机电一体化毕业设计（论文）电梯节能性能分析与探究

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1、成都纺织高等专科学校机械工程与自动化系毕业设计(论文)说明书题目名称:电梯节能性能分析与探究班 级:机电一体化技术081 层次:本科 专科学生学号: 指导老师: 学生姓名: 学生专业:机电一体化技术 成都纺织高等专科学校机械工程与自动化系2011年 5月1日 电梯节能分析与探究目录概述第一章 引言1.1国家的法律法规及行业规定1.2电梯节能的现状及电梯的发展状况1.3电梯节能应从哪些方面入手第二章 电梯在电能方面的节能2.1曳引机的组成与分类2.2电动机的组成分类及工作原理2.3电梯的曳引机的比较2.4永磁同步碟式马达2.4.1永磁同步电机马达及其工作原理2.4.2VVVF（交流变压变频调速电

2、梯）2.5照明系统第三章 电梯在空间方面的节能3.1电梯轿厢3.2门机系统3.3机房3.4井道第四章 电梯在时间方面的节能4.1电梯的电气控制系统4.2电梯的联控与群控系统4.3电梯的远程监控系统第五章 电梯节能系统的展望第六章 总结概述21世纪最重要的生存大计则是能源问题，能源是人类生存和发展的重要物质基础，是人类从事各种经济活动的原动力，也是人类社会经济发展水平的重要标志。从人类利用能源的历史中我们可以清楚地看到，每一次能源的发现与利用都把人类支配自然的能力提高到了一个新的水平，能源科学技术的每一次重大突破也都带着世界性的产业革命和经济飞跃，从而极大的推动着社会的进步、国家的发展。能源先行

3、，而能源的供应水平也标志着一个国家的发达程度。我们知道欧洲19世纪爆发工业革命，工业革命之后世界的工业技术是发生了天翻地覆的变化，但是这也是对能源的要求更加的扩大化。从我们电梯行业来说也由以前的可编程逻辑控制器（PLC）进步到了现在的单片机曳引机系统、甚至是更加先进的微电脑版控制的智能群控系统的无机房电梯。对于电梯行业的发展来说，我们国家也有着非常巨大的发展空间，根据现代社会的不断进步、以及人们生活水平的不断提高、人们对生活质量的要求也会不断提高。这就造就了我们电梯行业的必然的发展趋势。同时，从能源的发展来看，我们有19世纪的蒸汽煤时代到20世纪的石油再到21世纪的新能源，这无一不是体现的能源

4、的重要性，更深层次的意义也在于节能，而节能这一重要工程也是必须要从每行每业入手、从我们每个人做起、从身边的每件事做起，当然，我们电梯行业这一耗能“大户”来说，要想打开市场节能就迫在眉睫。本论文第一章介绍了节能方面的重要性，其中包括国家的法律法规以及电梯行业的规定、电梯的节能现状以及电梯节能应从哪些方面入手等。第二章、第三章、第四章主要介绍的事电梯在曳引电机方面的节能，其中包括了曳引电机在电能、空间、时间等方面的节能，当然，电能方面主要通过永磁电机、变频器、能量回馈、照明系统、以及井道等各个方面的节能。而空间方面主要通过厅门、机房等位置上的节约达到节能的目地。时间方面则是主要通过电梯运行时控制其

5、运行方式来达到节能，常用方式有群控等。第五章则主要是根据本文的节能方案的分析、结合实际及以后电梯的发展来对节能系统做出的展望。最后第六章则是综合对本文的一些节能措施的总结第一章 引言一、国家的法律法规及行业规定 1、充分认识节能减排工作的重要性和紧迫性 根据中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低左右，主要污染物排放总量减少的约束性指标。这是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然要求。 当前，

6、实现节能减排目标面临的形势十分严峻。去年以来，全国上下加强了节能减排工作，国务院发布了加强节能工作的决定，制定了促进节能减排的一系列政策措施，各地区、各部门相继做出了工作部署，节能减排工作取得了积极进展。但是，去年全国没有实现年初确定的节能降耗和污染减排的目标，加大了“十一五”后四年节能减排工作的难度。更为严峻的是，今年一季度，工业特别是高耗能、高污染行业增长过快，占全国工业能耗和二氧化硫排放近的电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等六大行业增长，同比加快个百分点。与此同时，各方面工作仍存在认识不到位、责任不明确、措施不配套、政策不完善、投入不落实、协调不得力等问题。这种状况如不及时扭转，不

7、仅今年节能减排工作难以取得明显进展，“十一五”节能减排的总体目标也将难以实现。 我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要，是我们应该承担的责任。 各地区、各部门要充分认识节能减排的重要性和

8、紧迫性，真正把思想和行动统一到中央关于节能减排的决策和部署上来。要把节能减排任务完成情况作为检验科学发展观是否落实的重要标准，作为检验经济发展是否“好”的重要标准，正确处理经济增长速度与节能减排的关系，真正把节能减排作为硬任务，使经济增长建立在节约能源资源和保护环境的基础上。要采取果断措施，集中力量，迎难而上，扎扎实实地开展工作，力争通过今明两年的努力，实现节能减排任务完成进度与“十一五”规划实施进度保持同步，为实现“十一五”节能减排目标打下坚实基础。 2、狠抓节能减排责任落实和执法监管 发挥政府主导作用。各级人民政府要充分认识到节能减排约束性指标是强化政府责任的指标，实现这个目标是政府对人民

9、的庄严承诺，必须通过合理配置公共资源，有效运用经济、法律和行政手段，确保实现。当务之急，是要建立健全节能减排工作责任制和问责制，一级抓一级，层层抓落实，形成强有力的工作格局。地方各级政府对本行政区域节能减排负总责，政府主要领导是第一责任人。要在科学测算的基础上，把节能减排各项工作目标和任务逐级分解到各市（地）、县和重点企业。要强化政策措施的执行力，加强对节能减排工作进展情况的考核和监督，国务院有关部门定期公布各地节能减排指标完成情况，进行统一考核。要把节能减排作为当前宏观调控重点，作为调整经济结构，转变增长方式的突破口和重要抓手，坚决遏制高耗能、高污染产业过快增长，坚决压缩城市形象工程和党政机

10、关办公楼等楼堂馆所建设规模，切实保证节能减排、保障民生等工作所需资金投入。要把节能减排指标完成情况纳入各地经济社会发展综合评价体系，作为政府领导干部综合考核评价和企业负责人业绩考核的重要内容，实行“一票否决”制。要加大执法和处罚力度，公开严肃查处一批严重违反国家节能管理和环境保护法律法规的典型案件，依法追究有关人员和领导者的责任，起到警醒教育作用，形成强大声势。省级人民政府每年要向国务院报告节能减排目标责任的履行情况。国务院每年向全国人民代表大会报告节能减排的进展情况，在“十一五”期末报告五年两个指标的总体完成情况。地方各级人民政府每年也要向同级人民代表大会报告节能减排工作，自觉接受监督。 强

11、化企业主体责任。企业必须严格遵守节能和环保法律法规及标准，落实目标责任，强化管理措施，自觉节能减排。对重点用能单位加强经常监督，凡与政府有关部门签订节能减排目标责任书的企业，必须确保完成目标；对没有完成节能减排任务的企业，强制实行能源审计和清洁生产审核。坚持“谁污染、谁治理”，对未按规定建设和运行污染减排设施的企业和单位，公开通报，限期整改，对恶意排污的行为实行重罚，追究领导和直接责任人员的责任，构成犯罪的依法移送司法机关。同时，要加强机关单位、公民等各类社会主体的责任，促使公民自觉履行节能和环保义务，形成以政府为主导、企业为主体、全社会共同推进的节能减排工作格局。 3、建立强有力的节能减排领

12、导协调机制 为加强对节能减排工作的组织领导，国务院成立节能减排工作领导小组。领导小组的主要任务是，部署节能减排工作，协调解决工作中的重大问题。领导小组办公室设在发展改革委，负责承担领导小组的日常工作，其中有关污染减排方面的工作由环保总局负责。地方各级人民政府也要切实加强对本地区节能减排工作的组织领导。 国务院有关部门要切实履行职责，密切协调配合，尽快制定相关配套政策措施和落实意见。各省级人民政府要立即部署本地区推进节能减排的工作，明确相关部门的责任、分工和进度要求。各地区、各部门和中央企业要在年月日前，提出本地区、本部门和本企业贯彻落实的具体方案报领导小组办公室汇总后报国务院。领导小组办公室要

13、会同有关部门加强对节能减排工作的指导协调和监督检查，重大情况及时向国务院报告。二、电梯节能的现状及电梯的发展状况1.节能现状电梯节能主要体现在电能、空间、时间上的节能。电机拖动系统节约电能的途径主要有两大类，一类是提高电机拖动系统的运行效率，如风机、水泵调速是以提高负载运行效率为目标的节能措施，再如电梯曳引机采用变频器调速取代异步电动机调压调速是以提高电动机运行效率为目标的节能措施。二类是将运动中负载上的机械能（位能、动能）通过能量回馈器变换成电能（再生电能）并回送给交流电网，供附近其它用电设备使用，使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降，从而达到节约电能的目的。而在空间上的利用，现在主要体

14、现在对厅门的设计上，以及在井道和机房的设计上所需要注意的节能方式方法。我们知道厅门上面的节能即是最大程度上的减小轿厢与层楼之间间隙（当然是在保证安全的前提下）。采用变频调速的电梯启动运行达到最高运行速度后具有最大的机械功能，电梯达到目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止，这一过程是电梯曳引机释放机械功能量的过程。此外，升降电梯还是一个位能性负载，为了均匀拖动负载，电梯由曳引机拖动的负载是由载客轿厢和对重平衡块组成，只有当轿厢载重量约为50%（1吨载客电梯乘客为7人左右）时，轿厢和对重平衡块才相互平衡，否则，轿厢和对重平衡块就会有质量差，使电梯运行时产生机械位能。 电梯运行中多余的机械能（含位能

15、、动能）通过电动机和变频器转换成直流电能储存在变频器直流回路中的电容中，此时电容就好比是一个小水库，回送到电容中的电能越多，电容电压就越高，（好比水库水位超高），如不及时释放电容器储存的电能，就会产生过压故障，使变频器停止工作，电梯无法正常运行。 目前国内绝大多数变频调速电梯均采用电阻消耗电容中储存的电能的方法来防止电容过电压，但是电阻耗能不仅降低了系统的效率，电阻产生的大量热量还恶化了电梯控制柜周边的环境。 能量回馈器的作用就是能有效的将电容中储存的电能回送给交流电网供周边其它用电设备使用，节电效果十分明显，一般节电率可达21%46%。此外，由于无电阻发热元件，机房温度下降，可以节省机房空调

16、的耗电量，在许多场合，节约空调耗电量往往带来更大的节电效果。 新型能量回馈器与目前国内外其它能量回馈器相比的一个最主要的特点是具有电压自适应控制回馈功能。 一般能量回馈器都是根据变频器直流回路电压UPN的大小来决定是否回馈电能，回馈电压采用固定值UHK。由于电网电压的波动，UHK取值偏小时，在电网电压偏高时会产生误回馈;UHK取值偏大时，则回馈效果明显下降，（电容中储能被电阻提前消耗了）。 新型能量回馈器采用电压自适应控制，即无论电网电压如何波动，只有当电梯机械能转换成电能送入直流回路电容中时，新型能量回馈器才及时将电容中的储能回送电网，有效解决了原有能量回馈的缺陷。此外，新型能量回馈器具有十

17、分完善的保护功能和扩展功能，既可以用于现有电梯的改造，也适用于新电梯控制柜的配套。新电梯控制柜采用新型能量回馈器供电，不仅可以大大节约电能，还可以有效改善输入电流的质量，达到更高的电位兼容标准。2.电梯的发展状况1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明历史上第一部安全升降梯。1899年查尔斯?西伯格加入了奥的斯电梯公司，也带来了自动扶梯这个新名词。 西伯格-奥的斯联合制造了第一部用于公共场所的步进式自动扶梯，它在1900年的巴黎展览会上一展风采。 1900年，美国奥的斯电梯公司通过代理商Tullock Co.获得在中国的第1份电梯合同为上

18、海提供2台电梯。从此，世界电梯历史上展开了中国的一页。1907年，奥的斯公司在上海的汇中饭店（今和平饭店南楼，英文名 Peace Palace Hotel）安装了2部电梯。这2部电梯被认为是我国最早使用的电梯。1951年冬，党中央提出要在北京天安门安装1部我国自己制造的电梯，任务交给了天津（私营）从庆生电机厂。4个多月后，第1部由我国工程技术人员自己设计制造的电梯诞生了。该电梯载重量为1 000kg，速度为0.70m/s，交流单速、手动控制。 1959年9月，公私合营上海电梯厂为北京人民大会堂等重大工程制造安装了81台电梯和4台自动扶梯。其中这4台AC2-59型双人自动扶梯是我国自行设计和制造

19、的第1批自动扶梯，由公私合营上海电梯厂与上海交通大学共同研制成功，安装在铁路北京站。 1974年，机械行业标准JB816-74电梯技术条件发布，这是我国早期的关于电梯行业的技术标准。 1976年12月，天津市电梯厂制造了1台直流无齿轮高速电梯，提升高度102m，安装在广州市白云宾馆。1979年12月，天津市电梯厂生产了第1台集选控制的交流调速电梯，速度1.75m/s，提升高度40m，安装在天津市津东饭店。 1982年4月，天津市电梯厂、天津直流电机厂、天津蜗轮减速机厂组建成立天津市电梯公司。9月30日，该公司电梯试验塔竣工，塔高114.7m，其中试验井道5个。这是我国最早建立的电梯试验塔。 1

20、985年8月，中国迅达上海电梯厂试制成功2台并联2.50m/s高速电梯，安装在上海交通大学包兆龙图书馆。北京电梯厂生产了中国第1台微机控制的交流调速电梯，载重量1 000kg，速度1.60m/s，安装在北京图书馆。 1987年，国家标准GB 7588-87电梯制造与安装安全规范发布。该标准等同采用欧洲标准EN81-1电梯制造与安装安全规范（1985年12月修订版）。该标准对保障电梯的制造与安装质量有十分重要的意义。 1988年12月，上海三菱电梯有限公司引进技术生产了中国第1台变压变频控制电梯，载重量700kg，速度为1.75m/s，安装在上海市静安宾馆。 1994年10月，亚洲第1高、世界第

21、3高的上海东方明珠电视塔落成，塔高468m。该塔配置奥的斯公司电梯、自动扶梯20余部，其中装有中国第1台双层轿厢电梯，中国第1台圆形轿厢三导轨观光电梯（额定载重量4 000kg）和2台7.00m/s的高速电梯。 1996年8月，苏州江南电梯有限公司在第1届中国国际电梯展上展出了微机控制交流变压变频调速多坡度（波浪型）自动扶梯。 1998年10月28日，位于上海浦东的金茂大厦落成，它是中国最高的摩天大厦，世界第4高。楼高420m，88层。金茂大厦配置电梯61台，自动扶梯18台。2台三菱电机公司额定载重量2 500kg、速度为9.00m/s的超高速电梯是目前我国额定速度最快的在用电梯。 1998年

22、，无机房电梯技术开始受到我国电梯企业的青睐。 1999年，GB 50096-1999住宅设计规范规定：7层及以上住宅或住户入口层楼面距室外设计地面的高度超过16m以上的住宅必须设置电梯。 2002年6月，国家质量监督检验检疫总局等单位在北京石景山游乐园联合主办了以“为了孩子的安全快乐、为了明天”主题的关于电梯、客运索道、游乐设施等特种设备的安全宣传教育活动。12月，中国电梯编辑部出版了2003年安全乘梯、文明乘梯公益宣传月历，通过漫画的形式向人们介绍安全乘电梯知识。生活在继续，科技在发展，电梯也在进步。电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出新手柄开关操纵，按钮控制，

23、信号控制，集选控制、人机对话等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控，数字；双层轿箱电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势，变速式自动人行道扶梯大大节省了行人的时间；不同外形的扇形、三角形、半棱形、圆形观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。 中国电梯总量增长概况我国电梯年产量增长里程碑 年份 里程碑 实际年产量/万台 1983 突破5千台 0.51 1986 突破1万台 1.13 1993 突破2万台 2.41 1998 突破3万台 3.02 2001 突破4万台 4.67 2002 突破6万台 约6.20 2006年国内电梯和自动扶梯总产量达16.8万台，成为全球电梯市场之首。根据中国

24、电梯行业协会的统计数字，目前国内电梯的保有量为75万台左右，国内每年销售的新梯正以15万台左右的速度递增，近年来我国备案在册的电梯数量正在以每年高于20%的速度增长，到2008年底将超过100万台，我国将成为全球电梯保有量最大的国家。三、电梯节能应从哪些方面入手 1、能源问题迫使节能化随着油价、能源价格的上涨，现在对绿色建筑的需求越来越大。电梯的能源消耗基本上占整个大楼整体电能消耗的8%，作为一个单一的用电的设备，这个也是一个非常大的比例。如果我们能够运用好的技术的话，可以有很大的机会降低这个方面的能源消耗。现在我们可以说中国的电梯业正在处于一个“绿色科技革命”之中。环保的无齿轮的电梯技术，迅

25、速代替了传统的液压和有齿轮的技术。我们看一下不同技术的液影技术的消耗，相对于无齿轮的技术可以节省70%的能源，相对于有齿轮的驱动，可以节省50%的能源。从90年代末至今，以应用变频、同步技术的电梯才开始向节能化发展。尤其是同步技术的应用，将电梯真正带入了一个节能时代。根据行业权威数据统计，应用同步技术的电梯能够平均能节约20%40%。也正是在同步技术的引入过程中，行业内涌现了一批节能电梯的先锋倡导者，以身居国内电梯行业大户的西子奥的斯为例，由其于2002年在国内首推的节能无齿轮电梯OH5000系列，应用了永磁同步技术，在能源的节省上同传统电梯相比可以达到44。目前，作为国内首家将能量反馈技术应

26、用于中低速电梯领域的企业，西子奥迪斯已将其最新节能技术产品Regen锐进能源再生电梯正式交付楼盘使用，首批该型号电梯已入驻北京龙和时代大道社区。根据年初进行的实地测试，半年中使用能源再生驱动系统的电梯，可比该社区同规格的乘客电梯平均节52.53%，综合节能55%左右，堪称是当前中低速电梯领域的节能魁首，节省了大量的电力，矿石能源。2、客户认可节能节能环保将是客户的优先选择。从开发商本身的收益而言，作为能源再生电梯的研发和推广者做了精确的估算：以每户90平方米经济适用房为例，1梯2户12层，每层售楼面积180平方米，12层共2160平方米。每平方米加价15元，就可用于能源再生电梯的购买；而由于采

27、用新技术后，开发商每平米即使向用户增加30元，用户应该还是能接受的，但对销售房子本身而言既提高了楼盘档次，又增加了销售卖点。当开发商把能源再生型电梯装入楼盘，消费者是否买帐呢？建筑行业内最近一次针对在京市民的问卷显示：74%的市民表示买房时对房屋的节能有要求；如果开发商采用节能技术而带来成本增加100元/平方米以内，80%的市民表示基本能够接受； 89.5%的市民认为房屋采取节能措施后，市民将是最终受益者。由此可见，节能意识在市民心目中是很认可的。当然，成本在购买中仍然是不可回避的问题，与房产开发商不同，消费者更注重购买成本和使用成本的权衡。按照当前能源再生电梯所能达到的节电成本，一台普通电梯

28、1天消耗60度电、1度电0.7元计算，一年电费支出约1.5万元，如果使用能源再生电梯，则可节省电费0.7万元以上，10年下来就是7万元。在使用中顾及并考虑到消费者的需求，由此，节能或能源再生型电梯占据了“人和”。 10年前，楼道中感应开关还是一种新型智能化节能产品，但今天已成为普通产品在众多建筑中落地开花，10年间节约的能源总量虽很难统计，但足以支付当初采用新技术所增加的成本。 从电梯技术研发和推广上，伴随着国家节能减排力度的加大，电梯也在快步走向绿色节能化，国内各主流电梯生产商将纷纷主推其节能电梯产品。在国家倡导节能减排的大环境下，拥有类似能源再生等先进节能技术和功效的电梯，将大范围覆盖既有

29、改造建筑和新生建筑这两大市场 。3、节能应从哪些方面入手电梯现在越来越多，在对宾馆、写字楼等的用电情况调查统计中，电梯用电量占总用电量的17%25%以上，仅次于空调用电量，高于照明、供水等的用电量。目前在国外电梯已经分为“耗能型”和先进的“回馈型”二种，客户在新购买电梯时，选择“回馈型”电梯的比例越来越多。节能效果与电梯功率、电梯整个系统、电梯的平衡系统等方面有关，以下几类情况节能效果更好： （1） 楼层越高的电梯，制动频繁，节能越多； （2） 越新安装使用的电梯，机械惯性大，节能越多； （3） 速度越快的电梯，制动频繁，节能越多； （4） 使用越频繁的电梯，制动频繁，节能越多。采用先进的电力

30、电子技术，品质可靠安全，全智能运转，简单到无需客户做任何操作。第二章 电梯在电能方面的节能一、 曳引机的组成与分类曳引机：是电梯的主拖动机械，驱动电梯的轿厢和对重装置作上下运动。电梯曳引机通常由电动机，制动器，减速箱，曳引轮及底座等组成。曳引机可分：无齿轮曳引机和有齿轮曳引机。1.有齿轮曳引机：拖动装置的动力，通过中间减速器传递到曳引轮上的曳引机，其中的减速箱通常采用蜗轮蜗杆传动（也有用斜齿轮传动），这种曳引机用的电动机有交流的，也有直流的，一般用于低速电梯和高速电梯上。2.无齿轮曳引机：拖动装置的动力，不用中间的减速器而是直接传递到曳引轮上的曳引机。以前这种曳引机大多是直流电动机为动力，现在

31、国内已经研发出来有自主知识产权的交流永磁同步无齿轮曳引机，如许昌博玛曳引机，其曳引比有2：1 。二、电动机 电动机的分类及组成电动机是把电能转换成机械能的设备，分布于各个用户处，电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机由定子，转子，电刷架，轴承座等组成。 电动机工作原理电动机工作原理是通电导体在磁场中受力，直流电机是磁场不动，导体运动.交流电机是磁场动导体随磁场运动。直流电机定子是励磁绕组，直流电机的励磁绕组通直流电。交流电机没有电枢分定子和转子.转子有的有绕组有的没有

32、.交流电动机有两种：1、三相异步电动机（多用在工业上）三相异步电动机的旋转原理（如 图4）三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道，三相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场， 定子绕组产生旋转磁场后，转子导体（鼠笼条）将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向旋转起来。一般情况下，电动机的实际转速低于旋转磁场的

33、转速不同步。为此我们称三相电动机为异步电动机。2、单相交流电动机（多用在民用电器上）单相交流电动机的旋转原理 （如 图5）单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。 单相电不能产生旋转磁场.要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动。三、电梯的曳引机的比较无齿轮曳引机的节能时代无齿轮曳引机之所以成为现代建筑市场选

34、择的主流，并主导着未来建筑业在电梯选择方向的主要原因是因为，第一、无齿轮曳引机较传统有齿轮曳引机平均节能可达到25%-44%，给使用建筑带来实实在在的电量节省。第二、无齿轮曳引机极大地改善了电梯起落、加速和制动特性，使电梯的启动、行驶和平层的过程中更加平滑，从而让乘客享受到更加平稳舒适的乘坐感受。第三、无齿轮曳引机消除了传统有齿轮曳引机由于蜗轮蜗杆传动、减速箱技术引起的机械能耗、油污、噪音、热量以及振动，减少了对环境的破坏。第四、由于无齿轮曳引机的主机结构紧凑，体积精巧，可实现小机房或无机房布置，能为建筑商节省一定的建筑面积、增加可利用面积。以下是上海三菱电梯有限公司对4层站的有齿轮曳引机和P

35、M无齿轮曳引机曳引的电梯（规格都是1.75m/s,1050kg,平衡系数46%）进行了详细测试。测试工况：从电梯1楼关门到位开始，运行到4楼，正常开门，关门，再运行到1楼，正常开门，至关门到位为止，为一个运行周期。表1为测试结果。表 1 PM无齿轮曳引机电梯与蜗轮蜗杆有齿轮曳引机电梯实际测试数据负载率/%曳引方式匀速运行功率/KW该工况运行1/h功率/kwhPM无齿轮比有齿轮节能率（按功率比较）%0有齿轮PM无齿轮14.61 （4F1F）11.59 （4F1F）2.572 1.907 25.8625有齿轮PM无齿轮8.15 （4F1F）6.48 （4F1F）1.8121.272 29.850有

36、齿轮PM无齿轮5.90 （1F4F）3.07 （1F4F）1.7431.054 39.5375有齿轮PM无齿轮12.10 （1F4F）7.68 （1F4F）2.1231.443 32.03100有齿轮PM无齿轮19.83 （1F4F）13.39 （1F4F）3.0252.262 25.22从上述图表发现，当负载越接近平衡负载，PM电梯的节能率越高，说明曳引机在轻载时与满载时相比（即电梯在平衡载时与空载和满载时相比），蜗轮蜗杆加异步电动机的效率比PM曳引机更低，这种工况时采用PM曳引机具有更大的节能效果。另外，匀速运行时间越长，节能效率越高。苏州江南嘉捷电梯集团有限公司对传统异步驱动的电梯的能耗

37、测算及实际记录，15层站，1000kg,1.75m/s的电梯实际每小时耗能仅为3.43kwh，如果加装能量反馈装置的话，实测每小时耗能仅为2.29kwh。目前市场正大力推广环保节能的同步无齿轮驱动电梯，我们同样抽取了正在实际运行的同步无齿轮驱动电梯进行了耗电测试，11层站，1000kg，1.75m/s的电梯实际每小时耗能仅为1.59KWH。如表2，表3所示。表2 蜗轮蜗杆传统异步驱动电梯运行记录及对比状态_时间 开始 结束连续运行时间电表读/kwh开始 结束用电量/kwh平均每小时用电量/kwh无能量反馈13：30 17：003.576.5 88.5123.43有能量反馈14：00 16：45

38、2.7591.5 97.86.32.99项目：观光梯，15层站，1000kg，1.75m/s，18.5kw空载连续运行。运行说明：共15层站，设置连续运行，正常自动开关门，上行停1815层，下行停151层。表3 同步无齿轮驱动电梯运行电量记录及对比状态_时间 开始 结束连续运行时间电表读/kwh开始 结束用电量/kwh平均每小时用电量/kwh无能量反馈8：20 18：201053.2 7622.82.28有能量反馈8：20 18：201028.1 446.3 1.59项目；住宅小区，11层站，1000kg，1.75m/s，11.7kw空载运行。运行说明：共11层站，设置连续运行，正常自动开关门

39、，上行停2611层，下行停112层。四、永磁同步碟式马达KONE (通力)EcoDisc马达（图6）从1996年发布以来，革命性的永磁同步马达以其卓越的性能在全球数以万计的用户中赢得了信赖。高速的EcoDisc马达能够比传统的AC或DC的无齿轮马达节省能量，同时提供更舒适、安静的乘坐环境。92的运行效率和0.95的马达因素使得能耗更低，建筑的环保特性更加突出。更低的热量损失意味着对机房空调的要求变得最低。更小的峰值电流使得对起步板和保险丝的要求更低，这样就减少了配置紧急电源设备的成本。所有这些使得前期投资消减，同时还有由碟式马达驱动所带来的长期利益节省。V3F-MLB（再生能量回馈系统）通过线

40、桥将再生能量回馈供电网络。使用MLB较不使用MLB时将节能3040%，并且不会干扰到其它设备的正常使用。图6永磁同步电动机工作原理永磁同步电动机：永磁同步电动机属于异步启动永磁同步电动机，其磁场系统由一个或多个永磁体组成，通常是在用铸铝或铜条焊接而成的笼型转子的内部，按所需的极数装镶有永磁体的磁极。定子结构与异步电动机类似。 当定子绕组接通电源后，电动机以异步电动机原理起动动转，加速运转至同步转速时，由转子永磁磁场和定子磁场产生的同步电磁转矩（由转子永磁磁场产生的电磁转矩与定子磁场产生的磁阻转矩合成）将转子牵入同步，电动机进入同步运行。 磁阻同步电动机 磁阻同步电动机也称反应式同步电动机，是利

41、用转子交轴和定子结构类似，只是转子结构不同。 磁阻同步电动机是同笼型异步电动机演变来的，为了使电动机能产生异步起动转矩，转子还设有笼型铸铝绕阻。转子上开设有与定子极数相对应的反应槽（仅有凸极部分的作用，无励磁绕组和永久磁铁），用来产生磁阻同步转矩。根据转子上反应槽的结构的不同，可分为内反应式转子、外反应式转子和内外反应式转子，其中，外反应式转子反应槽开地转子外圆，使其直轴与交轴方向气隙不等。内反应式转子的内部开有沟槽，使交轴方向磁通受阻，磁阻加大。内外反应式转子结合以上两种转子的结构特点，直轴与交轴差别较大，使电动机的力能较大。磁阻同步电动机也分为单相电容运转式、单相电容起动式、单相双值电容式

42、等多种类型。 永磁同步电动机，电机获得无刷结构，功率因数高，效率也高，转子转速严格与电源频率保持同步。同步电机变频调速系统有他控变频和自控变频两大类，自控变频同步电机在原理上和直流电机极为相似，用电力电子变流器取代了直流电机的机械换向器，如采用交直交变压变频器时叫做“直流无换向器电机”或称“无刷直流电动机”。传统的自控变频同步机调速系统有转子位置传感器，现正开发无转子位置传感器的系统。同步电机的他控变频方式也可采用矢量控制，其按转子磁场定向的矢量控制比异步电机简单。 我们经常听到下面的说法：“电机在工频电源供电时，电机的起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些”。如果用大的

43、电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电，就会产生一个大的起动冲击（大的起动电流）。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。 通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。 当变频器调速到大于额定频率20时，电机的输出转矩将降低。 通常的电机是按照额定频率电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P=Pe) 变频器输出频率

44、大于额定频率时（如我国的电机大于50Hz），电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。 实际功率降低，当电机以大于额定频率20速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。VVVF VVVF系统（Variable Voltage and Variable Frequency）即变压变频调速系统，其通过改变电压进而变频调节曳引机马达的速度。 以下介绍变频器的原理： n0 = 60f/P 式中电动机定子绕组的磁极对数P一定，改变电源频率f，即可改变电动机同步转速。异步电动机的转子转速NM总是低于同步转速N0，而且随着同步转速而变化。电源频率增加，同步转速也增加，转子转速也

45、增加；电源频率下降，电机转速也下降，这种通过改变电源频率实现的速度调节过程称为变频调速。 变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 其次探讨调速后根据实际需要进行调节，可以减少电能的消耗，达到节约电能的目的。五、照明系统 电梯的照明系统包括轿厢内部的照明、井道照明、轿顶照明、机房照明、底坑照明等，在照明系统上的节能只有在各个地方想办法达到节能的目地，在各个部位都可以采用节能性的照明设施达到节能的效果，同时，在井道、轿顶、底坑、机房等平时一般很少用到的部位则可以适当的采用不开灯的措施，当需要时才打开，这样就能达到节约电能的效果

46、。直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电动机，其定子与异步电动机的第三章 电梯在空间方面的节能 为了介绍电梯在空间方面的节能，先介绍以下装置。一、电梯轿厢 电梯轿厢是运送乘客的装置，也是电梯中乘客能直接接触到的部位。轿厢由轿厢架和轿厢体两部分组成。轿厢架轿厢架是由上梁、下粱和立梁组成。主要作用是固定和悬挂轿厢，是轿厢的主要承载构件。上梁和下粱各用16-30号槽钢制成，也有用3-8mm厚的钢板压制而成的。撒谎那个、下粱根据槽钢是背靠背放置，还是面对面放置有两种结构，因而立梁的槽钢放置形式也要随之变化，并且安全钳的安全嘴在结构上也有较大区别。对轿厢面积较大的电梯，为了增强轿厢架的刚度，并防止由于轿厢内

47、载荷偏心造成轿厢倾斜，还可以设置拉条，拉条一端固定在立梁上，另一端对称布置在下粱上。对于轿厢大的电梯还可以在轿厢一侧立梁两边各设置两根拉条，此时两根拉条预紧力必须合适。设置良好的拉条可以分担轿厢底板近一半的载荷。轿厢电梯的轿厢一般是由较底、轿顶、轿壁、轿门组成。轿底是直接支撑负载的部分，它由框架和底板组成。轿顶一般用薄钢板制成槽钢形式。轿壁结构与轿顶相仿，在两端用角钢作为堵头。二、门机系统电梯轿厢的门机系统包括轿门、厅门、开关门系统、门锁、门锁保护装置等。轿门轿门即轿厢门，设置在靠近厅门一侧，是司乘人员进出轿厢的通道口，轿厢按结构分为封闭式轿门和侧栏式轿门，后者使用较少，主要用于部分货梯和汽车

48、电梯。厅门厅门即层门，为的是保护电梯安全的停靠在各楼层。开关门机构手动开、关门和自动开关门是电梯中的两种开关门方式。门锁门锁的作用是门关后将门锁住。三、机房机房就是专门为控制电梯而设置的一个房间，里面安装的是电梯的电气控制开关及曳引轮、曳引电机等。四、井道井道即是电梯运行过程中所经过的通道。通过以上对电梯空间上的一些装置的介绍我们可以一目了然的知道在以上的四个方面能达到空间节能的目的。第四章 电梯在时间方面的节能一、电梯的电气控制系统 对于电梯的电气控制系统来说，大致有以下几部分组成：叫内指令登记与消号、厅外召唤登记与消号、安全保护线路、定向选层线路、启动线路、减速平层线路、楼层指示线路、开关

49、门控制线路、驱动回路控制线路、检修运行线路、消防运行线路、主控回路等。这几部分组成的电梯控制系统，实现了电梯的登记、开关门、启动、运行、减速、平层等各功能。 在电梯的电气控制系统中，逻辑判断起着主要作用。而逻辑判断中，逻辑运算的支配是十分重要的。电梯的电气控制系统必须启动各种控制信号元件，如：继电器、接触器、发光指示器、电动机等。 从系统的实现方法来看，电梯的控制系统经历了继电器控制、可编程控制（PLC）、单片机控制、多微机控制等多种形式，这些控制方式代表了不同时期电梯控制系统的主流，并且随着大规模集成电路和计算机技术的发展而逐步推陈出新。二、电梯的联控与群控系统 随着建筑物向大型化和高层方向

50、发展，在一栋大楼内部往往需要配备多台电梯。电梯的配置数量是根据大楼内人员的流量及其某一短时间内疏散乘客的要求和缩短乘客等候电梯的时间等多方面因素决定的。如果在同一层的数台电梯各自单独运行，将不可能提高电梯群组的运行效率，极大的浪费能源，这样在电梯的电气控制系统中就必须考虑到如何提高电梯群组的运行效率，即如何合理调配电梯的问题。 从电气控制角度看，这种合理调配按其调配功能强弱可以分为并联控制和群组管理控制两类。 并联控制就是几台电梯共同享受一个外召唤信号，并能按预先设定的调配原则自动地调配某台电梯群应答外召唤信号。 群控管理排除了共同享受一个他外召唤信号外，还能根据厅外召唤信号数的多少和电梯每次

51、负载情况而自动合理地调配各个电梯处于最佳服务状态。 无论是多台电梯的并联控制还是群控管理控制，其最终目的是把对于某一层楼召唤信号的电梯应运行的方向信号分配给最有利的一台电梯，也就是说自动调配的目的是把电梯的运行方向合理地分配给梯群中的某一台最合理地电梯。三、电梯的远程监控系统 电梯的远程监控是指借助于通讯媒介，实现对电梯的远程监视和操作。 远程监控一般可实现以下功能：1、实现电梯的运行状态监测和故障报警，对电梯的解困救援工作提供及时而准确的信息；2、进行故障的早期预报，对故障进行统计和记录，对电梯的保养维修提供预知信息，变被动保养为主的保养； 3、通过远程操作，控制电梯的部分功能，如锁梯、取消

52、某层停靠、改变群控原则等；4、进行电梯的远程调试，如修改电梯的部分控制参数等。通过以上的介绍，我们可以知道电梯在世界上的节能即是通过各种控制方式来达到多台电梯是尽量减少电梯的运行时间、以及乘客的等待时间。从而达到节约时间的目的。第五章 电梯节能系统的展望目前最好的节能电梯型号可以节约用电50%，一般的节能电梯可以节能是30-40%。节能电梯的大概需要具备的条件有如下八点： 1.电梯使用的电能节约30%以上； 2.控制系统必须是微机控制； 3.必须具备可扩展功能； 4.必须符合中国国家最新电梯标准GB7588-2003 5.在停电情况下可以不用到机房就可以进行救援； 6.必须是小机房或无机房电梯

53、，因为节能电梯本身节能外需要还包括土建成本的节约。而小机房电梯可以节省设计时间、节省土建时间以及土建费用。而无机房电梯能够节省更多； 7.节能电梯还需要维护费用低，维护方便； 8.节能电梯具有成熟的技术和知识产权。（目前国内一些品牌在仿制，从节能效果以及安全效果上还不能满足节能电梯需要）。 节能电梯技术电梯节能技术主要体现在两个方面，一是电梯拖动系统采用变频技术，二是驱动系统为永磁同步无齿轮曳引技术。电梯变频技术相对于普通的异步电动机而言可节省25%的电能，永磁同步曳引技术可以节省约30%的电能，但变频技术依然成为主导地位，也是很多电梯企业现在所采用的技术，只要供应商投标产品采取变频技术或者永

54、磁同步曳引技术，就可以算是节能电梯。奥的斯电梯能源再生技术。奥的斯于近期推出了能源再生专利技术，采用了能源再生技术后，电梯在轻载上行或者重载下行时，会有一些电能自动节省并储存下来，为邻近正在耗能的电梯或者其他用电设备提供服务。模拟测试结果显示，在同等时间内电梯运作次数越多，所节省的电能也就越多，能量最高节约可达70%。三菱能量回馈及可变速电梯节能技术。“能量回馈技术”是在电梯制动时电梯曳引机作为发电机使用，产生电力回馈给楼宇电力系统使用的节能环保技术。在普通电梯中，制动时产生的能量都转换成热能被白拜释放了，三菱将PWM变压变频调速技术应用于电梯，开发出了电力反馈系统，即是让经过先进的多重整流技

55、术处理后的电能，反馈到楼宇电网中，供楼宇内其他用电设备使用。这项技术可以节约电耗20%。：可变速电梯技术”是利用了电梯非空载和满载时，在额定的输出功率不变的前提下，利用原传统电梯部分闲置功率将电梯的速度提高。该技术根据乘坐电梯的人数、电梯载重量，通过负载检测装置，检测出轿内的载重量，根据轿内的载重量，选择对应的运行速度，可以实现最大为定格速度1.5倍的运行速度，相对以定格速度运行的电梯，最大可缩小15%的平均等候时间和乘梯时间，提高了电梯的运行速度。日立HEP能在电梯重载下行或者是轻载上行时，把电梯运动产生的机械能量转化为高纯度的电能，回流到电网中，供给临近的同电网下其他电梯或用电设备使用。

56、电梯能发电是一个优势，能够节能降耗同样至关重要。日立HEP采用了高效能的永磁同步主机，具有一大三小力矩大和功耗小、噪声小、体积小等优点，与传统的拖动方式相比，能源损耗可减少30以上。中国节能电梯技术主要是欧洲品牌。日本品牌基本上没有给中国节能电梯的技术。节能电梯成本目前节能电梯包括无机房电梯和节能型小机房电梯。节能电梯的最主要特征，就是电梯采用节能型电梯主机与技术，以及采用节能型井道设计。据了解，节能电梯中的小机房电梯可以比普通电梯节约土建成本约3万元，而且设计施工更简单，而耗电可以节约1/3以上。节能电梯中的无机房电梯则比小机房电梯的土建成本节约2万元左右。电梯的综合成本是指电梯设计、土建、

57、电梯设备、电梯安装、维修服务成本的总和；使用成本是指电梯维保费用、电梯使用费（含电费等）、电梯年审费用。目前许多有机房电梯选择时土建费用高，维保成本高、电梯电费成最大的问题。按9层住宅选择名牌VVVF（调压调频操作，是变频器的调节功耗或速度的方法）电梯计算一下：土建需要混凝土井道和机房，土建成本应该在810万元，且由于申报建筑高度后，不能超高，所以还少建了一层楼。电梯设备价格1822万元，安装费2.53万元，再加运输费等总价应该在24-26万元左右。两项综合成本达到35万元左右。 电梯使用成本：电机功率15KW，即每小时使用需要15度电，加上照明及其他，使用一小时的耗电大约为20度。且住宅电梯

58、计算电费一般按工业电费收费，价格在0.81.2元/度。电梯维保：名牌电梯需要500元/台保养费、维修费600010000元/年，这样使用费就很惊人了。同样9层建筑，选择无机房的电梯再算一本帐。综合成本：土建不需要混凝土井道，只需要框架结构加砖墙，土建成本可以减少5万元左右；如果采用永磁同步无齿轮价格也只有2022万。这样综合成本大约只有2830万。更重要的是使用费低很多，一般该种主机的耗电只有普通VVVF的50%65%，如果按9层1000KG、1.0M/S电梯计算，电机功率只需要6.7KW，电费只有名牌VVVF电梯的40%，使用费就大大降低；且无齿轮主机维保费也可以更节省。节能电梯品牌在节能电

59、梯方面做的最好的应该是通力和WALESS两个品牌。通力一直可以提供1600KG1.75M/S以下的节能电梯产品，WALESS的节能电梯目前已经可以做到2000KG2.5M/S以下。1、西子奥的斯电梯西子奥的斯电梯有限公司成立于 1997 年 3 月 12 日，由世界第一电梯品牌奥的斯电梯公司与中国电梯业最大内资企业西子电梯集团合资组建而成。发展至今，已经成为奥的斯全球新梯销售订单和产量最大的子公司，拥有 22 亿资产和 2900 余名员工。到 2008 年，西子奥的斯已经连续七年蝉联中国电梯市场前三甲；连续四年保持中国节能电梯市场第一位；2008 年有近 30000 台电梯及自动扶梯销售订单，

60、产品覆盖全球 50 多个国家。节能电梯：（1）Regen系列能源再生电梯（2）OH5100无齿轮乘客电梯（3）GeN2无机房乘客电梯2、通力电梯通力集团经过近百年的发展，通力已成为全球电梯和自动扶梯产业最大的供应商之一，它由芬兰的母公司(KONE Corporation)及分布于50多个国家的子公司组成，拥有员工33,500多名。通力电梯有限公司成立于1996年12月，是通力集团在亚太区最重要的电梯及自动扶梯生产基地。现今，通力电梯有限公司已发展成为中国电梯和自动扶梯产业最大的供应商之一。目前拥有37家分公司（2010年将另增7家）、近100家维保站以及3600多名员工，构建了遍布全国的销售维

61、保网络。通力电梯有限公司为2008奥运相关建设项目电梯设备的最大供应商，承揽的有关北京奥运工程的电梯、扶梯和自动人行道等近900台，占北京奥运相关项目电梯项目设备总量的50%以上。通力将为上海世博演艺中心、芬兰馆、澳大利亚馆、西班牙馆、沙特馆、比利时馆、丹麦馆、俄罗斯馆、香港馆、浦东后勤物流中心、国家电网企业馆、中国移动通信集团世博信息通信馆、中国航空馆、可口可乐馆等21个展馆，提供超过90台电扶梯设备。特别值得一提的是，通力已成为上海世博会芬兰馆“冰壶”的国家合作伙伴，作为合作伙伴关系的一部分，通力将为芬兰国家馆量身订制一台特殊的观光电梯，这台设计独特的电梯在满足场馆的功能性需求的同时，还将

62、成为展馆内一道独特的风景线。3、WALESS电梯WALESS电梯有限公司（简称“威森”）是一家集技术开发、电梯制造、电梯销售、电梯安装维修服务和专业的残疾人移动设备开发制造企业。威森公司在天津成立于2003年10月，公司拥有专业的技术队伍和高效的研发能力，主要技术原于意大利。本着自主研发的原则，公司已为众多的行业用户提供了最先进的电梯产品，同时公司独立研发的“节能电梯”系统，已经成功的运用在全国各地的写字楼、住宅等场所，为使用户快速应用节能电梯打下了良好的开端，并且该产品的应用被报纸刊物长篇幅报道。4、三菱电梯上海三菱电梯有限公司携手日本三菱电机株式会社，不断将具有国际领先水平的电梯技术引入中国，并同步开发适应中国市场的优质乘客电梯产品，引领着中国乘客电梯发展潮流。三菱乘客电梯始终贯穿高效、节能、优质的设计理念。产品广泛运用行业领先技术，如：永磁同步（PM）无齿轮曳引技术、专用变压变频（VVVF）调速技术、能量回馈技术、分散微机数据网络控制技术、智能化门机技术、人工智能（AI）群控管理技术、可