摘要：由于不可再生能源的短缺和人们对环境的重视，能源再生系统在许多领域都被提出和运用。其中，在电梯领域，能源再生型电梯控制系统技术先进，采用能量回馈模块替代制动电阻，达到节能的目的，是该领域的发展方向。
关键字：能源再生系统；电梯控制
目前我国节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，但是节能电梯的普及率还很低，可节电30％以上的无齿轮电梯普及率不及10％，可以能源再生的造能电梯普及率不及2％。不过，受房地产市场快速发展等因素的影响，专家预计节能电梯市场在“十一五”期间将进入快速增长期。
1.电梯能源再生系统原理
电梯是机电合一的大型复杂产品，机械部分相当于人的躯体，电器部分相当于人的神经。从理论上分析，电梯的电量主要消耗在电力拖动系统。如果电梯的电气拖动系统做好了，电梯的用电量应该能大幅度降低，有可能比照明、供水等用电量都要小，可见目前情况是电梯的节能节电潜力非常大[1]。目前，电梯的电气传动系统大多采用变频调速系统。但普通的变频调速系统都无例外的配备有“制动电阻”。结果，通过电动机的发电制动状态将电梯下降时释放的势能、减速时释放的动能转换成的电能，只能通过制动单元送到制动电阻上转化为热，白白消耗掉了，同时还产生热污染。该制动电阻的平均功率相当大，往往占到电动机额定功率的一半左右，可见效率之低，费电也就可以理解了[2]。
电梯要节电，核心是如何利用储存的势能与动能，将处于发电制动状态电机输出的电能利用起来。可实现能量转化的办法很多，如晶闸管可逆直流调速系统等，均可以顺畅地进行能量转换。本文采用OTIS新型变频器，其中传统的整流单元被IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)所替代，这样既没有额外增加体积和成本，又可将以往消耗在制动电阻上的电能收集起来，并以清洁电源的形式反馈给同楼宇的电网。从而使电梯的能耗几乎降低为原来的一半，且减少了废热的产生，改善了大楼环境[3]。
OTIS新型再生变频器采用的就是整流电路和逆变电路都是以PWM控制的变频电路。功率开关器件采用的是IGBT。其型号是OVF4_R。其中“_”代表变频器最大加速电流。
2.新型再生变频器的选择
本文以OTIS现有产品GeN2CN-MRL型电梯为例。GeN2CN-MRL型电梯的规格是：载重630～1000kg，速度1.0～1.75m／s，最大提升高度75m。该类产品占据电梯市场70％的份额。
(1)新型再生变频器型号的选择
OTIS新型再生变频器的型号及相应特性如表1：
为了选择最合适型号的再生变频器。我们需要先算出电动机所需要的加速电流及运行电流。依此，选择最合适的变频器型号。选择的原则是：被选择变频器的额定值大于电动机所需要值的前提下，越接近电动机所需要值越好。也就是说，越接近计算值，所构成的系统的节电效果越好且成本越低。
(2)曳引机电流
电流计算公式:
式中为满载上行的总力矩,为满载上行加速的总力矩.
根据曳引机电流计算公式(1)、(2)，我们可得变频器OVF402R最适合此样梯。
3.实验与样梯测试
验证采用新型再生变频器系统的可靠性及节能效果，本文所有的实验都是在OTIS产品GeN2CN-MRL上进行的。样梯配置为1000kg载重，1.75m／s速度，72m提升高度。
(1)静平衡
目的：测量轿厢静平衡的精度
实验设备：推力计和拉力计，500N范围，最小刻度为1ON。
实验步骤：
①电梯开到底层
②松掉导靴，推或拉动轿厢，用推力计和拉力计测量数值。
③数值来自于轿厢处于垂直的位置(不与导轨有相互作用力)
接受标准：测量值小于400N
实验结果：通过。
(2)动平衡
目的：测量动平衡计算的准确度
实验设备：弹簧拉力计，刻度为100N到500N，精度为1ON。
实验步骤：
①10％载荷均布轿厢。
②将轿厢运行到井道中部。
③卸去上面导靴。使用拉力计拉上粱直到轿厢处于平衡位置，记录拉力计刻度值。
④当轿架自由位置时取测量值(侧粱与导轨没有接触)
⑤再将轿厢运动到井道底部和顶层，重复步骤3—4。
接受标准：每个导靴的受力小于200N则试验成功
实验结果：通过。见表2.
(3)运行质量
目的：测量轿箱3个方向的振动，最大的加速度和加加速度在不同的载荷和方向的情况下是否满足要求。
实验设备：PMT(注：在测试前应先检查设备是否已被校准及校准日期是否显示出来)
实验步骤：
①放置PMT在轿厢地板的中心处。在垂直方向上，加速计轴设为Z轴，前后方向设为X轴，左右方向设为Y轴。操纵电梯以全速运行，从底层运行到顶层，再从顶层运行到底层。试验分别在轿厢满载，空载，平衡载进行。注：为确保结果正确性，需要试验做3次。试验载重(kg)见表3。
②清洁对重导轨凹处的油污，然后按照步骤1进行试验。
③试验结束后，检查曳引轮的安装。
接受标准及实验结果：速度，加速度，加加速度和振动水平均应满足ATOR标准。
(4)节能测试
目的：验证运用能源再生型电梯控制系统的电梯比传统电梯节能。并且，测量出节能比。
实验设备：功率表，计数器。
实验步骤：
1，分别在相问配置的运用能源再生型电梯控制系统的电梯与传统电梯的总电源开关前安装功率表。
2，分别在空载、半载、满载的情况下，让两种电梯在1层至20层问往返运行。
3，分别纪录运行次数及所消耗的电量。
4，在相同的运行量的前提下，对两种电梯的能耗进行比较。
实验结果：实验数据表明，采用能源再生系统的电梯的确比传统电梯节能。节能比为17.6％至53.8％。
4.结论
实验表明，采用能源再生型电梯控制系统的电梯完全满足电梯产品各项指标和要求。电梯行业标准要求：水平震动、垂直震动应分别在13mg、13mg内。而实验结果为5.8mg、7.6mg，均大大的超出了标准要求。同时，节能实验也证明了此系统节能比最大能达到50％以上。再生能源电梯控制系统解决了业界在能源再生技术在电梯应用中投资成本高和利用效率低两大难题，将使电梯节能、省电“走入寻常生活”变成现实。
参考文献:
[1]萧涵,无机房电梯关键技术的探讨[J],市场报,2008,15(1):1-6
[2]章苒,节能电梯为何曲高和寡[J],市场报,2007,14:14-15
[3]张炳义,徐广人,稀土永磁电动机曳引传动系统现状及发展前景[J],中国电梯,2005，16(9):23-26
