二次调节静液传动技术在液压电梯系统中的节能应用

　　0 前言

　　由于液压电梯具有运行平稳、舒适、载重量大、低噪声、并道利用率高、对建筑结构性能要求低,处置简便、使用维修简便等优点,近几年在商场、办公楼、停车场、车站与机场等公共场所广泛使用,在国际电梯市场竞争中液压电梯形势看好。

　　液压电梯是由液压传动的电梯,通过液压动力源(泵站)把油压入油缸,使柱塞向上,直接或间接地作用在轿厢上,使轿厢上升,轿厢的下降一般靠轿厢自重使油缸内的油返回油厢中^[1]。 二次调节静液传动技术是对液压能与机械能相互转换的液压元件进行调节来实现能量转换和传递的技术。二次元件可以在4个象限内工作,能够高效地回收与重新利 用系统的重力势能,而且具有良好的控制性能,可扩大系统的工作区域,改善系统的控制特性,减少设备总投资;降低工作过程中的能耗,节约冷却费用等^[2-5]。液压电梯和二次调节技术结合无疑是一条高效的“节能之路”。

　　本文结合二次调节静液传动的几种节能技术,阐述了在不同的节能方式下液压电梯的工作原理,并分析了其优缺点。

　　1 能量回收方式

　　电梯的下降过程实质上是一个释放位能的过程,在一般的电动机拉拽应用系统中,这部分能量被看作“负面效应”,因为如果不采取措施的话,会对电动 机产生严重的破坏,所以,在实际工程应用中往往利用电阻将这部分能量转化成热能白白浪费掉,本文将二次调节静液传动传动技术应用在液压电梯当中,使这部分 能量实现了回收和重新利用。

　　1.1 回馈电能式

　　电能回馈式实质上是利用了电动机和二次元件的四象限运行特性和变频器的双向逆变技术,将轿厢和负载的位能又转化成了电能^[6-9]。

　　从回馈电能的处置方式上,回馈电能式可分为回馈电网式和超级电容式。

　　1.1.1 回馈电网式

　　如图1所示,轿厢1的工作过程可以看作上升和下降两个冲程,轿厢1上升时,二次元件5工作在泵工况,由电动机带动将油液打入缸体,举升轿厢1向 上运行;当轿厢1到达指定位置时,控制系统及时地改变二次元件5的斜盘摆角使其切换到马达工况,轿厢1靠自重产生压力驱动,带动二次元件5工作,最终带动 电动机6和二次元件5同轴转动,此时,利用变频器7减小电动机6的输入频率f。

　　因为有:

　　式中:n₀为电动机的同步转速;

　　n为电动机转子的速度;

　　f为输入电流的频率;

　　P为旋转磁场的磁极对数;

　　S为电动机的转差率。

　　所以,其同步转速n₀也相应减少,使得n>n₀,也即,电动机6转子的速度超过了定子旋转磁场的转速,电动机6工作在第二象限,变成了发电机,向变频器7回馈电能,并最终经由回馈单元逆变成和输入电网同频率、同相位的电能回馈到电网^[6]。