Energiefeedback-meetoplossing voor liften

Liften zijn typische potentiële energiebelastingen. Onder de volgende drie specifieke werkomstandigheden transfofmeert de lifttractiemachine (motor) van een stroomverbruikende toestand naar een generatortoestand, waarbij regeneratieve elektrische energie wordt geproduceerd.

• Neerwaartse beweging met zware lasten: Het gewicht van de auto overschrijdt het contragewicht, de zwaartekracht trekt de auto naar beneden en de motor wordt aangedreven om te draaien en kracht te genereren.
• Opwaartse beweging met lichte lading/lege lading: Het contragewicht is zwaarder dan de auto en trekt de auto omhoog, en de motor wordt op dezelfde manier achteruit aangedreven om stroom te genereren.
• Vertraging remmen: De lift vertraagt totdat hij stopt voordat hij de doelverdieping bereikt, waardoor enorme mechanische kinetische energie vrijkomt.

Figuur 1: Schematisch diagram van de omstandigheden voor het genereren van liften

Op basis van de gebruiksfrequentie van de lift resulteert het toevoegen van een energiefeedbackapparaat in een gemiddeld energiebesparingspercentage van 30% per lift, met pieken tot boven de 40%, wat van groot belang is voor de energie-efficiëntie in moderne gebouwen met hoge liftvolumes.

I. Principe van energieterugwinning

Bij conventionele liften zonder aanpassingen zorgt de opgewekte elektrische energie ervoor dat de DC-busspanning van de frequentieomvormer stijgt. Het systeem kan deze energie alleen als warmte afvoeren via een remweerstand, die niet alleen energie verbruikt, maar ook de temperatuur van de machinekamer verhoogt, wat de werking van de apparatuur beïnvloedt, zoals weergegeven in figuur 2.

Na het toevoegen van een energiefeedbackapparaat bestaat energieterugwinning hoofdzakelijk uit de volgende stappen:

• Energieopname: Wisselstroom gegenereerd door de lift wordt eerst door de frequentieomvormer gelijkgericht in gelijkstroom en opgeslagen in de gelijkstroomcircuitcondensator.
• Intelligente inversie: Wanneer de DC-busspanning de ingestelde drempel overschrijdt, wordt het energiefeedbackapparaat (kerncomponenten omvatten IGBT full-bridge-omvormer en DSP-microprocessor) vóór de remweerstand geactiveerd, waardoor gelijkstroom wordt omgezet in driefasige wisselstroom met dezelfde frequentie, fase en spanning als het laagspanningsnet.
• Zuivering en feedback: De omgekeerde uitgangsstroom wordt gezuiverd door componenten zoals filterreactoren om harmonische vervuiling te elimineren voordat deze veilig wordt teruggestuurd naar het wisselstroomnet van het gebouw.

Figuur 2: Schematisch diagram van energieterugwinning in liften

II. Relevante standaardvereisten

Een nationale norm gewijd aan energiefeedbacktechnologie voor liften heeft tot doel de technische vereisten, testmethoden en veiligheidsprestaties te reguleren. Het is van toepassing op liften met variabele frequentie en snelheidsregeling met oncontroleerbare gelijkrichting, aangesloten op TN-S-systemen met een nominale spanning van AC 400 V en lager. De norm specificeert strikte prestatie-indicatoren:

• Efficiëntiebeoordeling: Verdeeld in drie niveaus op basis van belasting; rendement ≥85% bij 25% belasting, ≥90% bij 50% belasting en ≥95% bij 100% belasting.
• Stroomkwaliteit (harmonische grenzen): De totale harmonische vervorming (THDi) van de feedbackstroom mag niet groter zijn dan 5%, met expliciete limieten voor de oneven en even harmonische inhoud.
• Machtsfactor: Niet minder dan 0,90 wanneer het uitgangsvermogen gelijk is aan 50% van het nominale vermogen.
• Veiligheid en bescherming: Het apparaat moet uitgebreide bescherming bieden, waaronder bescherming tegen eilandbedrijf, overspanning, onderspanning, kortsluiting, open circuit en bescherming tegen afwijkingen in de netfrequentie.

De norm specificeert de constructie van het testplatform, de testomstandigheden en meetmethoden, zoals het gebruik van zeer nauwkeurige bidirectionele energiemeters voor synchrone meting aan de DC-zijde (invoer) en AC-zijde (uitvoer) om de conversie-efficiëntie te berekenen.

III. Selectieschema liftenergiefeedbackmeting

Bij daadwerkelijke modificatieprojecten moeten meters worden ingezet aan zowel AC- als DC-zijde om de efficiëntie en stroomkwaliteit te verifiëren.

AC-netgekoppelde zijde (statistisch energieverbruik en feedbackvolume)

• Toepassing: Stroomverdeelkast voor liften 3-fasig 380V ingangs- of feedbacknetaansluitpunt.
• Doel: Bereken het totale verbruik van het elektriciteitsnet en de regeneratieve energie die wordt teruggevoerd naar het elektriciteitsnet om uitgebreide energiebesparingsvoordelen te beoordelen.

Bekabeld netwerkschema (technische standaard):

Aanbevolen model: DTSD1352 Driefasige spoorenergiemeter .

Kenmerken: Ondersteunt driefasige vierdraads, 0,5S-klasse vierkwadrant bidirectionele meting, gecombineerd met externe split-core stroomtransformatoren (CT), ideaal voor batch-retrofit in nieuwe residentiële of commerciële liften.

Figuur 3: DTSD1352 Driefasige AC-railenergiemeter

Draadloos IoT-schema (voor moeilijke bekabeling):

Aanbevolen model: ADW300 serie draadloze IoT-energiemeter .

Kenmerken: Optionele 4G/WiFi-modules, native ondersteuning voor TCP bidirectionele transparante transmissie. Gegevens worden rechtstreeks naar het platform geüpload, geschikt voor oude woonwijken of verspreide liften.

Afbeelding 4: ADW300 driefasige AC IoT-energiemeter

DC-feedbackbuszijde (nauwkeurige regeneratieve DC-meting)

• Toepassing: DC-buszijde in het energiefeedbackapparaat (bijv. DC540V/750V-bus).
• Doel: Meet de efficiëntie van de omvormer onafhankelijk of, in combinatie met energieopslagsystemen voor liften (supercondensatoren/lithiumbatterijen), meet nauwkeurig het DC-regeneratieve laad-/ontlaadproces.

Aanbevolen model: DJSF1352-RN Bidirectionele DC-spoorenergiemeter .

Kenmerken: Spanningsdekking DC 0-1000V, ondersteunt 75mV shunts of 0-20mA/0-5V/0-10V Hall-sensoren, geschikt voor dubbele DC-ingang, precisie 0,5 of 1 klasse.

Figuur 5: DJSF1352-RN DC-energiemeter en Hall-sensor

Data-acquisitieschema

Aanbevolen modellen: ANet-1E2SM-4G or AWT100-4G .

Kenmerken: Downstream acquisitie van veldapparatuur via RS485 met behulp van standaardprotocollen (bijv. Modbus-RTU), upstream draadloze communicatie via 4G/WiFi of Ethernet, railmontage.

Figuur 6: ANet-1E2SM-4G en AWT100-4G data-acquisitieschema

IV. Liftenergiefeedbackbeheersysteemoplossing

Een IoT-energieplatform is een onafhankelijk ontwikkeld SaaS-cloudplatform dat toegang via meerdere protocollen en toegang tot meerdere terminals ondersteunt, en energiemonitoring, efficiëntieanalyse, analyse van de stroomkwaliteit, alarmbeheer en het genereren van rapporten biedt, waardoor visueel beheer op afstand en intelligente analyse van liftenergiefeedback wordt bereikt. Gebruikers kunnen het debuggen van gegevens voltooien door na de installatie een QR-code te scannen via een app, met behulp van mobiele of pc-WEB-terminals om de vereiste gegevensdiensten te verkrijgen. Meer informatie is beschikbaar op Energie IoT-cloudplatform .

Figuur 7: IoT Energy Cloud-platform

Selectietabel liftenergiefeedbackapparatuur

Productafbeelding	Naam	Model	Functie	Toepassing
	Driefasig AC-energiemeter	DTSD352	Driefasig current, voltage, time-of-use energy, positive/negative energy statistics, multi-rate settings, precision 0.5S, RS485 interface.	Liftdistributie-ingang of feedbackpunt
	Multifunctionele meter	ADW300	Driefasig electrical parameters, time-of-use energy, split-core CT, hot-swappable, RS485, 4G wireless. Precision 0.5S class.	Liftdistributie-ingang of feedbackpunt
	DC-energiemeter	DJSF1352-RN	Gelijkspanning, stroom, vermogen, positieve/negatieve energie, ondersteuning voor Hall-sensor.	Gelijkstroomuitgang van de liftconverter
	Hall-sensor	AHKC-EKA	DC 0-(5-500)A stroommeting, DC 4-20mA uitgang.	Bijpassende DC-energiemeter
	Slimme gateway	ANet-2E4SM	Embedded Linux, ondersteuning voor netwerksockets, datacompressie, AES/MD5-beveiliging, protocolondersteuning: Modbus, ModbusTCP, DL/T645, 101, 103, 104.	Aanpasbaar aan Acrel-EIOT of platforms van derden
	Draadloze router	AWT100-4G	Data-acquisitie en 4G uplink, transparante transmissie.	Aanpasbaar aan Acrel-EIOT of platforms van derden
	Energie IoT-cloudplatform	Acrel-EIOT	Het beschikt over functies zoals data-acquisitie, data-analyse, foutwaarschuwing, datarapportage en beheer van apparatuurmiddelen. Het ondersteunt APP-gebaseerde QR-codescans voor inbedrijfstelling, waardoor in principe een inbedrijfstellingsvrije werking kan worden bereikt.	Implementatieopties omvatten private cloud-implementatie, publieke cloud-implementatie en datahostingservices.