راه حل اندازه گیری بازخورد انرژی آسانسور

آسانسورها بارهای انرژی پتانسیل معمولی هستند. تحت سه شرایط کاری خاص زیر، ماشین کششی آسانسور (موتور) از حالت مصرف برق به حالت ژنراتور تبدیل می شود و انرژی الکتریکی احیا کننده تولید می کند.

• سفر رو به پایین با بار سنگین: وزن خودرو از وزنه تعادل فراتر می رود، گرانش خودرو را به سمت پایین می کشد و موتور برای چرخش و تولید نیرو به حرکت در می آید.
• سفر به سمت بالا با بار سبک/بار خالی: وزنه تعادل نسبت به خودرو سنگین‌تر است و خودرو را به سمت بالا می‌کشد و موتور نیز به طور مشابه به سمت معکوس هدایت می‌شود تا نیرو تولید کند.
• ترمز کاهش سرعت: آسانسور تا زمانی که قبل از رسیدن به طبقه هدف متوقف می شود، سرعت خود را کاهش می دهد و انرژی جنبشی مکانیکی عظیمی را آزاد می کند.

شکل 1: نمودار شماتیک شرایط تولید آسانسور

بر اساس فرکانس استفاده از آسانسور، افزودن یک دستگاه بازخورد انرژی منجر به نرخ متوسط صرفه جویی در انرژی 30 درصد در هر آسانسور می شود که پیک ها به بیش از 40 درصد می رسد که برای بهره وری انرژی در ساختمان های مدرن با حجم آسانسور بالا از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.

I. اصل بازیابی انرژی

در آسانسورهای معمولی بدون تغییر، انرژی الکتریکی تولید شده باعث افزایش ولتاژ باس DC مبدل فرکانس می شود. سیستم فقط می تواند این انرژی را به صورت گرما از طریق یک مقاومت ترمز پخش کند، که نه تنها انرژی مصرف می کند، بلکه دمای اتاق ماشین را نیز افزایش می دهد و بر عملکرد تجهیزات تاثیر می گذارد، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است.

پس از افزودن دستگاه بازخورد انرژی، بازیابی انرژی عمدتاً شامل مراحل زیر است:

• جذب انرژی: برق AC تولید شده توسط آسانسور ابتدا توسط مبدل فرکانس به برق DC یکسو شده و در خازن مدار DC ذخیره می شود.
• وارونگی هوشمند: هنگامی که ولتاژ باس DC از آستانه تعیین شده فراتر می رود، دستگاه بازخورد انرژی (اجزای اصلی شامل اینورتر پل کامل IGBT و ریزپردازنده DSP) قبل از مقاومت ترمز فعال می شود و DC را به برق متناوب سه فاز با فرکانس، فاز و ولتاژ مشابه شبکه ولتاژ پایین تبدیل می کند.
• تصفیه و بازخورد: جریان خروجی معکوس از طریق اجزایی مانند راکتورهای فیلتر تصفیه می شود تا آلودگی هارمونیک از بین برود قبل از اینکه به طور ایمن به شبکه برق AC ساختمان بازگردانده شود.

شکل 2: نمودار شماتیک بازیافت انرژی آسانسور

II. الزامات استاندارد مربوطه

استاندارد ملی اختصاص داده شده به فناوری بازخورد انرژی آسانسور با هدف تنظیم الزامات فنی، روش‌های آزمایش و عملکرد ایمنی است. این برای آسانسورهای با فرکانس متغیر با سرعت کنترل شده با یکسوسازی غیرقابل کنترل متصل به سیستم‌های TN-S با ولتاژ نامی 400 ولت AC و کمتر اعمال می‌شود. استاندارد شاخص های عملکرد دقیق را مشخص می کند:

• درجه بندی کارایی: بر اساس بار به سه سطح تقسیم می شود. راندمان ≥85% در 25% بار، ≥90% در بار 50% و ≥95% در 100% بار.
• کیفیت توان (محدودیت های هارمونیک): مجموع اعوجاج هارمونیک (THDi) جریان فیدبک نباید از 5% تجاوز کند، با محدودیت های صریح برای محتوای هارمونیک فرد و زوج.
• ضریب قدرت: زمانی که توان خروجی برابر با 50 درصد توان نامی باشد، کمتر از 0.90 نباشد.
• ایمنی و حفاظت: این دستگاه باید دارای حفاظت جامع، از جمله حفاظت ضد جزیره ای، اضافه ولتاژ، کم ولتاژ، اتصال کوتاه، مدار باز و ناهنجاری فرکانس شبکه باشد.

این استاندارد ساخت سکوی آزمایشی، شرایط آزمایش و روش‌های اندازه‌گیری را مشخص می‌کند، مانند استفاده از کنتورهای انرژی دو جهته با دقت بالا برای اندازه‌گیری همزمان در سمت DC (ورودی) و سمت AC (خروجی) برای محاسبه بازده تبدیل.

III. طرح انتخاب اندازه گیری بازخورد انرژی آسانسور

در پروژه های اصلاح واقعی، کنتورها باید در هر دو طرف AC و DC مستقر شوند تا کارایی و کیفیت توان را تأیید کنند.

سمت متصل به شبکه AC (مصرف انرژی آماری و حجم بازخورد)

• کاربرد: کابینت توزیع برق آسانسور 3 فاز ورودی 380 ولت یا شبکه بازخورد نقطه اتصال.
• هدف: برای ارزیابی سود جامع صرفه جویی در مصرف انرژی، کل مصرف از شبکه و انرژی احیا کننده برگشتی به شبکه را محاسبه کنید.

طرح شبکه سیمی (استاندارد مهندسی):

مدل پیشنهادی: DTSD1352 کنتور انرژی ریلی سه فاز .

ویژگی ها: پشتیبانی از اندازه گیری دو طرفه چهار سیمه سه فاز، کلاس 0.5S، جفت شده با ترانسفورماتورهای جریان تقسیم هسته خارجی (CT)، ایده آل برای مقاوم سازی دسته ای در آسانسورهای مسکونی یا تجاری جدید.

شکل 3: انرژی سنج ریلی AC سه فاز DTSD1352

طرح اینترنت اشیا بی سیم (برای کابل کشی دشوار):

مدل پیشنهادی: ADW300 انرژی سنج بی سیم IoT سری .

ویژگی ها: ماژول های اختیاری 4G/WiFi، پشتیبانی بومی برای انتقال شفاف دو طرفه TCP. داده ها مستقیماً روی پلت فرم بارگذاری می شوند، مناسب برای مناطق مسکونی قدیمی یا آسانسورهای پراکنده.

شکل 4: انرژی سنج سه فاز AC IoT ADW300

سمت گذرگاه بازخورد DC (سنجش اندازه گیری DC احیاکننده دقیق)

• کاربرد: سمت باس DC در داخل دستگاه بازخورد انرژی (به عنوان مثال، باس DC540V/750V).
• هدف: راندمان مبدل را به طور مستقل اندازه گیری کنید یا در صورت جفت شدن با سیستم های ذخیره انرژی آسانسور (ابر خازن ها/باتری های لیتیومی)، فرآیند شارژ/دشارژ احیا کننده DC را دقیقا اندازه گیری کنید.

مدل پیشنهادی: DJSF1352-RN کنتور انرژی ریلی DC دو طرفه .

ویژگی ها: پوشش ولتاژ DC 0-1000V، پشتیبانی از شنت های 75mV یا سنسورهای هال 0-20mA/0-5V/0-10V، قابلیت ورودی DC دوگانه، دقت 0.5 یا 1 کلاس.

شکل 5: DJSF1352-RN انرژی سنج DC و سنسور هال

طرح اکتساب داده

مدل های پیشنهادی: ANet-1E2SM-4G یا AWT100-4G .

ویژگی ها: دستیابی پایین دستی دستگاه های میدانی از طریق RS485 با استفاده از پروتکل های استاندارد (مانند Modbus-RTU)، ارتباطات بی سیم بالادستی از طریق 4G/WiFi یا اترنت، نصب ریل.

شکل 6: طرح اکتساب داده ANet-1E2SM-4G و AWT100-4G

IV. راه حل سیستم مدیریت بازخورد انرژی آسانسور

پلت فرم انرژی IoT یک پلت فرم ابری SaaS است که به طور مستقل توسعه یافته است که از دسترسی چند پروتکلی و دسترسی چند ترمینال پشتیبانی می کند، ارائه نظارت بر انرژی، تجزیه و تحلیل کارایی، تجزیه و تحلیل کیفیت توان، مدیریت هشدار و تولید گزارش، دستیابی به مدیریت بصری از راه دور و تجزیه و تحلیل هوشمند بازخورد انرژی آسانسور. کاربران می توانند پس از نصب، با اسکن یک کد QR از طریق یک برنامه، با استفاده از پایانه های وب موبایل یا رایانه شخصی برای دریافت خدمات داده مورد نیاز، اشکال زدایی داده را تکمیل کنند. اطلاعات بیشتر در دسترس است پلتفرم ابری انرژی اینترنت اشیا .

شکل 7: پلتفرم ابر انرژی اینترنت اشیا

جدول انتخاب تجهیزات بازخورد انرژی آسانسور

تصویر محصول	نام	مدل	تابع	کاربرد
	سه فاز کنتور انرژی AC	DTSD352	سه فاز current, voltage, time-of-use energy, positive/negative energy statistics, multi-rate settings, precision 0.5S, RS485 interface.	ورودی یا نقطه بازخورد توزیع آسانسور
	متر چند منظوره	ADW300	سه فاز electrical parameters, time-of-use energy, split-core CT, hot-swappable, RS485, 4G wireless. Precision 0.5S class.	ورودی یا نقطه بازخورد توزیع آسانسور
	متر انرژی DC	DJSF1352-RN	ولتاژ DC، جریان، توان، انرژی مثبت/منفی، پشتیبانی از سنسور هال.	خروجی DC مبدل آسانسور
	سنسور هال	AHKC-EKA	اندازه گیری جریان DC 0-(5-500)A، خروجی DC 4-20mA.	مطابق با انرژی DC
	دروازه هوشمند	ANet-2E4SM	لینوکس جاسازی شده، پشتیبانی از سوکت شبکه، فشرده سازی داده، امنیت AES/MD5، پشتیبانی از پروتکل: Modbus، ModbusTCP، DL/T645، 101، 103، 104.	قابل تطبیق با Acrel-EIOT یا پلتفرم های شخص ثالث
	روتر بی سیم	AWT100-4G	اکتساب داده و 4G uplink، انتقال شفاف.	قابل تطبیق با Acrel-EIOT یا پلتفرم های شخص ثالث
	پلتفرم ابری انرژی اینترنت اشیا	Acrel-EIOT	این ویژگی دارای عملکردهایی مانند جمع آوری داده ها، تجزیه و تحلیل داده ها، هشدار خطا، گزارش داده ها و مدیریت دارایی تجهیزات است. از اسکن کد QR مبتنی بر APP برای راه اندازی پشتیبانی می کند، که اساساً می تواند به عملیات بدون راه اندازی دست یابد.	گزینه های استقرار شامل استقرار ابر خصوصی، استقرار ابر عمومی و خدمات میزبانی داده است.