Řešení měření zpětné vazby energie výtahu

Výtahy jsou typické potenciální energetické zátěže. Za následujících tří specifických pracovních podmínek se trakční stroj (motnebo) výtahu transformuje ze stavu spotřebovávajícího energii do stavu generátoru, přičemž produkuje regenerativní elektrickou energii.

• Pojezd pro velké zatížení směrem dolů: Hmotnost vozu převyšuje protizávaží, gravitace táhne vůz dolů a motor je poháněn tak, aby se otáčel a generoval energii.
• Lehké zatížení/Prázdné zatížení nahoru: Protizávaží je těžší než auto, táhne auto nahoru a motor je podobně poháněn zpětně, aby generoval energii.
• Zpomalovací brzdění: Výtah zpomaluje, dokud se nezastaví před dosažením cílové podlahy, přičemž uvolňuje masivní mechanickou kinetickou energii.

Obrázek 1: Schematický diagram podmínek generování výtahu

Na základě frekvence používání výtahu má přidání zařízení energetické zpětné vazby za následek průměrnou míru úspory energie 30 % na výtah, přičemž špičky dosahují více než 40 %, což je velmi důležité pro energetickou účinnost v moderních budovách s vysokými objemy výtahů.

I. Princip získávání energie

U konvenčních výtahů bez úprav způsobuje generovaná elektrická energie nárůst napětí stejnosměrné sběrnice frekvenčního měniče. Systém může tuto energii odvádět pouze jako teplo přes brzdný odpor, který nejen spotřebovává energii, ale také zvyšuje teplotu strojovny, což má dopad na provoz zařízení, jak je znázorněno na obrázku 2.

Po přidání zařízení pro zpětnou vazbu energie se rekuperace energie skládá hlavně z následujících kroků:

• Zachycování energie: Střídavá energie generovaná výtahem je nejprve usměrněna na stejnosměrnou energii frekvenčním měničem a uložena v kondenzátoru stejnosměrného obvodu.
• Inteligentní inverze: Když napětí stejnosměrné sběrnice překročí nastavenou prahovou hodnotu, aktivuje se zařízení se zpětnou vazbou (jádro IGBT full-bridge invertor a DSP mikroprocesor) před brzdným odporem a převede stejnosměrný proud na třífázový střídavý proud se stejnou frekvencí, fází a napětím jako nízkonapěťová síť.
• Čištění a zpětná vazba: Invertovaný výstupní proud je čištěn přes komponenty, jako jsou filtrační reaktory, aby se eliminovalo harmonické znečištění, než je bezpečně odeslán zpět do střídavého napájení budovy.

Obrázek 2: Schéma rekuperace energie výtahu

II. Příslušné standardní požadavky

Národní norma věnovaná technologii zpětné vazby energie výtahu má za cíl regulovat technické požadavky, zkušební metody a bezpečnostní výkon. Platí pro frekvenčně řízené výtahy s neovladatelným usměrněním připojené k systémům TN-S se jmenovitým napětím AC 400V a nižším. Norma specifikuje přísné ukazatele výkonu:

• Hodnocení účinnosti: Rozděleno do tří úrovní podle zatížení; účinnost ≥85 % při 25% zatížení, ≥90% při 50% zatížení a ≥95% při 100% zatížení.
• Kvalita energie (harmonické limity): Celkové harmonické zkreslení (THDi) zpětnovazebního proudu nesmí překročit 5 %, s explicitními limity pro liché a sudé harmonické obsahy.
• Účiník: Ne méně než 0,90, když se výstupní výkon rovná 50 % jmenovitého výkonu.
• Bezpečnost a ochrana: Zařízení musí mít komplexní ochranu, včetně ochrany proti ostrovnímu přepětí, přepětí, podpětí, zkratu, otevřeného obvodu a anomálií síťové frekvence.

Norma specifikuje konstrukci testovací platformy, testovací podmínky a metody měření, jako je použití vysoce přesných obousměrných elektroměrů pro synchronní měření na straně DC (vstup) a AC straně (výstup) pro výpočet účinnosti konverze.

III. Schéma výběru měření zpětné vazby energie výtahu

Ve skutečných modifikačních projektech musí být měřiče nasazeny na AC i DC straně, aby se ověřila účinnost a kvalita elektrické energie.

Strana připojená k AC síti (statistická spotřeba energie a objem zpětné vazby)

• Aplikace: Rozvodná skříň výtahu 3-fázový vstup 380 V nebo bod zpětného připojení k síti.
• Účel: Vypočítejte celkovou spotřebu ze sítě a regenerativní energii přiváděnou zpět do sítě, abyste mohli posoudit komplexní zisky z úspor energie.

Schéma kabelové sítě (technický standard):

Doporučený model: DTSD1352 Třífázový měřič energie na kolejích .

Vlastnosti: Podporuje třífázové čtyřvodičové čtyřkvadrantové obousměrné měření třídy 0,5S, spárované s externími transformátory proudu s děleným jádrem (CT), ideální pro dávkovou modernizaci nových obytných nebo komerčních výtahů.

Obrázek 3: Třífázový měřič energie na střídavý proud DTSD1352

Bezdrátové schéma IoT (pro obtížnou kabeláž):

Doporučený model: ADW300 série bezdrátových měřičů energie IoT .

Vlastnosti: Volitelné moduly 4G/WiFi, nativní podpora pro obousměrný transparentní přenos TCP. Nahrávání dat přímo na platformu, vhodné pro staré obytné oblasti nebo rozptýlené výtahy.

Obrázek 4: Měřič energie ADW300 Třífázový AC IoT

Strana sběrnice DC Feedback (přesné regenerativní DC měření)

• Aplikace: Strana DC sběrnice uvnitř zařízení energetické zpětné vazby (např. DC540V/750V sběrnice).
• Účel: Měřte účinnost měniče nezávisle nebo ve spojení se systémy ukládání energie výtahu (superkondenzátory/lithiové baterie) přesně měřte stejnosměrný regenerativní proces nabíjení/vybíjení.

Doporučený model: DJSF1352-RN Obousměrný měřič energie na DC kolejnici .

Vlastnosti: Napěťové pokrytí DC 0-1000V, podporuje 75mV bočníky nebo 0-20mA/0-5V/0-10V Hallovy senzory, schopné duálního DC vstupu, přesnost 0,5 nebo 1 třídy.

Obrázek 5: Elektroměr DJSF1352-RN DC a Hallův senzor

Schéma získávání dat

Doporučené modely: Anet-1E2SM-4G or AWT100-4G .

Vlastnosti: Získávání zařízení v terénu přes RS485 pomocí standardních protokolů (např. Modbus-RTU), bezdrátová komunikace proti proudu přes 4G/WiFi nebo Ethernet, montáž na lištu.

Obrázek 6: Schéma sběru dat Anet-1E2SM-4G a AWT100-4G

IV. Řešení systému řízení energetické zpětné vazby výtahu

Energetická platforma IoT je nezávisle vyvinutá cloudová platforma SaaS, která podporuje víceprotokolový přístup a víceterminálový přístup, poskytuje monitorování energie, analýzu účinnosti, analýzu kvality napájení, správu alarmů a generování zpráv, umožňuje vzdálenou vizuální správu a inteligentní analýzu energetické zpětné vazby výtahu. Uživatelé mohou dokončit ladění dat naskenováním QR kódu prostřednictvím aplikace po instalaci, pomocí mobilních nebo PC WEB terminálů k získání požadovaných datových služeb. Více informací je k dispozici na Cloudová platforma Energy IoT .

Obrázek 7: Platforma IoT Energy Cloud

Tabulka pro výběr zařízení energetické zpětné vazby pro výtah

Obrázek produktu	Jméno	Model	Funkce	Aplikace
	Třífázový Měřič střídavého proudu	DTSD352	Třífázový current, voltage, time-of-use energy, positive/negative energy statistics, multi-rate settings, precision 0.5S, RS485 interface.	Vstupní nebo zpětnovazební bod distribuce výtahu
	Multifunkční měřič	ADW300	Třífázový electrical parameters, time-of-use energy, split-core CT, hot-swappable, RS485, 4G wireless. Precision 0.5S class.	Vstupní nebo zpětnovazební bod distribuce výtahu
	Měřič stejnosměrné energie	DJSF1352-RN	DC napětí, proud, výkon, kladná/záporná energie, podpora Hallova senzoru.	DC výstup měniče výtahu
	Hallův senzor	AHKC-EKA	Měření proudu DC 0-(5-500)A, výstup DC 4-20mA.	Odpovídající měřič stejnosměrné energie
	Inteligentní brána	Anet-2E4SM	Embedded Linux, podpora síťových zásuvek, komprese dat, zabezpečení AES/MD5, podpora protokolů: Modbus, ModbusTCP, DL/T645, 101, 103, 104.	Přizpůsobitelné pro platformy Acrel-EIOT nebo třetích stran
	Bezdrátový router	AWT100-4G	Sběr dat a 4G uplink, transparentní přenos.	Přizpůsobitelné pro platformy Acrel-EIOT nebo třetích stran
	Cloudová platforma Energy IoT	Acrel-EIOT	Obsahuje funkce, jako je sběr dat, analýza dat, varování před chybami, hlášení dat a správa zařízení. Podporuje skenování QR kódů založené na APP pro uvedení do provozu, což může v zásadě dosáhnout provozu bez uvedení do provozu.	Možnosti nasazení zahrnují nasazení privátního cloudu, nasazení veřejného cloudu a služby hostování dat.