曳引式電梯節能檢測方法及裝置

早在2009 年，我國浙江省就發布了關于電梯能源效率的評價技術規范，在該標準中明確了電梯能源效率的檢測方法和對能源效率的評價方法，即噸·千米法。此方法是在電梯一定的工作時間內，從電網輸入的電能與電梯在規定的工作周期內，轎廂完成運送載荷的運輸量的比值就能準確評價、確定測試電梯具有的能源效率，測試的過程中要將電梯在空載狀態、百分之二十五載荷狀態、百分之五十載荷狀態、百分之七十五載荷狀態以及載荷狀態下分別進行，電梯要分別啟動和停止十次，測試的過程中工作人員還要注意平衡系數對測試結果造成的影響。這種測試方法的優勢是能夠對電梯的實際工作條件進行模擬，但是測試過程較為繁瑣，并且電梯測試的過程中需要具有各種狀態的載荷，整個測試過程耗時較長。
針對上文中提到測試方法具有的缺點，本文提出了測試過程簡捷、測試結果準確的曳引式電梯節能檢測評價方法，這種方法不用考慮電梯的拖動方式、安裝方法以及平衡系數對檢測結果造成的影響。測試過程中只需要目標電梯在當前的安裝工藝和使用條件下，在正常的平衡系數下，使用相應的測試方法進行檢測和評價。
檢測完成后發現，即使是一個生產廠家產出的電梯，在技術性能相同，額定載重不同的情況下，其實際能效等級卻存在較大的區別。這是為什么呢？沒有安裝使用過的同種電梯，使用一樣的測試方法進行檢測，其能源效率一樣，但經過安裝使用之后，尤其是使用年限較高的電梯，會受到安裝方法、使用環境以及平衡系數等多因素的綜合影響，再加上電梯的使用頻率高，運行環境復雜，長此以往電梯的能源效率就會發生各種變化，因此，檢測結果存在較大的區別。
一、曳引式電梯能源效率的檢測和評價方法
（一）空載檢測法的主要原理
根據力學原理和動能定理可以得知，曳引式電梯耗電高的運行狀態為空載下行和滿載上行，耗電低的運行狀態為空載上行和滿載下行，對曳引式電梯能源效率的檢測要選擇能耗高的狀態，因此，本文對空載下行電梯的能源效率進行檢測。對于由于平衡系數的減小導致的空載下行能耗降低的情況，采用空載上行能耗來補償。由于電梯滿載上行的運行狀態和空載下行的運行狀態所耗電量較為接近，本次研究沒有對滿載上行的電梯能源效率進行檢測，這也能忽略平衡系數對檢測結果的影響，提升檢測過程的可操作性。在選擇好曳引式電梯節能檢測方法之后，就需要對測試行程進行確定，我們都知道能耗同功率和時間有一定的關系，而功率同載重有關系，時間決定了電梯的運行行程。因此，電梯在相同的運行速度和載重狀態下運行，通過檢測電梯的實際行程就能對曳引式電梯進行有效的能源效率評價。對全國各地電梯的運行情況進行調查分析，終發現建筑物電梯的額定速度同建筑物的高度有一定的聯系，如果樓層的高度少于六層，那電梯的額定速度通常低于1 m/s，其中電梯的額定速度同建筑物樓層的高度具有如下關系。

表一建筑樓層與額定速度關系
當前建筑物一層的高度通常為三米左右，結合上表就能確定電梯在各額定速度下的具體行程，具體關系見下表二。

表2 運行行程與額定速度的關系
（二）空載檢測法的測試方法
下面將對空載檢測法的實際測試方法進行簡要敘述：
，檢測人員首先要將電源斷開，再把功率計算裝置（或者電能質量分析裝置）同主電源的所有連接點的每一相相連接，見下圖一。

圖一 接線圖
第二，連接完成后再對功率計算裝置進行調試。
第三，閉合電梯電源開關，將電梯運行到層之后開始檢測，曳引式電梯在空載的狀態下運行到樓層頂部后，再返回到樓層層完成檢測，工作人員要對電梯的實際能耗進行記錄，這個檢測過程中必須保證曳引式電梯的運行不能受到外界環境的影響。
第四，重復上述過程三次，再對終測試結果取平均值就是電梯的終能耗，記為W1，電梯的運行行程記為H1。
第五，為了保證整個測試過程的一致性，運行行程不滿足上文表二的電梯，工作人員需要對電梯進行修正，其中要根據下列公式進行修正。
W=W1+(W1 － W2)×(H0 － H1)/(H1 － H2)
二、對電梯能源效率檢測裝置的簡要分析
電梯的能源效率檢測裝置的工作機理和結構圖見下圖二、三。

圖二 能源效率檢測裝置工作機理

圖三 電梯能效檢測裝置結構
上圖二為電梯能源效率檢測裝置的實際工作機理，該裝置通過三個電流傳感裝置獲取電流信號，電流傳感裝置對主電路中電流的變化進行檢測，再將變化情況通過電信號的方式傳遞給主控制裝置，電壓信號通過三個電壓鉗同主開關位置獲得，再經過調理電路后傳遞給主控制裝置。電能計量模塊對主控制裝置接受的電流信號和電壓信號以及相應的相位關系進行綜合計算。測量模式模塊對本次測量模式進行設定后啟動檢測，電梯按照設定模式運行相應周期后，啟動智能計算模塊進行能耗計算分析電梯的平均能耗值和單次能耗值。檢測人員后將電梯的實際運行行程輸入之后，再結合能效等級計算模塊進行對電梯的實際能源效率等級做出準確的評價，終再通過人機交互模塊將檢測結果顯示出來。
上圖三為電梯能源效率檢測裝置的基本結構，其是由主控CPU、電流傳感裝置、電壓傳感裝置、人機交互接口以及儲存裝置等構成。電能計量模塊能夠對電梯在一定行程內的實際電量消耗進行測量，模式設定模塊能夠對單次測量和多次測量進行轉換。
三、總結語
電梯為人們的出行提供了巨大的方便，人們的日常生活離不開對電梯的使用。研究人員必須對電梯節能檢測方法給予足夠的重視，加大對相關方法和裝置的研究力度，只有這樣才能有效降低電梯運行能耗，為人們日常生活提供便利。