Energie-Feedback-Messlösung für Aufzüge

Aufzüge sind typische potenzielle Energielasten. Unter den folgenden drei spezifischen Arbeitsbedingungen geht die Antriebsmaschine (Motoder) des Aufzugs von einem stromverbrauchenden Zustand in einen Generatorzustand über und erzeugt regenerative elektrische Energie.

• Schwerlast-Abwärtsfahrt: Das Fahrzeuggewicht übersteigt das Gegengewicht, die Schwerkraft zieht das Fahrzeug nach unten und der Motor wird angetrieben, um sich zu drehen und Strom zu erzeugen.
• Aufwärtsfahrt bei leichter/leerer Beladung: Das Gegengewicht ist schwerer als das Auto und zieht das Auto nach oben. Der Motor wird ebenfalls rückwärts angetrieben, um Strom zu erzeugen.
• Verzögerungsbremsung: Der Aufzug bremst ab, bis er stoppt, bevor er die Zieletage erreicht, wodurch enorme mechanische kinetische Energie freigesetzt wird.

Abbildung 1: Schematische Darstellung der Aufzugserzeugungsbedingungen

Basierend auf der Häufigkeit der Aufzugsnutzung führt der Einbau eines Energierückkopplungsgeräts zu einer durchschnittlichen Energieeinsparungsrate von 30 % pro Aufzug, mit Spitzenwerten von über 40 %, was für die Energieeffizienz in modernen Gebäuden mit hohem Aufzugsaufkommen von erheblicher Bedeutung ist.

I. Prinzip der Energierückgewinnung

Bei herkömmlichen Aufzügen ohne Umbau führt die erzeugte elektrische Energie zu einem Anstieg der Zwischenkreisspannung des Frequenzumrichters. Das System kann diese Energie nur über einen Bremswiderstand als Wärme abführen, was nicht nur Energie verbraucht, sondern auch die Temperatur im Maschinenraum erhöht, was sich auf den Gerätebetrieb auswirkt, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Nach dem Hinzufügen eines Energierückspeisegeräts besteht die Energierückgewinnung im Wesentlichen aus den folgenden Schritten:

• Energiegewinnung: Der vom Aufzug erzeugte Wechselstrom wird zunächst vom Frequenzumrichter in Gleichstrom gleichgerichtet und im Gleichstromkreiskondensator gespeichert.
• Intelligente Inversion: Wenn die DC-Busspannung den eingestellten Schwellenwert überschreitet, wird das Energierückkopplungsgerät (zu den Kernkomponenten gehören IGBT-Vollbrückenwechselrichter und DSP-Mikroprozessor) vor dem Bremswiderstand aktiviert und wandelt Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom mit derselben Frequenz, Phase und Spannung wie das Niederspannungsnetz um.
• Reinigung und Feedback: Der invertierte Ausgangsstrom wird durch Komponenten wie Filterdrosseln gereinigt, um Oberschwingungsverschmutzung zu beseitigen, bevor er sicher zurück in das Wechselstromnetz des Gebäudes geleitet wird.

Abbildung 2: Schematische Darstellung der Energierückgewinnung im Aufzug

II. Relevante Standardanforderungen

Eine nationale Norm zur Energierückkopplungstechnologie für Aufzüge zielt darauf ab, technische Anforderungen, Prüfmethoden und Sicherheitsleistung zu regeln. Sie gilt für geschwindigkeitsgeregelte Aufzüge mit variabler Frequenz und unkontrollierbarer Gleichrichtung, die an TN-S-Systeme mit Nennspannungen von AC 400 V und darunter angeschlossen sind. Der Standard legt strenge Leistungsindikatoren fest:

• Effizienzbewertung: Je nach Belastung in drei Stufen unterteilt; Wirkungsgrad ≥85 % bei 25 % Last, ≥90 % bei 50 % Last und ≥95 % bei 100 % Last.
• Stromqualität (harmonische Grenzen): Die Gesamtharmonische Verzerrung (THDi) des Rückkopplungsstroms darf 5 % nicht überschreiten, wobei explizite Grenzwerte für den ungeraden und geraden Oberwellengehalt gelten.
• Leistungsfaktor: Nicht weniger als 0,90, wenn die Ausgangsleistung 50 % der Nennleistung beträgt.
• Sicherheit und Schutz: Das Gerät muss über einen umfassenden Schutz verfügen, einschließlich Schutz vor Inselbildung, Überspannung, Unterspannung, Kurzschluss, Leerlauf und Netzfrequenzanomalie.

Der Standard spezifiziert den Aufbau von Testplattformen, Testbedingungen und Messmethoden, beispielsweise den Einsatz hochpräziser bidirektionaler Energiezähler für die synchrone Messung auf der DC-Seite (Eingang) und AC-Seite (Ausgang) zur Berechnung der Umwandlungseffizienz.

III. Auswahlschema für die Energierückkopplungsmessung von Aufzügen

Bei tatsächlichen Umbauprojekten müssen Messgeräte sowohl auf der AC- als auch auf der DC-Seite eingesetzt werden, um Effizienz und Stromqualität zu überprüfen.

Seite mit AC-Netzanschluss (Statistischer Energieverbrauch und Rückspeisevolumen)

• Anwendung: Aufzug-Stromverteilerschrank, 3-phasiger 380-V-Eingang oder Rückspeise-Netzanschlusspunkt.
• Zweck: Berechnen Sie den Gesamtverbrauch aus dem Netz und der ins Netz zurückgespeisten regenerativen Energie, um umfassende Energieeinspareffekte abzuschätzen.

Kabelgebundenes Netzwerkschema (technischer Standard):

Empfohlenes Modelll: DTSD1352 Dreiphasiger Schienenenergiezähler .

Merkmale: Unterstützt dreiphasige, vieradrige, bidirektionale Vierquadrantenmessung der 0,5S-Klasse, gepaart mit externen Split-Core-Stromwandlern (CT), ideal für die Batch-Nachrüstung in neuen Wohn- oder Gewerbeaufzügen.

Abbildung 3: Dreiphasiger AC-Schienenenergiezähler DTSD1352

Drahtloses IoT-Schema (für schwierige Verkabelung):

Empfohlenes Modelll: ADW300 Serie drahtloser IoT-Energiezähler .

Features: Optionale 4G/WiFi-Module, native Unterstützung für bidirektionale transparente TCP-Übertragung. Daten-Upload direkt auf die Plattform, geeignet für alte Wohngebiete oder verstreute Aufzüge.

Abbildung 4: Dreiphasiger AC-IoT-Energiezähler ADW300

DC-Feedback-Busseite (Präzise regenerative DC-Messung)

• Anwendung: DC-Busseite innerhalb des Energierückführungsgeräts (z. B. DC540V/750V-Bus).
• Zweck: Messen Sie den Wirkungsgrad des Konverters unabhängig oder messen Sie in Kombination mit Energiespeichersystemen für Aufzüge (Superkondensatoren/Lithiumbatterien) den DC-regenerativen Lade-/Entladevorgang präzise.

Empfohlenes Modelll: DJSF1352-RN Bidirektionaler DC-Schienenenergiezähler .

Merkmale: Spannungsabdeckung DC 0–1000 V, unterstützt 75 mV Shunts oder 0–20 mA/0–5 V/0–10 V Hall-Sensoren, fähig für zwei DC-Eingänge, Genauigkeit 0,5 oder 1 Klasse.

Abbildung 5: DJSF1352-RN Gleichstrom-Energiezähler und Hall-Sensor

Datenerfassungsschema

Empfohlene Modelle: ANet-1E2SM-4G or AWT100-4G .

Merkmale: Downstream-Erfassung von Feldgeräten über RS485 mit Standardprotokollen (z. B. Modbus-RTU), Upstream-Funkkommunikation über 4G/WiFi oder Ethernet, Hutschienenmontage.

Abbildung 6: Datenerfassungsschema für ANet-1E2SM-4G und AWT100-4G

IV. Lösung für das Energierückkopplungsmanagementsystem für Aufzüge

Eine IoT-Energieplattform ist eine unabhängig entwickelte SaaS-Cloud-Plattform, die Multiprotokollzugriff und Multiterminalzugriff unterstützt und Energieüberwachung, Effizienzanalyse, Stromqualitätsanalyse, Alarmmanagement und Berichterstellung bietet und eine visuelle Fernverwaltung und intelligente Analyse der Energierückmeldung von Aufzügen ermöglicht. Benutzer können das Daten-Debugging abschließen, indem sie nach der Installation einen QR-Code über eine App scannen und mobile oder PC-WEB-Terminals nutzen, um die erforderlichen Datendienste zu erhalten. Weitere Informationen finden Sie unter Energie-IoT-Cloud-Plattform .

Abbildung 7: IoT Energy Cloud-Plattform

Auswahltabelle für Energierückkopplungsgeräte für Aufzüge

Produktbild	Name	Model	Funktion	Bewerbung
	Dreiphasig Wechselstrom-Energiezähler	DTSD352	Dreiphasig current, voltage, time-of-use energy, positive/negative energy statistics, multi-rate settings, precision 0.5S, RS485 interface.	Aufzugsverteilungseingang oder Rückkopplungspunkt
	Multifunktionsmessgerät	ADW300	Dreiphasig electrical parameters, time-of-use energy, split-core CT, hot-swappable, RS485, 4G wireless. Precision 0.5S class.	Aufzugsverteilungseingang oder Rückkopplungspunkt
	Gleichstrom-Energiezähler	DJSF1352-RN	Gleichspannung, Strom, Leistung, positive/negative Energie, Hall-Sensor-Unterstützung.	Gleichstromausgang des Aufzugswandlers
	Hall-Sensor	AHKC-EKA	DC 0-(5-500)A Strommessung, DC 4-20mA Ausgang.	Passender Gleichstrom-Energiezähler
	Intelligentes Gateway	ANet-2E4SM	Embedded Linux, Netzwerk-Socket-Unterstützung, Datenkomprimierung, AES/MD5-Sicherheit, Protokollunterstützung: Modbus, ModbusTCP, DL/T645, 101, 103, 104.	Anpassbar an Acrel-EIOT oder Plattformen von Drittanbietern
	WLAN-Router	AWT100-4G	Datenerfassung und 4G-Uplink, transparente Übertragung.	Anpassbar an Acrel-EIOT oder Plattformen von Drittanbietern
	Energie-IoT-Cloud-Plattform	Acrel-EIOT	Es bietet Funktionen wie Datenerfassung, Datenanalyse, Fehlerwarnung, Datenberichterstellung und Anlagenverwaltung. Es unterstützt das APP-basierte QR-Code-Scannen zur Inbetriebnahme, wodurch grundsätzlich ein inbetriebnahmefreier Betrieb erreicht werden kann.	Zu den Bereitstellungsoptionen gehören private Cloud-Bereitstellung, öffentliche Cloud-Bereitstellung und Datenhosting-Dienste.