Soluzione di misurazione del feedback energetico per ascensori

Gli ascensoi sono tipici carichi di energia potenziale. Nelle seguenti tre condizioni di lavoro specifiche, la macchina di trazione dell'ascensore (motore) si trasforma da uno stato di consumo energetico a uno stato di generatore, producendo energia elettrica rigenerativa.

• Corsa verso il basso con carico pesante: Il peso dell'auto supera il contrappeso, la gravità spinge l'auto verso il basso e il motore viene azionato per ruotare e generare energia.
• Corsa verso l'alto con carico leggero/vuoto: Il contrappeso è più pesante dell'auto e la spinge verso l'alto, e il motore viene azionato in modo simile in retromarcia per generare energia.
• Frenata a decelerazione: L'ascensore decelera finché non si ferma prima di raggiungere il piano target, rilasciando un'enorme energia cinetica meccanica.

Figura 1: diagramma schematico delle condizioni di generazione dell'ascensore

In base alla frequenza di utilizzo dell'ascensore, l'aggiunta di un dispositivo di feedback energetico si traduce in un tasso medio di risparmio energetico del 30% per ascensore, con picchi che raggiungono oltre il 40%, il che è di notevole importanza per l'efficienza energetica negli edifici moderni con elevati volumi di ascensori.

I. Principio del recupero energetico

Negli ascensori convenzionali senza modifiche, l'energia elettrica generata provoca un aumento della tensione del bus CC del convertitore di frequenza. Il sistema può dissipare questa energia solo sotto forma di calore attraverso un resistore di frenatura, che non solo consuma energia ma aumenta anche la temperatura della sala macchine, influenzando il funzionamento dell'apparecchiatura, come mostrato nella Figura 2.

Dopo aver aggiunto un dispositivo di feedback energetico, il recupero energetico consiste principalmente nei seguenti passaggi:

• Cattura dell'energia: La potenza CA generata dall'ascensore viene prima trasformata in potenza CC dal convertitore di frequenza e immagazzinata nel condensatore del circuito CC.
• Inversione intelligente: Quando la tensione del bus CC supera la soglia impostata, il dispositivo di feedback dell'energia (i componenti principali includono l'inverter a ponte intero IGBT e il microprocessore DSP) si attiva prima del resistore di frenatura, convertendo la corrente continua in corrente alternata trifase con la stessa frequenza, fase e tensione della rete a bassa tensione.
• Purificazione e feedback: La corrente di uscita invertita viene purificata attraverso componenti come reattori di filtraggio per eliminare l'inquinamento armonico prima di essere reinviata in modo sicuro alla rete elettrica CA dell'edificio.

Figura 2: diagramma schematico del recupero energetico dell'ascensore

II. Requisiti standard pertinenti

Uno standard nazionale dedicato alla tecnologia del feedback energetico degli ascensori mira a regolamentare i requisiti tecnici, i metodi di prova e le prestazioni di sicurezza. Si applica agli ascensori a velocità controllata a frequenza variabile con rettifica incontrollabile collegati a sistemi TN-S con tensioni nominali pari o inferiori a 400 V CA. Lo standard specifica rigorosi indicatori di prestazione:

• Classificazione di efficienza: Diviso in tre livelli in base al carico; efficienza ≥85% al ​​25% di carico, ≥90% al 50% di carico e ≥95% al ​​100% di carico.
• Qualità dell'energia (limiti armonici): La distorsione armonica totale (THDi) della corrente di feedback non deve superare il 5%, con limiti espliciti per il contenuto armonico pari e dispari.
• Fattore di potenza: Non inferiore a 0,90 quando la potenza di uscita è pari al 50% della potenza nominale.
• Sicurezza e protezione: Il dispositivo deve essere dotato di una protezione completa, inclusa la protezione anti-islanding, sovratensione, sottotensione, cortocircuito, circuito aperto e anomalie della frequenza di rete.

Lo standard specifica la costruzione della piattaforma di test, le condizioni di test e i metodi di misurazione, come l'utilizzo di contatori di energia bidirezionali ad alta precisione per la misurazione sincrona sul lato CC (ingresso) e sul lato CA (uscita) per calcolare l'efficienza di conversione.

III. Schema di selezione della misurazione del feedback energetico dell'ascensore

Nei progetti di modifica effettivi, i misuratori devono essere installati su entrambi i lati CA e CC per verificare l'efficienza e la qualità dell'energia.

Lato collegato alla rete CA (consumo energetico statistico e volume di feedback)

• Applicazione: Armadio di distribuzione dell'alimentazione dell'ascensore Ingresso trifase 380 V o punto di connessione alla rete di feedback.
• Scopo: Calcola il consumo totale dalla rete e l'energia rigenerativa reimmessa nella rete per valutare i guadagni globali in termini di risparmio energetico.

Schema di rete cablata (standard tecnico):

Modellolo consigliato: DTSD1352 Contatore di energia ferroviario trifase .

Caratteristiche: Supporta la misurazione bidirezionale trifase a quattro fili, classe 0,5S a quattro quadranti, abbinata a trasformatori di corrente split-core (CT) esterni, ideale per l'ammodernamento in batch di nuovi ascensori residenziali o commerciali.

Figura 3: Contatore di energia su rotaia CA trifase DTSD1352

Schema IoT wireless (per cablaggi difficili):

Modellolo consigliato: ADW300 misuratore di energia IoT wireless di serie .

Caratteristiche: Moduli 4G/WiFi opzionali, supporto nativo per la trasmissione trasparente bidirezionale TCP. I dati vengono caricati direttamente sulla piattaforma, adatta per vecchie aree residenziali o ascensori sparsi.

Figura 4: Contatore di energia IoT CA trifase ADW300

Lato bus di feedback CC (misurazione CC rigenerativa precisa)

• Applicazione: Lato bus CC all'interno del dispositivo di feedback dell'energia (ad esempio, bus CC 540 V/750 V).
• Scopo: Misura l'efficienza del convertitore in modo indipendente o, se abbinato a sistemi di accumulo dell'energia per ascensori (supercondensatori/batterie al litio), misura con precisione il processo di carica/scarica rigenerativa CC.

Modellolo consigliato: DJSF1352-RN Contatore di energia bidirezionale per binario CC .

Caratteristiche: Copertura di tensione CC 0-1000 V, supporta shunt da 75 mV o sensori Hall 0-20 mA/0-5 V/0-10 V, con doppio ingresso CC, precisione 0,5 o 1 classe.

Figura 5: Misuratore di energia CC e sensore Hall DJSF1352-RN

Schema di acquisizione dati

Modelli consigliati: ANet-1E2SM-4G or AWT100-4G .

Caratteristiche: acquisizione a valle di dispositivi di campo tramite RS485 utilizzando protocolli standard (ad es. Modbus-RTU), comunicazione wireless a monte tramite 4G/WiFi o Ethernet, montaggio su guida.

Figura 6: Schema di acquisizione dati ANet-1E2SM-4G e AWT100-4G

IV. Soluzione del sistema di gestione del feedback energetico per ascensori

Una piattaforma energetica IoT è una piattaforma cloud SaaS sviluppata in modo indipendente che supporta l'accesso multiprotocollo e l'accesso multiterminale, fornendo monitoraggio energetico, analisi dell'efficienza, analisi della qualità dell'energia, gestione degli allarmi e generazione di report, ottenendo una gestione visiva remota e un'analisi intelligente del feedback energetico dell'ascensore. Gli utenti possono completare il debug dei dati scansionando un codice QR tramite un'app dopo l'installazione, utilizzando terminali WEB mobili o PC per ottenere i servizi dati richiesti. Maggiori informazioni sono disponibili su Piattaforma cloud IoT per l'energia .

Figura 7: Piattaforma IoT Energy Cloud

Tabella di selezione delle apparecchiature di feedback energetico dell'ascensore

Immagine del prodotto	Nome	Model	Funzione	Applicazione
	Trifase Contatore di energia CA	DTSD352	Trifase current, voltage, time-of-use energy, positive/negative energy statistics, multi-rate settings, precision 0.5S, RS485 interface.	Ingresso distribuzione ascensore o punto di feedback
	Misuratore multifunzione	ADW300	Trifase electrical parameters, time-of-use energy, split-core CT, hot-swappable, RS485, 4G wireless. Precision 0.5S class.	Ingresso distribuzione ascensore o punto di feedback
	Contatore di energia CC	DJSF1352-RN	Tensione CC, corrente, potenza, energia positiva/negativa, supporto sensore Hall.	Uscita CC del convertitore dell'elevatore
	Sensore Hall	AHKC-EKA	Misurazione della corrente CC 0-(5-500)A, uscita CC 4-20 mA.	Contatore di energia CC corrispondente
	Gateway intelligente	ANet-2E4SM	Linux integrato, supporto socket di rete, compressione dati, sicurezza AES/MD5, supporto protocolli: Modbus, ModbusTCP, DL/T645, 101, 103, 104.	Adattabile a piattaforme Acrel-EIOT o di terze parti
	Router senza fili	AWT100-4G	Acquisizione dati e uplink 4G, trasmissione trasparente.	Adattabile a piattaforme Acrel-EIOT o di terze parti
	Piattaforma cloud IoT per l'energia	Acrel-EIOT	È dotato di funzioni quali acquisizione e analisi dei dati, avviso di guasto, reporting dei dati e gestione delle risorse delle apparecchiature. Supporta la scansione del codice QR basata su APP per la messa in servizio, che sostanzialmente può ottenere un funzionamento senza messa in servizio.	Le opzioni di distribuzione includono la distribuzione del cloud privato, la distribuzione del cloud pubblico e i servizi di hosting dei dati.