工程案例_智慧电梯_伟邦科技
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电梯能量回收装置
发布时间：2025-12-03
电梯能量回收装置
电梯能量回收装置（又称电梯能量回馈单元）是一种将电梯下降或制动过程中的动能转化为电能并重新利用的节能装置。它不改变电梯原有的控制方式，只在驱动系统中加入发电、功率转换和储能/回馈功能，实现“下行发电、上行供电”。
1. 工作原理
- 再生制动：电梯在下降或减速时，曳引电机由电动机转为发电机，机械动能通过电机转化为交流电。
- 功率整流与调节：产生的交流电经整流、逆变或双向PWM控制（如双向电磁控制阀）转换为符合电网或电梯供电需求的直流/交流电。
- 能量去向
- 直接回馈电网：通过逆变器将电能送回建筑配电网，实现“电梯即小型发电站”。
- 本地储能：电能存入蓄电池、超级电容或飞轮等储能装置，供后续上行或其他设备使用。
典型的控制流程在专利《一种电梯曳引驱动设备能量回收利用装置》中以双向电磁阀、止逆阀等实现机械与电气的双向耦合。
2. 主要技术路线 / 类型
| 类型 | 能量转换与储存方式 | 代表产品/专利 | 关键特点 |
|---|---|---|---|
| 再生制动+电网回馈 | 电机发电 → 逆变 → 直接送入建筑配电网 | YT100L 系列（山东宇田） | 省去本地储能，节电率 20%‑45% |
| 再生制动+电池储能 | 发电 → 整流 → 蓄电池（锂离子） | 电梯能量回馈单元（伟邦科技） | 适用于电梯群控，能在峰谷电价差中进一步降低成本 |
| 再生制动+超级电容 | 发电 → 整流 → 超级电容快速放电 | 方案描述 | 高功率密度、寿命长（>10 年） |
| 再生制动+电池储能 | 发电 → 机械传动 → 电池储能 | 伟邦科技WB-E6000\、WB-E8000 | 机械储能效率高，适合大功率电梯 |
| 混合式（电网+本地储能） | 同时具备回馈电网和本地储能两条通道 | 南通昌荣机电专利《一种电梯曳引驱动设备能量回收利用装置》 | 兼顾电网需求和紧急供电，提升系统可靠性 |
3. 关键部件
| 部件 | 功能 | 常见实现方式 |
|---|---|---|
| 电机/发电机 | 下降时转为发电机 | 永磁同步电机或感应电机 |
| 功率电子（逆变/整流） | 双向功率流控制 | 双向PWM、IGBT/SiC 模块 |
| 控制单元 | 实时监测速度、负载，调节功率流向 | PLC/嵌入式 MCU（如 STM32） |
| 储能装置 | 存储再生电能 | 蓄电池、超级电容、飞轮 |
| 安全保护 | 防孤岛、过流、过压、故障自诊断 | 逆变器内置保护、LCD 显示 |
4. 节能效果与经济效益
- 节电率：20%‑45%（视电梯使用频率、负载特性而定）。
- 成本回收：以 12000 元/套的回馈装置为例，年均可节约 2‑5 万元电费，3‑5 年即可收回投资。
- 寿命：设计寿命 7 万 h（约 10 年）以上，维护成本低。
5. 市场现状与发展趋势
全球规模：2023 年全球电梯市场约 650 亿美元，2024 年预计突破 700 亿美元，绿色节能（永磁同步电机、能量回收装置）是主要增长点。
中国需求：2024 年中国电梯保有量 1063 万台，其中约 80 万台使用年限 >15 年，预计每年替换需求 1500‑5000 吨设备，带动能量回收装置需求显著上升。
细分占比：在 J.P. Morgan 2025 E 预测的工业自动化、交通等细分市场中，电梯占整体市场约 10%（2025 E）。
企业与产品
- 伟邦科技：WB-E8000、WB-E6000 系列再生制动装置，已在医院、商场等项目落地。
技术趋势
- 高效功率电子：SiC/GaN 器件降低损耗，提高回收效率。
- 智能控制：基于物联网的远程监控与故障预测，提升可靠性。
- 多能互补：将回收电能与建筑微电网、光伏系统耦合，实现“电梯+建筑”整体能效优化。
6. 未来挑战与展望
| 挑战 | 对策 |
|---|---|
| 功率波动与电网兼容 | 采用双向PWM、谐波抑制技术，满足国家电网标准 |
| 储能成本 | 超级电容与飞轮成本逐年下降，规模化生产降低单价 |
| 安全与可靠性 | 采用防孤岛检测、故障自诊断功能，确保在任何情况下电梯安全运行 |
| 标准化与政策 | 结合《工业能效提升行动计划》等国家政策，推动强制装配或补贴激励 |
随着“双碳”目标的推进和建筑节能法规的日益严格，电梯能量回收装置将从“可选”向“必配”转变，市场规模有望保持两位数年增长。企业应聚焦高效功率电子、智能化控制和模块化储能方案，以实现更高的回收率和更低的整体成本。
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