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基于曳引式电梯的节能改造分析 1.前言 　　电梯是现代高层建筑中每天高频使用的设备之一，在国际倡导的“低碳经济”目标之下，如何降低电梯能耗已成为行业积极应对的问题。国内市场上的主流电梯品牌越来越致力于电梯节能技术的研发与推广。截至2009年底，我国在用电梯数量超100万台。“绿色也是生产力”，电梯行业对大量传统电梯进行节能改造，降低其使用环节的能耗将使建筑节能大有可为。 　　2.电梯曳引系统的节能改造 　　曳引机作为电梯的核心部件，直接影响着电梯的节能效率。曳引机技术经过了蜗轮蜗杆传动曳引机、行星齿轮和斜齿轮传动曳引机、无齿轮传动曳引机三个发展阶段。蜗轮蜗杆传动曳引机是一种老式曳引机，其体积大、质量重、耗能高、传动效率低(只有70%左右);行星齿轮和斜齿轮传动曳引机，传动效率能达到90%，但齿轮加工精度要求高，成本也比较高;永磁同步电机以其体积小、结构简单、可靠性高及高效节能等优点成为当前电梯曳引机的首选。通过采用无齿轮曳引技术，由永磁同步电机直接驱动，省却了传统的蜗轮蜗杆减速齿轮箱，大大提高了系统的传动效率。 　　几种曳引机的性能对比如下表： 　　以OTIS早期的TOEC40乘客电梯为例，载重1000Kg、速度1.75m/s，采用17CT有齿轮曳引机(配置交流异步电机)，曳引比为1:1，电动机功率为15kW。 　　对这类曳引机进行节能改造，可选用柳州凯迪生产的型号为KD·Y395-1000-1.75的永磁同步行星齿轮曳引机。该款曳引机电动机功率为12.1kW，适合1:1曳引方式。 　　也可选用富沃德生产的型号为GETM3.0-175D3的永磁同步无齿轮曳引机，电动机功率为11.7kW。但此类型曳引机需采用2:1的绕绳方式，又因原电梯对重在轿厢后侧，与常规的采用永磁同步无齿轮曳引机的对重侧置方式所不同，需对曳引机在机房的布置方式进行非标设计。除了在原轿架上横梁中间位置和对重框架顶部增加返绳轮、改变原有的钢丝绳绕绳方式以外，在进行有效的理论计算以后，给出的土建布置方案如下图所示。 　　3.电梯控制系统的节能改造 　　3.1 直流驱动系统的节能改造 　　直流电动机具有调速性能好、调速范围大的特点，很早便在电梯中应用。但因需要采用发电机—电动机组形式驱动，机组结构体积大、耗电大、维护工作量大。 　　建设部1992年3月18日颁布的《关于提高电梯质量的若干规定》(第144号文)中要求“各电梯制造厂要按照新标准的要求，淘汰物耗和能耗高、技术落后、结构陈旧、故障多的老电梯，代之以技术先进、设计合理的新型电梯。” 　　对直流驱动电梯的节能改造，采用现行的永磁同步无齿轮曳引机直接替代直流电动机，辅以一体化变频驱动控制系统。 　　3.2 交流双速驱动系统的节能改造 　　交流双速电机被广泛应用于早期的客货电梯，至今在一些中小型的电梯厂家中仍作为货梯的标准配置。交流双速电梯所 采用的三相交流异步电动机定子内具有两个不同极对数的绕组(分别为6极和24极)。快速绕组(6极，同步转速为1000r/min)作为起动和稳速之用， 而慢速绕组(24极，同步转速为 250r /min)作为制动减速和慢速平层停车用。起动过程中，为了限制起动电流，以减小对电网电压波动的影响，起动时，一般按时间原则，串电阻、电抗一级加速或二级加速;减速制动是在慢速绕组中按时间原则进行二级或三级再生发电制动减速，以慢速绕组进行低速运行直至平层停车。 　　对交流双速(AC2)货梯进行变频节能改造，可选用远志科技WISH8000(经济型)一体化控制柜，该控制柜针对电梯改造现场的特殊情况，对9层站以下电梯采用并行信号传输方式设计。与传统的电梯控制的并行传输的概念有很大不同，每个楼层的指令和指示灯信号仅占用逻辑控制的一个端口，接线比原来减少了一半。虽然采用这样的并行传输方式，WISH8000(经济型)一体化控制柜仍采用N条曲线自动生成的距离控制， 保证了卓越的运行舒适感。将变频驱动三相输出端连接至高速绕组三个接线桩头，变频驱动部分的电机参数按照电动机铭牌设定。尤其值得注意的是，AC2电机铭 牌参数中的“电机转速”往往标称的是同步转速(如1000r/min)，实际设定额定转速时一般设定为960 r/min。 ? 　　3.3 交流调压调速驱动系统的节能改造 　　对于采用通用变频器驱动控制的电梯，在电动机发电运行(电梯轻载上行或重载下行)的时候，母线电压由于势能的回馈而快速升高，需要及时释放掉，一般采用制动单元及制动电阻的方式来实现(如图7所示)。该方法优点是简单、成本低，缺点是不节能，电阻发热严重，造成机房的温度上升。 　　如果把直流制动单元替换为PWM能量反馈单元(如图8所示)，则既可以节能，又可以降低机房的温升。远志科技的WISH-MDFB电梯专用能量反馈单元与目前其它能量反馈单元相比的一个