Riešenie merania spätnej väzby energie výťahu

Výťahy sú typické potenciálne energetické záťaže. Za nasledujúcich troch špecifických pracovných podmienok sa trakčný stroj (motalebo) výťahu transformuje zo stavu spotreby energie do stavu generátora, pričom produkuje regeneratívnu elektrickú energiu.

• Zjazd nadol pri vysokom zaťažení: Hmotnosť auta presahuje protizávažie, gravitácia ťahá auto nadol a motor je poháňaný tak, aby sa otáčal a generoval energiu.
• Pohyb nahor s miernym zaťažením/prázdnym nákladom: Protizávažie je ťažšie ako auto, ťahá auto nahor a motor je podobne poháňaný spiatočkou, aby generoval energiu.
• Deceleračné brzdenie: Výťah spomaľuje, kým sa nezastaví pred dosiahnutím cieľovej podlahy, pričom uvoľňuje masívnu mechanickú kinetickú energiu.

Obrázok 1: Schematický diagram podmienok generovania výťahu

Na základe frekvencie používania výťahu má pridanie zariadenia so spätnou väzbou za následok priemernú mieru úspory energie 30 % na výťah, pričom špičky dosahujú viac ako 40 %, čo má veľký význam pre energetickú účinnosť v moderných budovách s vysokými objemami výťahov.

I. Princíp obnovy energie

V konvenčných výťahoch bez úprav spôsobuje generovaná elektrická energia zvýšenie napätia jednosmernej zbernice frekvenčného meniča. Systém môže túto energiu rozptýliť iba ako teplo cez brzdový odpor, ktorý nielen spotrebúva energiu, ale aj zvyšuje teplotu v strojovni, čo má vplyv na prevádzku zariadenia, ako je znázornené na obrázku 2.

Po pridaní zariadenia so spätnou väzbou energie pozostáva rekuperácia energie hlavne z nasledujúcich krokov:

• Zachytávanie energie: Striedavá energia generovaná výťahom je najprv usmernená na jednosmernú energiu frekvenčným meničom a uložená v kondenzátore obvodu jednosmerného prúdu.
• Inteligentná inverzia: Keď napätie jednosmernej zbernice prekročí nastavenú prahovú hodnotu, zariadenie so spätnou väzbou energie (jadrové komponenty zahŕňajú menič IGBT s úplným mostíkom a mikroprocesor DSP) sa aktivuje pred brzdným odporom a premení jednosmerný prúd na trojfázový striedavý prúd s rovnakou frekvenciou, fázou a napätím ako nízkonapäťová sieť.
• Čistenie a spätná väzba: Invertovaný výstupný prúd sa čistí prostredníctvom komponentov, ako sú filtračné reaktory, aby sa eliminovalo harmonické znečistenie predtým, ako je bezpečne odoslaný späť do siete striedavého prúdu budovy.

Obrázok 2: Schéma rekuperácie energie výťahu

II. Príslušné štandardné požiadavky

Cieľom národnej normy venovanej technológii spätnej väzby energie výťahu je regulovať technické požiadavky, skúšobné metódy a bezpečnostný výkon. Vzťahuje sa na frekvenčne riadené výťahy s nekontrolovateľným usmernením pripojené k systémom TN-S s menovitým napätím AC 400V a nižším. Norma špecifikuje prísne ukazovatele výkonnosti:

• Hodnotenie účinnosti: Rozdelené do troch úrovní na základe zaťaženia; účinnosť ≥ 85 % pri 25 % zaťažení, ≥ 90 % pri 50 % zaťažení a ≥ 95 % pri 100 % zaťažení.
• Kvalita energie (harmonické limity): Celkové harmonické skreslenie (THDi) spätnoväzbového prúdu nesmie prekročiť 5 %, s explicitnými limitmi pre nepárne a párne harmonické obsahy.
• Faktor výkonu: Nie menej ako 0,90, keď sa výstupný výkon rovná 50 % menovitého výkonu.
• Bezpečnosť a ochrana: Zariadenie musí mať komplexnú ochranu vrátane ochrany proti ostrovčekom, prepätiu, podpätiu, skratu, otvorenému okruhu a anomáliám sieťovej frekvencie.

Norma špecifikuje konštrukciu testovacej platformy, testovacie podmienky a metódy merania, ako je použitie vysoko presných obojsmerných elektromerov na synchrónne meranie na strane DC (vstup) a AC strane (výstup) na výpočet účinnosti konverzie.

III. Schéma výberu merania spätnej väzby energie výťahu

V skutočných projektoch modifikácie musia byť merače nasadené na AC aj DC strane, aby sa overila účinnosť a kvalita elektrickej energie.

Strana pripojená k sieti AC (štatistická spotreba energie a objem spätnej väzby)

• Aplikácia: Rozvodná skriňa výťahu 3-fázový vstup 380 V alebo spätnoväzbové pripojenie k sieti.
• Účel: Vypočítajte celkovú spotrebu zo siete a regeneračnú energiu privádzanú späť do siete, aby ste mohli posúdiť komplexné zisky z úspor energie.

Schéma káblovej siete (technický štandard):

Odporúčaný model: DTSD1352 Trojfázový železničný elektromer .

Vlastnosti: Podporuje trojfázové štvorvodičové štvorkvadrantové obojsmerné meranie triedy 0,5S, spárované s externými transformátormi prúdu s deleným jadrom (CT), ideálne pre dávkovú dodatočnú montáž v nových obytných alebo komerčných výťahoch.

Obrázok 3: DTSD1352 Trojfázový merač energie na striedačku

Bezdrôtová schéma IoT (pre náročnú kabeláž):

Odporúčaný model: ADW300 série bezdrôtového merača energie IoT .

Vlastnosti: Voliteľné moduly 4G/WiFi, natívna podpora obojsmerného transparentného prenosu TCP. Nahrávanie dát priamo na platformu, vhodné pre staré obytné štvrte alebo roztrúsené výťahy.

Obrázok 4: Trojfázový merač energie AC IoT ADW300

Strana zbernice DC Feedback (Presné regeneratívne DC meranie)

• Aplikácia: Strana zbernice jednosmerného prúdu vnútri zariadenia so spätnou väzbou energie (napr. zbernica DC540V/750V).
• Účel: Merajte účinnosť meniča nezávisle alebo v spojení so systémami skladovania energie vo výťahoch (superkondenzátory/lítiové batérie) presne merajte proces regeneratívneho nabíjania/vybíjania jednosmerným prúdom.

Odporúčaný model: DJSF1352-RN Obojsmerný merač energie na DC koľajnici .

Vlastnosti: Napäťové pokrytie DC 0-1000V, podporuje 75mV bočníky alebo 0-20mA/0-5V/0-10V Hallove senzory, schopné duálneho DC vstupu, presnosť 0,5 alebo 1 trieda.

Obrázok 5: Elektromer DJSF1352-RN DC a Hallov senzor

Schéma získavania údajov

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

Vlastnosti: Downstream získavanie poľných zariadení cez RS485 pomocou štandardných protokolov (napr. Modbus-RTU), upstream bezdrôtová komunikácia cez 4G/WiFi alebo Ethernet, montáž na koľajnicu.

Obrázok 6: Schéma zberu dát Anet-1E2SM-4G a AWT100-4G

IV. Riešenie systému riadenia spätnej väzby energie výťahu

Energetická platforma internetu vecí je nezávisle vyvinutá cloudová platforma SaaS, ktorá podporuje viacprotokolový prístup a prístup k viacerým terminálom, poskytuje monitorovanie energie, analýzu účinnosti, analýzu kvality napájania, správu alarmov a generovanie správ, čím sa dosahuje vzdialená vizuálna správa a inteligentná analýza spätnej väzby energie výťahu. Používatelia môžu dokončiť ladenie dát naskenovaním QR kódu cez aplikáciu po inštalácii, pričom využívajú mobilné alebo PC WEB terminály na získanie požadovaných dátových služieb. Viac informácií je k dispozícii na Cloudová platforma Energy IoT .

Obrázok 7: Platforma IoT Energy Cloud

Tabuľka výberu vybavenia energetickej spätnej väzby pre výťah

Obrázok produktu	Meno	Model	Funkcia	Aplikácia
	Trojfázový Merač striedavého prúdu	DTSD352	Trojfázový current, voltage, time-of-use energy, positive/negative energy statistics, multi-rate settings, precision 0.5S, RS485 interface.	Vstupný alebo spätnoväzbový bod distribúcie výťahu
	Multifunkčný merač	ADW300	Trojfázový electrical parameters, time-of-use energy, split-core CT, hot-swappable, RS485, 4G wireless. Precision 0.5S class.	Vstupný alebo spätnoväzbový bod distribúcie výťahu
	Merač jednosmernej energie	DJSF1352-RN	Jednosmerné napätie, prúd, výkon, kladná/záporná energia, podpora Hallovho senzora.	Jednosmerný výstup meniča výťahu
	Hallov senzor	AHKC-EKA	Meranie prúdu DC 0-(5-500)A, výstup DC 4-20mA.	Zodpovedajúci merač jednosmernej energie
	Inteligentná brána	Anet-2E4SM	Embedded Linux, podpora sieťových zásuviek, kompresia dát, zabezpečenie AES/MD5, podpora protokolov: Modbus, ModbusTCP, DL/T645, 101, 103, 104.	Prispôsobiteľné pre platformy Acrel-EIOT alebo tretích strán
	Bezdrôtový smerovač	AWT100-4G	Zber dát a 4G uplink, transparentný prenos.	Prispôsobiteľné pre platformy Acrel-EIOT alebo tretích strán
	Cloudová platforma Energy IoT	Acrel-EIOT	Obsahuje funkcie, ako je zber údajov, analýza údajov, varovanie pred chybami, hlásenie údajov a správa zariadení. Podporuje skenovanie QR kódu na základe aplikácie APP na uvedenie do prevádzky, čo môže v zásade dosiahnuť prevádzku bez uvedenia do prevádzky.	Možnosti nasadenia zahŕňajú nasadenie súkromného cloudu, nasadenie verejného cloudu a služby hostenia údajov.