能量回馈单元在离心机上的应用
浅谈电梯节能中能量回馈节能技术的有效运用
工程技术浅谈电梯节能中能量回馈节能技术的有效运用文／胡松明摘要：本文介绍了能量回馈和电梯能量回馈技术及工作原理，以及回馈技术在电梯中的应用和电梯节能的必要性，以求在电梯设计中，使能量回馈得到更好的发挥，节约能源。
关键词．电梯；能量回馈；节能技术一、概述（一）能量回馈在电梯、矿山提升机、港口起重机等场合，都会出现负载势能、动能的变化。
通俗的说，提升机与起重机在下放重物的时候，势能会变小，而当离心机设备停机的时候，动能则会变小。
由能量守恒定律我们可以知道，能量是守恒的，它不会无缘无故的消失不见，而是通过电机转换成为了再生电能。
实际上，在使用变頻调速的那些设备里，这部分电能大多数都是因为能耗制动电阻变成了热能而流失。
设想如果能够有一种装置，将这部分再生电能利用起来回送到电网，那么就可以省下这部分电能，起到节能降耗的效果，能量回馈装置就是这样一种产品（二）回馈节能基本原理将运动中负载上的机械能（位能、动能),通过能量回馈装置变换成为电能（再生电能），并且回送给交流电网，供附近其它用电设备使用，使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能减少，从而实现节电的目的。
、电梯能量回馈技术及工作原理〔一）能量回锖枝术能量回馈技术，就是把电梯自身存在并且无用的直流电逆变为可用、有效的交流电。
同时，把逆变后的交流电回馈到电梯周边局域网中再次利用的一个过程。
〈二）工作原理实际上，电梯运行的过程是一个电能和机械能转换的过程，如果电梯需要重载上行或者是轻载下行，此时，就要给电梯提供足够的能量，这样一来才能够加大机械势能，然后，电梯通过曳引机把电能转换成机械势能，曳引机就处于一个耗电状态；如果电梯需要轻载上行或者是重载下行，此时，就要降低机械势能，电梯的机械势能由曳引机转换成电能，此时，曳引机就处于一个发电状态。
在曳引机进行发电的时候，产生的电能一定要进行及时的处理，否则的话，会对曳引机造成损耗：．常规的做法是涌过制散热电阻把发的电转化的热能散发到空气中，这就造成电梯机房的温度很高，通常需要安装空调和排风机来降温0能量回馈技术的应用就是替代制动单元和制动电阻，通过自动检测变频器的直流母线电压，将变频器的直流环节的直流电压逆变成和电网电压同频同相的交流电压，再经过多重噪声滤波环节之后连接到交流电网，实现绿色吓环保、节能的目的。
电梯节能回馈装置
回馈制动在电梯上的应用
随着现代化生产规模不断扩大和人们生活水平的的不断提高，电能供需矛盾日益突出，节电呼声日益高涨。
电机拖动系统节约点能具有特别重要的社会意义和经济效益。
目前，高层建筑已成为城乡房建主流，升降电梯节能越来越受到社会的关注。
在对宾馆、写字楼、酒店、医院等的用电情况调查统计中，电梯用电量占总用电量的25%到30%以上，仅次于空调用电量，高于照明、供水等的用电量。
随着技术的进步，交流变频调速已经登上了工业传动调速方式的舞台。
变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等都有很大的优势。
电梯的调速除了要求一般工业控制的静态、动态性能外，其舒适指标往往是竞争的一项重要内容。
现在，电梯电动机拖动大多采用普通型变频器。
普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。
由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。
在一些电动机有能量回馈的应用中，比如电梯、提升机、离心机系统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。
将电动机产生的能量消耗掉。
另外，在一些大功率的应用场合中，二极管整流桥对电网会产生严重的谐波污染。
由于IGBT率模块可以实现能量的双向流动，在变频器中采用IGBT作整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲，一方面可以调整输入的功率因素，消除对电网的谐波污染，另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到节能效果，这就是所谓四象限变频器。
能量回馈在门座起重机回转机构上的应用
处会 出现飘带 现 象 ， 由于 皮带 凹槽 深度 浅 ， 物 料容 易 溢出， 造 成大 量 物料洒 漏 。 为解 决这 个 问 题 ， 我 们 设 计 了 １套 自动 压 紧皮
图 ２ 检 测 机 构
物料 流 量小 于设 定值 时 ， ｓ ２得 电 ， 延时 电磁 阀 Ｄ１ 得 电， 气缸 抬起 ， 压 带轮 压下 皮带 。在物 料流 量 大于设 定值 时 ， Ａ、 ｓ １得 电 ， 延时 电磁 阀 Ｄ ２得 电 ， 气 缸 回 落， 压带 轮抬 起 。
源 的浪费 ， 而且 由于制 动 时 回转惯 量 大 ， 加、 减 速 时 间一 般设 为 ６～ ８ ｓ ， 稳 钩 困难 ， 影 响生 产效率 。
１ ． ２ 能 量 回馈 方案
左旋 电 机 右 旋 电机
采用 能 量 回馈 的方法 ， 变频 器 配 置能 量 回馈 单
元， 将 电能 返 回到 电 网 ， 实 现 能量 回收 。加 、 减 速 时
（ １ ） 重新 调 整 电流 环 和 电压 比例 增 益 ； 开 启 快
速限 流功能 ； 延长 回转 减速 时间 。 （ ２ ） 硬件 设 置 中交 流 侧 设 置 缓 冲 电阻 、 浪 涌 抑 制器 、 输 入 电抗器 与 滤 波 电容 ， 试 车过 程 中报 过 流 ； 在母线 侧加 直流 电抗 器 。
４ 直 与挂 广
港 口装 卸大 吨位 门座起 重 机针对 回转 单机 构采
港 口装 卸
２ ０ １ ３年 第 ３期 （ 总第 ２ １ ０期 ）
一
种 防 止 皮 带 机 洒 料 的 装 置
日照 港 裕 廊 公 司 邓 洪 伟 赵 则 坤 厉 爱 国
气 垫式 皮带 机具 有 能耗 低 、 输 送 效率 高 、 运行 平
离心机电气使用说明书1600(prpface)
上悬式自动卸料离心机电气控制系统使用说明书目录一、系统概述 1二、系统组成 1三、系统安装、接线要求及说明 1四、开机前的准备工作 1五、触摸屏界面介绍 5六、调试操作7七、开机7八、手动操作8九、自动操作9十、半自动操作10 十一、关于“卸料”11十二、参数设置13 十三、关于状态指示16 十四、关于上进料阀开度选择19 十五、关于探料器调整19 十六、关于“急停”按钮19 十七、关于“复位”按钮19 十八、关于“紧急降速”按钮20 十九、关于“电铃停响”按钮20 二十、电气的配套20 二十一、故障、故障显示及故障处理20 二十二、维护保养须知20 附录一1. 通电前检查222. 通电检查243. 配合机械动作的限位开关位置检查244. 空载机械运行检查25一、系统概述：XJZ-1600-N 上悬式自动卸料离心机电气控制系统具有以下特点：（一）采用交流变频电机作为主拖动，实现了转鼓的无级调速，且各段速度值可调，与同等功率的其他拖动系统相比。
具有技术先进、价格低廉、维护简单的优点。
（二）系统采用SEMENS （西门子）工程型变频调速器（SIMOVERT MASTERDRIVES ），实现四象限运行，制动能量回馈电网，大大节省了电能，使离心机转鼓能平滑无冲击的启动或停止。
（三）采用现场总线技术，将PLC 、触摸屏、变频调速系统连接起来，实现了操作的集中控制、故障的集中显示和提示功能。
（四）本系统采用触摸屏进行操作，可实现自动、半自动、手动控制方式，参数修改十分方便，操作简单灵活，并具有直观的故障提示功能。
为维修人员提供的调试功能使机械调试更为方便。
二、系统组成：电气控制系统包括变频器柜，控制柜，操作箱，主电机，油泵电机，机器上的电磁阀和位置检测开关。
本使用说明书提供电气原理图，电气接线图，。
机器的接线和使用的电缆型号和规格见附图中的电气接线图。
接线图中的电缆的型号仅供用户参考。
本机器拖动部分使用三相AC380V ，50Hz 带零线的动力电源；控制部分使用单相交流220V ，50Hz 电源。
离心机使用说明书1600
上悬式自动卸料离心机电气控制系统使用说明书目录一、系统概述 1二、系统组成 1三、系统安装、接线要求及说明 1四、开机前的准备工作 1五、触摸屏界面介绍 5六、调试操作7七、开机7八、手动操作8九、自动操作9十、半自动操作10 十一、关于“卸料”11十二、参数设置13 十三、关于状态指示16 十四、关于上进料阀开度选择19 十五、关于探料器调整19 十六、关于“急停”按钮19 十七、关于“复位”按钮19 十八、关于“紧急降速”按钮20 十九、关于“电铃停响”按钮20 二十、电气的配套20 二十一、故障、故障显示及故障处理20 二十二、维护保养须知20 附录一1. 通电前检查222. 通电检查243. 配合机械动作的限位开关位置检查244. 空载机械运行检查25一、系统概述：XJZ-1400-N 上悬式自动卸料离心机电气控制系统具有以下特点：（一）采用交流变频电机作为主拖动，实现了转鼓的无级调速，且各段速度值可调，与同等功率的其他拖动系统相比。
具有技术先进、价格低廉、维护简单的优点。
（二）系统采用SEMENS （西门子）工程型变频调速器（SIMOVERT MASTERDRIVES ），实现四象限运行，制动能量回馈电网，大大节省了电能，使离心机转鼓能平滑无冲击的启动或停止。
（三）采用现场总线技术，将PLC 、触摸屏、变频调速系统连接起来，实现了操作的集中控制、故障的集中显示和提示功能。
（四）本系统采用触摸屏进行操作，可实现自动、半自动、手动控制方式，参数修改十分方便，操作简单灵活，并具有直观的故障提示功能。
为维修人员提供的调试功能使机械调试更为方便。
二、系统组成：电气控制系统包括变频器柜，控制柜，操作箱，主电机，油泵电机，机器上的电磁阀和位置检测开关。
本使用说明书提供电气原理图，电气接线图，。
机器的接线和使用的电缆型号和规格见附图中的电气接线图。
接线图中的电缆的型号仅供用户参考。
本机器拖动部分使用三相AC380V ，50Hz 带零线的动力电源；控制部分使用单相交流220V ，50Hz 电源。
变频器主回路接线需要注意的地方
变频器主回路接线需要注意的地方变频器主回路接线需要注意的地方一：主回路电源侧的接线1.断路器在三相交流电源和电源端子（R、S、T）之间，需要接入适合变频器功率的断路器（MCCB）。
断路器的容量选为变频器额定电流的1.5-2倍之间。
2.电磁接触器为了能在系统故障时，有效的切断变频器的输入电源，可用在输入侧安装电磁接触器控制主回路电源的通断，以保证安全。
3.输入交流电抗器为了防止电网尖峰脉冲输入时，大电流流入输入电源回路而损坏整流部分元器件，需要在输入侧接入交流电抗器，同时也可改善输入侧的功率因数。
为了保证有效的使用变频器，建议案80V级变频器110KW（含）以上加装输入电抗器，220V等级45KW（含）以上加装输入电抗器。
4.输入侧噪声滤波器使用变频器时，有可能通过电源线干扰变频器周围的其他电子设备，使用次滤波器可以减小对周围设备的干扰。
二：主回路变频器侧的接线1.直流电抗器直流电抗器可以改善功率因数，可以避免因接入大容量变压器而使变频器接入电流过大导致整流桥损坏，可以避免电网电压突变或相控相负载造成的谐波对整流电路的损害。
2.制动单元和制动电阻YT800系列（380V等级）变频器在11KW及以下机型内置制动单元，为了释放制动时回馈的能量，必须在P，PB端连接制动单元。
其中要注意的是：制动电阻的配线长度小于5M，制动电阻会因为释放能量温度有所开高，安装制动电阻时应注意安全防护和良好通风。
需外接制动单元时，制动单元的P，P-端分别与变频器的P+，P-端一一对应，在制动单元的BR1,BR2端连接制动电阻。
同时电变频器的P+，P-端与制动单元P+，P-端的连线应该小于5米，制动单元BR1,BR2与制动电阻的配线之间的长度应小于10米。
同时需要注意的是：P+，P-的级性，不要搞反;P+，P-端不允许直接制动电阻，否则会损坏变频器或发生火灾危险。
三：主回路电机侧的连接1.输出电抗器当变频器和电机之间的距离超过50米时，由于厂电缆对地的寄生电容效应导致漏电流过大，变频器容易频繁发生过流保护，因为为了避免电机绝缘损坏，须加输出电抗器补偿。
电梯能量回馈装置的应用实例分析
图1 电梯保有量能量回馈技术是实现电梯节能的有效措施之一，在人流量大、额定功率大、速度快、和载重大的电梯中节电效果更加明显,而大型办公楼和商场的电梯通常符合这些特点。
不同类型建筑的电梯使用情况不同，本文中能量回馈装置实测结果可用于补充购物中心的电梯能耗数据，为不同类型建筑的电梯节电策略提供有效的数据支撑。
电梯及电梯回馈装置技术原理电梯的基本构造曳引式电梯在市场上的类型很多，其电路或电梯能量回馈装置的应用实例分析图2 电梯的基本构成电梯可以从功能上划分为八大系统，即曳引系统、轿厢系统、门系统、重量平衡系统、安全保护系统、导向系统、电力拖动系统和电气控制系统，且每部分都由不同的部件组成，主要系统具体介绍如下。
（1）曳引系统。
曳引系统主要起驱动作用，带动电梯上下正常运行，由曳引机、钢丝绳、导向轮、轿厢反绳轮、对重反绳轮组成。
驱动轿厢及对重上下运行时，由曳引机通过曳引轮绳槽与曳引钢丝绳之间的摩擦力使曳引钢丝绳产生曳引力，曳引钢丝绳经导反绳轮将轿厢和对重连接，并带动其上下运行。
轿厢到达指定位置后，通过曳引机制动器保持轿厢和对重位置不变。
若曳引系统发生故障，会造成电梯停止、电梯门不受控制、突升、突降等危险状况发生。
因此，及时维护可以有效预防危险情况的发生。
（2）图3 电梯回馈系统电路原理图动阶段，如图4所示。
随即对应电梯基本运行规律为启动-稳定速度运行-制动。
楼层的高度与运行时间直接相关，并决定稳定速度运行的时间。
楼层越低稳定速度运行的时间就会越短，甚至可能为0秒。
图4 电梯运行曲线示意图根据上述的运行过程可将电梯运行能耗分为启动能耗、匀速能耗和制动能耗。
电梯运行的行程和载荷直观影响着传统曳引电梯的能耗。
电梯总能耗影响因素根据电梯在具体工况下的运行特点将能耗分为启动能耗、匀速运行能耗、制动能耗，开关门能耗、待机能耗和轿厢内的能耗，包括照明、风扇、空调和显示装置的能耗等。
对上述各部分能耗测量的总和即为电梯的总能耗。
能量回馈器在电梯上的应用
能量回馈器在电梯上的应用广州广日电梯工业有限公司 尹 政[摘 要]随着工业现代化生产规模不断扩大和人们生活水平不断提高,电能供需矛盾日益突出,节约电量的呼声日益高涨。
城市里的电梯现在越来越多,在对酒店,写字楼等的用电情况调查中,电梯的用电量仅次于空调用电量,远高于照明,供水等的用电量。
因此,电梯的节能具有重要的社会意义和经济效益。
能量回馈器是将电梯运行于发电状态时发出的电能反馈回电网的装置,达到环保节能的作用。
能量回馈器适用于使用变频器变频调速的电梯上,具有通用性。
[关键词]能量回馈器 电梯 节能 环保 中国电梯协会提供的信息显示,2005年中旬全国在用电梯总保有量已达到60万台,位居世界第三位,并以每年10万台左右装机量高速增长。
预计到2008年后我国电梯总保有量将超过美国,跃居世界第一。
若按每台功率为15千瓦,若按每台每日实际工作3小时计算,至今全国约80万台电梯一天的耗电量约为3600万度,全年耗电131亿度,相当于一个中等规模城市一年的总用电量。
“会发电”的电梯,无疑将大幅度减少用电量,明显缓解用电紧张。
一、能量回馈器原理电梯要节电,核心是如何将处于发电制动状态电动机输出的电能利用起来。
垂直升降电梯其电动机拖动负载旋转运动即具备了机械动能,如果而电动机拽引上、下运动的负载又具备了位能。
当电动机拖动负载减速运动时,其机械动能将释放出来,当位能性负载下降运动时(位能减少),其机械位能也将释放出来,如果能有效的将这两部分机械能转换成电能并回馈再生利用,就可达到节约电能的目的。
一般情况下,当电动机处于发电状态(即电梯非平衡上下运行或减速到站时),能量将在滤波电容上累积,产生泵升电压,如果泵升电压过高,就会威胁电梯控制系统的安全。
目前国内使用的电梯在控制泵升电压方面采用最简单的方法是:泵升电压产生后,在直流母线之间接通一个能耗电阻,将能量释放。
如果电梯制动频繁或经常处于非平衡状态上下运行,则能量浪费严重;同时电阻发热,导致环境温度升高,将会影响电梯控制系统的可靠运行,缩短电梯的使用寿命。
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能量回馈单元在离心机上的应用
离心机是一种大惯量恒转矩设备，正是这种机械特性使得制动单元
成为离心机运行控制主要部件之一，对于离心机的工艺控制和机械效率
的提高都有非常重要的意义。离心机降速时，如果采用自由停车，离心
机的实际停车时间将超过2小时，这对于离心机使用及工艺控制都有很
大的制约，采用机械制动方式，对于较大容量的离心机来说，不但时间
太长，控制和安全方面则存在较大的隐患；所以只能利用变频调速制动
方式。在利用变频调速制动时，变频器的设定制动时间较短，由于离心
机的转动惯量很大，离心机的转鼓带动电动机转动，此时电动机的转速
比变频器的输出同步转速高，电动机处于发电状态使得变频器直流母线
电压升高，如果不能把这部分能量消耗掉，使得直流母线电压保持在正
常范围内，变频器将出现直流过电压报警故障而不能正常工作；为了消
耗掉这部分再生能量，使用制动单元及制动电阻互相配合，在制动单元
检测到直流母线电压超过正常工作范围值时，打开直流母线和制动电阻
之间的电路通道，将电动机产生的再生电能消耗在制动电阻上，从而限
制直流母线电压，使得降速过程正常进行。
受到技术及成本上的限制，以前的离心机设备生产厂家都采用上述
能耗制动方式，电动机产生的再生电能直接消耗在制动电阻上，大量的
再生制动电能得不到利用，更由于制动单元及制动电阻在配备上受到配
电室环境限制，从功率上不能做的太大，否则大量的发热将会导致制动
单元及变频器过热保护，影响的生产的顺利进行。随着电子技术的不断
发展，能量回馈式制动单元逐渐得到开发和利用，进口回馈制动单元由
于价格高，回收期长，维护费用大，维护水平要求较高，因此在使用上
受到限制。今年来深圳合兴加能开发出多系列的能量回馈产品，技术达
到世界领先水平，这使得回馈产品的大量应用成为现实。
由众多国内外的回馈馈制动单元中，深圳加能生产的PSG系列能量
回馈更为广大用户所接受，其特点如下：
1、高效，低噪，绿色环保。
2、适用于所有品牌的变频器。
3、PSG能量回馈会自动测量再生电能的大小，自动计算最佳制动力矩，
用户不必设定任何参数。
4、较高的性价比，THD<5%,综合节能率达25%~60%。
5、接线简便易行，制动效果较好。
节能分析
由于采用了PSG能量回馈，将离心机带料的转鼓运转势能在降速时转化
为再生电能直接回馈到电网，因此将节约大量的电能，减少相应的电费
支出。此外，采用PSG能量回馈以后，节约了配电室的空调使用，改善
了电气设备的运行环境，在另一方面获得了节能效果。因此，此项投资
对公司是非常有益的。