GL-DT电梯能量回馈装置的节电原理

    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。据有关统计数据表明，电动机拖动负载的消耗电能占总耗电量的70％以上。因此，电动机及其所拖动负载的节能具有特别重要的社会意义和经济效益。

电动机及其负载节约电能的途径主要有两大类：一是提高电动机或负载的运行效率，如风机，水泵调速是以提高负载运行效率为目标的节能措施，再如电梯驱动用变频器调速取代传统的交流异步电动机调压调速是以提高电动机运行效率为目标的节能措施。二是将电机已转换到负载上的机械能反变换成电能回送电网，使电动机和负载在单位时间内消耗的电网电能下降，从而达到节电的目的。有源能量回馈器即属于第二类节约电能的典型装置。

众所周知，电动机拖动负载旋转运动即具备了机械动能，如果电动机拽引上，下运动的负载（如电梯，吊车,水库闸门等）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，如果能有效地将这两部分机械能转换成电能并回送给交流电网，就可达到节约电能地目的。

下面以电梯运行为例具体介绍第二类节能装置地节能原理。

采用变频调速的电梯启动达到最高运行速度后具有最大的机械动能，电梯到达目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止，这一过程是电梯负载释放机械动能的时段。变频调速器通过电动机可以将这一时段的机械能转变成电能存储在变频器直流环节的大电容中，此时大电容好比一座储量有限的小水库，由机械动能转变的电能好比储存在小水库重的水量。如不及时排放小水库中注入的水量，则水库会发生溢出事故。同理，如不及时泄放大电容中的电量，也会发生过压保护事故。目前变频器泄放大电容中电量的方法是,采用制动单元和外加大功率电阻，将大电容中电量消耗到外加大功率电阻上白白浪费掉。有源能量回馈器则可以将大电容中储存的电量无消耗地回送给电网。从而既达到节电目的，又无耗电发热大功率电阻。大大改善了系统的运行环境。

电梯还是一个位能性负载，为了均匀拖动负荷，电梯负载由载客轿厢和对重平衡块组成。只有当轿厢载重量约为50％（如1吨载客电梯乘客为7人左右）时，轿厢和对重平衡块才处于双方质量基本平衡状态，否则，轿厢和对重平衡块就会有质量差，使电梯运行时产生机械位能。电梯质量重的部件上行时，由电动机吸收电网电能转换的机械位能增加。电梯质量重的部件下行时，机械位能减少，这减少的机械位能释放出来通过电动机转变为变频器直流环节大电容重储存的电能，有源能量回馈器再将这部分电能回送给电网。

分析计算和样机实测表明，电梯的梯速越快，楼层越高，机械传动消耗越小，则可以回送电网的能量越多，最多回送电量可达电梯总消耗量的40％，即节电率达40％之高。

以上分析表明，在电梯，吊车等快速上下运动的装备中，采用有源能量回馈器具有明显的节能效果。此外，在电力机车，龙门刨床等频繁起制动运行的装备中，也有较明显的节能效果。