曳引式电梯电机节能检测中电能分析探讨

李景仪 杜文伟

(中国计量科学研究院，北京 100029)



曳引式电梯电机节能检测中电能分析探讨

李景仪 杜文伟

(中国计量科学研究院，北京 100029)

当曳引式电梯的轿厢载重与对重装置之间有质量差时，电梯机械能会转换为电能，对此类用电设备节电率检测时，会遇到电流逆变反馈回电网的现象，在检测数据分析时应根据电梯特点(有无回馈设备)，回馈电网的电能质量(与电网相位是否同步、谐波污染等)问题来综合分析反馈电能的有效性，去除无效电能，还应在选取测试仪表时事先考虑。

电梯；电能回馈装置；机械能；节电检测

0 引言

电梯在启动运行达到最高运行速度后具有最大的机械动能，到达目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止，这一过程电梯就会释放机械能(势能和动能)。同时，曳引式电梯还是一个势能性负载，轿厢载重与对重装置之间有质量差时，电梯运行时会产生机械能，特别是当电梯空载上行和电梯满载下行时均会释放出大量的机械势能，即由于存在质量差，电机转子在外力的拖动或负载自身转动惯量的维持下，电机转子的速度超过电机同步磁场的旋转速度时，转子绕组所产生的电磁转矩的旋转方向和转子的旋转方向相反，这时电机处于发电状态，把运行中释放的机械能(势能和动能)转换为电能，这些电能储存在变频器直流回路的电容中，回送到电容中的电能越多，电容电压就越高，如不及时释放电容中储存的电能，就会产生过压保护，最终导致电梯停止运行。

通常处理这部分能量的方法是增加制动单元或制动电阻，将这部分能量通过电阻变成热能消耗掉，这种方法降低了系统用能的效率，恶化了电梯控制柜周边的环境，为使机房温度降低到常温状态和避免因高温电梯产生故障，又需要安装大排风量的空调或风机，在电梯功率较大的机房，有时需要空调、风机同时使用，造成了有些地方降温设备的耗电量往往比电梯的用电量还要高。

针对上述问题，某用户研发了电梯电能回馈装置，通过自动检测变频器的直流母线电压，将变频器直流电压逆变成与电网电压同频同相的交流电压，经多重噪声滤波环节后回馈给交流电网，从而节省电能。为了证实其研发的产品效果的有效性，我们对其产品进行了现场检测，本文就检测中遇到的问题进行了分析探讨。

1 现场检测

受用户的委托，我们对装有该用户研发的“电梯电能回馈装置”的电梯进行对照测试。测试过程中分别对加装和未加装“电梯电能回馈装置”的同一部电梯进行耗能测试。

针对电梯的工作特点，在测试电能消耗的过程中采用的主要仪器为HIOKI电能质量分析仪3166。电能质量分析仪安装在外网电源进入端口，采用三相四线制接线。电梯负荷变化通过人工加减砝码来实现。

在相同的负载下，电梯加装和未加装“电梯电能回馈装置”两种工况部分测试数据见表1和表2。

表1 未加装“电梯电能回馈装置”电梯能耗数据

表2 加装“电梯电能回馈装置”电梯能耗数据

2 数据分析和有关问题讨论

在数据处理中，计算节电率η是按式(1)进行计算的。

(1)

式中，η为节电率；E为基础消耗(W·h),对应表1的WP；E′为样品消耗(W·h)，对应表2的WP。

在电机只是正向转动，即不进行发电的工况，系统没有再生有功功率时，WP-=0，则WP=WP+。

3 结论

1)对曳引式电梯电机节能检测，不能使用传统的只有正向有功能耗的电能表，而应使用同时具有反向有功能耗的电能表，即能同时测出WP+和WP-的仪表。如果能对逆变的反向电流进行电能质量的检测应该更佳。

3)在WP-不为零，且不能保证反馈电量WP-符合电网要求时，从能源消耗计量的角度应选择WP=WP+，从电网安全运行的角度，应避免此类现象的发生。

[1] 朱春明，张捷，等．电梯的能效测试和评价方法研究[J]．节能技术，2012(3)

[2] 刘志刚，骆云峰．电梯能量回馈技术的研究与测试[J]．中国科技财富．2009(16)

[3] 张家胜，努尔泰，等．有源能量回馈器在电梯节能方面的应用[J]．建筑节能．2008(7)

[4] 杜文伟，李景仪，等．港口起重机电机节能检测中电能分析问题探讨[J]．现代科学仪器，2014(12)

[5] 张家昌，倪新昌，等．电梯节能和再生技术起重运输机械[J]．2009(3)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.08.09