，美观大方。

4、采用先进电梯控制技术

采用目前已成熟的各种先进控制技术，如轿厢无人自动关灯技术、驱动器休眠技术、自动扶梯变频感应启动技术、群控楼宇智能管理技术等均可达到很好的节能效果。

三、电梯节能技术的应用

根据有关资料统计，电梯耗电主要在电动机上，约为电梯耗电的70%。

因此，对电梯电动机的节能改造或节能技术的应用尤为重要，也是电梯节能的主要应用空间。

1、新电梯的节能技术应用

采用永磁同步拖动于制动电能回馈技术。

业内有关人士认为，能源再生技术和电梯的完美结合将打破传统无齿轮电梯从节能到“造”能的飞跃。

将节能、环保的行业使命进行得更为彻底。

这会是电梯能耗的历史性突破、电梯节能史上的一个分水岭。

应用制动电能回馈技术可在此耗电水平节电率16%～42%，平均节电30%左右。

2、在用电梯的节能改造技术的应用

许多电梯仍是采用传统的交流变极调速和交流调在调速技术。

这部分电梯电能损耗极大，这些落后耗电电梯也给用房群众增加了高昂的电费，常引起用户的不满。

对这部分电梯可提倡电梯节能技术的使用和改造旧电梯的控制系统，改造电梯拖动控制系统，采用先进的变频控制技术和永磁同步电机可节能30%～50%左右，同时再采用能量反馈技术可高达70%，若全国按占1/3总量老旧电梯计30.63万台，按每台平均节能30%计算，每台/年节约0.864万kW/h计），旧梯改造全国每年节约26.46亿kW/h，（按每千瓦时0.60元计）节约15.87亿元。

同时还能有效提高电梯运行的舒适感、稳定性和安全性。

在用电梯大部分，大都采用了“交-直-交”变频拖动。

现有技术是把电梯制动工况产生的电能整流为直流电，经制动电阻泄放，变为热能。

应用制动电能回馈装置相对简单，就是把制动电阻换成回馈装置即可。

该装置只有5根接线，其中2根接原制动电阻的直流母线，另3根接三相动力电源。

将电机转换到负载上的机械能反变换成电能回馈再生利用，使电动机和负载在单位时间内消耗的电网电能下降。

例如：

地处深圳市华强北的现代之窗大厦共8台高层电梯，每台电梯每月的原有用电量在2500kW/h左右；现在安装使用电梯节能产品后，每台电梯每个月的用电量在1600kW/h左右，每月实现的节电量在900多kW/h，在24个月内就可收回成本。

四、电梯节能降耗工作的新机遇

1、节能法的实施给电梯节能降耗工作提供法律支持

2007年4月1日开始实行的《中华人民共和国节约能源法》第七条规定：

国家实行有利于节能和环境保护的产业政策，限制发展高耗能、高污染行业，发展节能环保型产业。

国务院和省、自治区、直辖市人民政府应当加强节能工作，合理调整产业结构、企业结构、产品结构和能源消费结构，推动企业降低单位产值能耗和单位产品能耗，淘汰落后的生产能力，改进能源的开发、加工、转换、输送、储存和供应，提高能源利用效率。

国家鼓励、支持开发和利用新能源、可再生能源。

第八条规定：

国家鼓励、支持节能科学技术的研究、开发、示范和推广，促进节能技术创新与进步。

《中华人民共和国节约能源法》规定：

对高耗能的特种设备，按照国务院的规定实行节能审查和监管。

2、安全与节能并举成为电梯管理的新举措

国家质检总局已明确将大力推进电梯的节能审查和监管政策，实施安全与节能并举的新举措，将采取制订规范、明确指标、逐步更新、逐年推动的策略，逐步提升电梯节能技术的应用范围，力争用5～10年的时间，实现电梯节能技术的普遍应用。

这给电梯节能降耗工作带来新的机遇。

国家质检总局已经立项组织开展《电梯能源效率评价与检测技术研究》，并将陆续出台电梯能源效率检验检测、电梯能源效率审查与监管等特种设备安全技术规范，这给电梯节能降耗工作带来了评价的依据，也创造了有利条件。

五、电梯节能降耗市场潜力巨大

近年，由于国际、国内能源日趋紧张，能源价格也一路飘升，国内电价也涨了不少，甚至在许多时间，特别是用电高峰许多城市采取了拉闸限电，影响企事单位的正常工作，造成较大的经济损失，而如果在全国90万台电梯全部开展电节能降耗工作，按每台电梯节能30%，那将是一个很大的数字，具有很大的经济效益和社会效益。

1、良好的经济效益和巨大的市场给电梯节能降耗工作带来强大动力

近年，围绕电梯节能技术创新，很多企业和相关单位投入了大量的人力物力，不但开发出一批具有市场价值的节能技术与产品，而且也确实在积极推动电梯产品及行业的良性发展，巨大的市场空间和良好经济效益让众多的电梯节能技术及时推广应用，可以说市场的认知与符合市场经济规律的利益推动，也将是推动电梯节能工作的有序快速发展的动力。

据检测数据统计，在相同的测试方法下，交流双速电梯每吨•千米耗电量为8.30～8.76度；ACVV调速电梯每吨•千米耗电量为5.01～5.28度；VVVF有齿轮电梯每吨•千米耗电量为1.67～3.46度；VVVF无齿轮电梯每吨•千米耗电量为1.05～2.27度。

测试数据表明，完成相等的运送量，不同的电梯的耗电水平相差可达8倍，如果加上电能回馈装置的影响，差距会更大。

一位业内专家对一个电视塔在用的4台电梯进行了耗电计算，这4台电梯已经使用了10几年，采用的是老式的进口直流电梯，一个月的电费高达数十万元。

如果采用先进的节能电梯，5年时间节约的费用就足够更换全新的节能电梯了，可见电梯节能降耗工作的广阔前景。

2、开展电梯节能降耗的必要性

我国是一个耗能大国，同时还是一个能源利用率较低的国家，节约能源是一项利国利民的大事。

根据国家特种设备主管部门近期的统计和预测显示，我国在用电梯约91.7万台，每年新增电梯均在15％以上，2007年全国电梯耗电量约为262.9亿kW/h。

中国电梯协会相关负责人表示，我国将在2010年成为世界节能电梯推广使用最多的国家。

国家有关部门也表示，将在一定时间内在全国范围内推广节能电梯。

若在新电梯产品上广泛应用永磁同步电机、制动电能回馈等节能技术，单机可节电约30％左右，全国仅新增电梯一项每年就可节电11.75亿kW/h以上，再加上对在用电梯实行节能审查和监管，对高耗能电梯实施节能技术改造，采用先进的变频控制技术和永磁同步电机可节能20%～45%左右，如果采用能量反馈技术最高可节能70%，若全国在电梯计91.7万台，按每台平均节能30%计算，每台/年节约0.864万kW/h计），在用电梯改造全国每年节约79.23亿kW/h，新旧梯加起来可节能90.98亿kW/h，如按每千瓦时0.60元计，全年可节约54.59亿元，具有良好的社会效益和经济效益。

结束语

通过电梯节能技术的采用，不仅缓解国内日益增长的电力紧张局势，随着每年的电梯数量、用电价格逐年增长，那么综合全国电梯节能的巨大潜力对社会将是巨大贡献。

以“能源再生技术”为例，该技术能使电梯在下降的过程中将能量返回电网，进入电能再生运营的状态，这种“再生能源”的状态使全球电梯市场节能技术的运用有了质的飞跃。

目前有些电梯能源再生驱动系统在相同的电梯运行条件下，可以比非能源再生系统最多节约70%的电能。

业内人士指出，能源再生技术的重大意义主要体现在：

如果我国今后10年新装的电梯都采用能源再生变频器，预计到2021年年底，全国将节省电能40.7亿千瓦时，CO2排放将减少5100万吨左右，SO2排放将减少13.2万吨左右；NOx排放将减少13.2万吨左右；5490吨尘埃不需要排放到空气中；节水946.3亿升，这将为中国建设节约型社会、实施可持续发展战略做出巨大的贡献。

电梯的节能降耗大有可为，前景十分广阔。

参考文献

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机械工业出版社,2011.

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清华大学出版社,2004.

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机械工业出版社,2003.

[4]史信芳.电梯选用指南[M].广州：

华南理工大学出版社，2003.

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中国电力出版社，2004.

[6]张思福等.交流电梯结构原理设计及安装维修[M].北京：

机械工业出版社，1991.

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