Решение для измерения обратной связи по энергии лифта

Лифты являются типичными потенциальными энергетическими нагрузками. При следующих трех конкретных рабочих условиях тяговая машина (двигатель) лифта переходит из состояния энергопотребления в состояние генератора, производя регенеративную электрическую энергию.

• Перемещение тяжелых грузов вниз: Вес автомобиля превышает вес противовеса, сила тяжести тянет автомобиль вниз, а двигатель вращается и генерирует мощность.
• Движение вверх с легкой/пустой нагрузкой: Противовес тяжелее автомобиля и тянет автомобиль вверх, а двигатель аналогичным образом вращается задним ходом для выработки мощности.
• Торможение замедлением: Лифт замедляется до тех пор, пока не остановится, не достигнув целевого этажа, высвобождая огромную механическую кинетическую энергию.

Рисунок 1: Принципиальная схема условий генерации лифта.

В зависимости от частоты использования лифта добавление устройства обратной связи по энергии приводит к тому, что средний уровень экономии энергии на каждый лифт составляет 30 %, а пиковые нагрузки достигают более 40 %, что имеет большое значение для энергоэффективности в современных зданиях с большим объемом лифтов.

I. Принцип рекуперации энергии

В обычных лифтах без модификаций генерируемая электрическая энергия вызывает повышение напряжения на шине постоянного тока преобразователя частоты. Система может рассеивать эту энергию в виде тепла только через тормозной резистор, который не только потребляет энергию, но и повышает температуру в машинном помещении, влияя на работу оборудования, как показано на рисунке 2.

После добавления устройства обратной связи по энергии рекуперация энергии в основном состоит из следующих этапов:

• Улавливание энергии: Мощность переменного тока, генерируемая лифтом, сначала преобразуется преобразователем частоты в мощность постоянного тока и сохраняется в конденсаторе цепи постоянного тока.
• Интеллектуальная инверсия: Когда напряжение шины постоянного тока превышает установленный порог, устройство обратной связи по энергии (основные компоненты включают полномостовой инвертор IGBT и микропроцессор DSP) активируется раньше тормозного резистора, преобразуя постоянный ток в трехфазный переменный ток с той же частотой, фазой и напряжением, что и низковольтная сеть.
• Очистка и обратная связь: Инвертированный выходной ток очищается с помощью таких компонентов, как фильтрующие реакторы, для устранения гармонических загрязнений, прежде чем безопасно отправляться обратно в сеть переменного тока здания.

Рисунок 2. Принципиальная схема рекуперации энергии в лифте.

II. Соответствующие стандартные требования

Национальный стандарт, посвященный технологии обратной связи по энергии в лифтах, направлен на регулирование технических требований, методов испытаний и показателей безопасности. Применяется к лифтам с частотно-регулируемой скоростью и неуправляемым выпрямлением, подключенным к системам TN-S с номинальным напряжением переменного тока 400 В и ниже. Стандарт определяет строгие показатели эффективности:

• Оценка эффективности: Разделен на три уровня в зависимости от нагрузки; эффективность ≥85% при нагрузке 25%, ≥90% при нагрузке 50% и ≥95% при нагрузке 100%.
• Качество электроэнергии (пределы гармоник): Суммарное гармоническое искажение (THDi) тока обратной связи не должно превышать 5 % с четкими ограничениями на содержание нечетных и четных гармоник.
• Коэффициент мощности: Не менее 0,90 при выходной мощности, равной 50 % номинальной мощности.
• Безопасность и защита: Устройство должно иметь комплексную защиту, включая защиту от изолирования, повышенного и пониженного напряжения, короткого замыкания, обрыва цепи и аномалий частоты сети.

Стандарт определяет конструкцию испытательной платформы, условия тестирования и методы измерения, такие как использование высокоточных двунаправленных счетчиков энергии для синхронного измерения на стороне постоянного тока (вход) и на стороне переменного тока (выход) для расчета эффективности преобразования.

III. Схема выбора счетчиков энергии с обратной связью лифта

В реальных проектах модификации счетчики должны быть установлены как на стороне переменного, так и на стороне постоянного тока для проверки эффективности и качества электроэнергии.

Сторона, подключенная к сети переменного тока (статистическое энергопотребление и объем обратной связи)

• Применение: Шкаф распределения электропитания лифта. Трехфазный вход 380 В или точка подключения к сети обратной связи.
• Цель: Рассчитайте общее потребление энергии из сети и регенеративную энергию, возвращаемую в сеть, чтобы оценить комплексную выгоду от энергосбережения.

Схема проводной сети (Инженерный стандарт):

Рекомендуемая модель: ДЦД1352 Трехфазный железнодорожный счетчик энергии .

Особенности: Поддерживает трехфазное четырехпроводное четырехквадрантное двунаправленное измерение класса 0,5S в сочетании с внешними трансформаторами тока с разъемным сердечником (ТТ), идеально подходящими для пакетной модернизации новых жилых или коммерческих лифтов.

Рис. 3. Счетчик трехфазной сети переменного тока DTSD1352.

Схема беспроводного Интернета вещей (для сложных кабелей):

Рекомендуемая модель: ADW300 серийный беспроводной счетчик энергии IoT .

Особенности: Дополнительные модули 4G/WiFi, встроенная поддержка двунаправленной прозрачной передачи TCP. Данные загружаются непосредственно на платформу, что подходит для старых жилых районов или разрозненных лифтов.

Рис. 4. Счетчик энергии трехфазного переменного тока ADW300 для Интернета вещей.

Сторона шины обратной связи по постоянному току (точное рекуперативное измерение постоянного тока)

• Применение: Сторона шины постоянного тока внутри устройства обратной связи по энергии (например, шина постоянного тока 540 В/750 В).
• Цель: Измеряйте эффективность преобразователя самостоятельно или, в сочетании с системами хранения энергии лифта (суперконденсаторы/литиевые батареи), точно измеряйте процесс рекуперативной зарядки/разрядки постоянным током.

Рекомендуемая модель: DJSF1352-RN Двунаправленный счетчик энергии на шине постоянного тока .

Характеристики: Покрытие напряжения постоянного тока 0–1000 В, поддержка шунтов 75 мВ или датчиков Холла 0–20 мА/0–5 В/0–10 В, возможность двойного входа постоянного тока, класс точности 0,5 или 1.

Рис. 5. DJSF1352-RN Измеритель энергии постоянного тока и датчик Холла

Схема сбора данных

Рекомендуемые модели: АНет-1Э2СМ-4Г или АВТ100-4G .

Особенности: нисходящий сбор данных о полевых устройствах через RS485 с использованием стандартных протоколов (например, Modbus-RTU), восходящая беспроводная связь через 4G/WiFi или Ethernet, монтаж на рейку.

Рисунок 6: Схема сбора данных ANet-1E2SM-4G и АВТ100-4G.

IV. Решение для системы управления энергетической обратной связью лифта

Энергетическая платформа Интернета вещей — это независимо разработанная облачная платформа SaaS, поддерживающая многопротокольный доступ и доступ к нескольким терминалам, обеспечивающая мониторинг энергопотребления, анализ эффективности, анализ качества электроэнергии, управление сигнализацией и создание отчетов, обеспечивая удаленное визуальное управление и интеллектуальный анализ обратной связи по энергии лифта. Пользователи могут выполнить отладку данных, отсканировав QR-код через приложение после установки, используя мобильные или веб-терминалы ПК для получения необходимых услуг передачи данных. Дополнительную информацию можно получить по адресу Облачная платформа энергетического Интернета вещей .

Рисунок 7. Облачная платформа IoT Energy.

Таблица выбора оборудования с обратной связью по энергии лифта

Изображение продукта	Имя	Модель	Функция	Приложение
	Трехфазный Счетчик энергии переменного тока	ДЦД352	Трехфазный current, voltage, time-of-use energy, positive/negative energy statistics, multi-rate settings, precision 0.5S, RS485 interface.	Лифтовый распределительный вход или точка обратной связи
	Многофункциональный измеритель	ADW300	Трехфазный electrical parameters, time-of-use energy, split-core CT, hot-swappable, RS485, 4G wireless. Precision 0.5S class.	Лифтовый распределительный вход или точка обратной связи
	Счетчик энергии постоянного тока	DJSF1352-RN	Напряжение постоянного тока, ток, мощность, положительная/отрицательная энергия, поддержка датчика Холла.	Выход постоянного тока преобразователя лифта
	Датчик Холла	АНКЦ-ЭКА	Измерение тока постоянного тока 0–500 А, выход постоянного тока 4–20 мА.	Соответствующий счетчик энергии постоянного тока
	Умный шлюз	АНет-2Э4СМ	Встроенный Linux, поддержка сетевых сокетов, сжатие данных, безопасность AES/MD5, поддержка протоколов: Modbus, ModbusTCP, DL/T645, 101, 103, 104.	Адаптируется к Акрел-ЭИОТ или сторонним платформам.
	Беспроводной маршрутизатор	АВТ100-4G	Сбор данных и восходящая линия связи 4G, прозрачная передача.	Адаптируется к Акрел-ЭИОТ или сторонним платформам.
	Облачная платформа энергетического Интернета вещей	Acrel-EIOT	Он имеет такие функции, как сбор данных, анализ данных, предупреждение о неисправностях, отчетность по данным и управление активами оборудования. Он поддерживает сканирование QR-кода на основе приложения для ввода в эксплуатацию, что позволяет обеспечить работу без ввода в эксплуатацию.	Варианты развертывания включают развертывание в частном облаке, развертывание в общедоступном облаке и услуги хостинга данных.