【正文】 電梯能效測量儀工作原理流程圖 Elevator Energy Efficiency Working Flow meter 利用該電梯能效測量儀現(xiàn)場測量時，包括下列測量步驟： （ 1）根據(jù)電梯在建筑物中運行的樓層數(shù)確定被測電梯的測試運行工作圖譜。將功率信號對時間進行積分就可以得到能量。的處理。 DSP 能夠方便實現(xiàn)四象限無功電能測量。因此無功計量的帶寬限制在 1500Hz以內。設所希望得到的濾波器理想響應為： ( ) ( )j jnddnh e h n e??? ????? ? (320) FIR 濾波器的設計就在于尋找一個傳遞函數(shù) 10( ) ( )Nj jnnH e h n e??? ??? ?去逼近 ()jdHe? ，第三章 電梯循環(huán)周期內電能測量 21 設： 1( ) ( )2 j jnddh n H e e? ???? ?? ? (321) 由于 ()jdHe? 的矩形頻率特性，故 ()dhn一定是無限長的序列，而且是非因果的。 設 ( )( 0 ,1, 2 , , 1)h n n N??為濾波器的沖擊響應，輸入信號為 ()xn ，則 FIR 濾波器就是要實現(xiàn)下列差分方程： 10( ) ( ) ( )Nky n h k x n k????? (319) 式（ 319）就是 FIR 濾波器的差分方程。 底 層 中 間 層 中 間 層 頂 層中 間 層 中 間 層 圖 31 電梯循環(huán)周期工作圖譜 Fig. 31 Elevator work cycle map 第三章 電梯循環(huán)周期內電能測量 17 循環(huán)周期內的電能 測 量 正弦系統(tǒng)的電能 測量 對于正弦，線性負載的電能測量，可以按照以下 電路 基本計算 公式 計算 ： 電壓有效值： 201 ()TrmsU u t dtT? ? (31) 電流有效值： 201 ()TrmsI i t dtT? ? (32) 功率因數(shù)： ()() ()abs PPF si gn Q abs S?? (33) 三相三線合相功率： 3 ACAB CBP U I U I? ? ? ??? (34) 3 9 0 9 0ACA B CBQ U I U I? ? ? ?? ? ? ? ? ? (35) 223 3 3S P Q?? (36) 三相四線合相功率： 4 A B CA B CP U I U I U I? ? ? ? ? ?? ? ? (37) 4 9 0 9 0 9 0A B CA B CQ U I U I U I? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? (38) 224 4 4S P Q?? (39) 有功能量： ()pE p t dt?? (310) 華南理工大學碩士學位論文 18 非正弦系統(tǒng)的電能測量 電梯系統(tǒng)本身包括能夠產生諧波電流的非線性元件，如變壓器的空載電路，交、直流換流站的晶閘管控制元件，晶閘管控制的電容器、電抗器等。華南理工大學碩士學位論文 16 第三章 電梯循環(huán)周期內的電能 測 量 電梯循環(huán)運行模式定義 全程空載標準工作圖譜循環(huán)運行模式 電梯的載荷工況為空載，同時根據(jù)電梯運行樓層數(shù)確定電梯工作圖譜，電梯 按設定的工作圖譜循環(huán)運行。在額定載荷相同的情況下，電梯平衡系數(shù)僅與轎廂質量和對重質量有關，因本能效測量方法與轎廂及對重質量無關，從而測量結果與電梯平衡系數(shù)無關，使不同平衡系數(shù)的電梯能效具有可對比性。 ?一個循環(huán)周期內的實際工作量 一個循環(huán)周期內的耗電量 噸千米 計算當量電量 (28) 把 “計算當量電量 ”作為能效指標比把 “噸千米的用電量 ”作為能效指標可以大大縮短測試時間，如果每 次測量是精準的，則并未降低測量精度。 為了達到更好的技術效果，有效載荷 M? 優(yōu)選為額定載荷的 20%。電梯按圖 7 所示運行，始于底層且終于底層。不能籠統(tǒng)地以電梯運送載荷所作的功和消耗的電能比值來衡量電梯能效，而要明確是以一個循環(huán)周期為比較前提。電梯能效系數(shù)和每噸千米的耗電指標，能較好的體現(xiàn)電梯能效水平，易于各電梯的比較，但其定義的仿真工況測量方法現(xiàn)場測試時復雜，耗時費力，測試成本較高，不利于推廣使用。該課題組通過測量電梯在規(guī)定的工作周期內的能 耗 情 況，計算上述兩個參數(shù)的值，然后進行評價。 3600R ST TPE ??? (21) 第二章 電梯能效評價方法 9 ( / ) .8E k W he ??? ?天 天 數(shù) / 年 05人 數(shù) 面 積 / 人 (22) 其中： E：電梯每天消耗的能耗 (kWh/day)； R：電機的額定功率 (kWh)； ST：電梯每天的啟動次數(shù)； e：建筑中電梯每年每平方米的能耗； 該方法通過建筑的面積、建筑使用者的數(shù)量和啟動次數(shù)，把電梯的能耗情況與建筑的交通情況結合到一起。由于使用者對電梯的使用偏好不同和工作場所不是完全相同，電梯的啟動次數(shù)不能全面反映電梯的客流情況。這些電梯的速度從 。電梯的額定載荷被設置 800kg。電梯能效的定義和測量目的是建立一個公認尺度來衡量標識不同電梯的電能利用效率，所以測量電梯能效的關鍵是定義一個合理的測量方法，排除各種影響電梯能效的因素對測量結果所造成的干擾，使測量結果具有可比性 。 通過對比現(xiàn)有的計量工具， 現(xiàn)有的電能計量工具無法滿足我們的項目需求，因此我們需要開發(fā)一套具備電梯能效計量功能的 軟件和 電梯能效測量儀。 20xxQK350 課題組提出的電梯能效測量的模擬工況法 [19]，以每噸千米的耗電量（ kWh/tKm）作為電梯能源利用效率指標，該指標可以很好的反映出電梯能源利用效率。因國家沒有對電梯能耗出臺相關規(guī)定，民眾在采購電梯時，主要考慮產品的安全和價格因素，不愿意選擇節(jié)能產品；因此，節(jié)能電梯的市場接受度不高，導致電梯節(jié)能技術推廣應用受阻。 因此，電梯節(jié)能技術的廣泛應用是開展電梯節(jié)能降耗工作的前提。為此我國 20xx 年 10 月 28 日頒布實施的《中華人民共和國節(jié)約能源法》中也明確提出了 “對高耗能的特種設備，按照國務院的規(guī)定實行節(jié)能審查和監(jiān)管 ”的要求。 隨著 中國經濟的蓬勃發(fā)展和城市化進程的加速，國內建筑能耗的總量逐年上升，在所有能源消耗中所占的比例已從上世紀 70 年代末的 10%，上升到近年的 %，同時，通過在北京、上海和廣州的調查數(shù)據(jù)顯示，面積僅為 5%的大型公共建筑的用電量已經解決全部住宅的用電量 [5]。 社會對電能的需求，隨著國民生產總值（ GDP）的增長而快速地增加。 錯誤 !未定義書簽。 61 V 附 錄 60 參考文獻 51 第六章 現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)和分析 48 主程序流程圖 41 DSP 硬件外設驅動層 40 電梯能效檢測儀 DSP 軟件架構設計 16 電梯循環(huán)周期工作圖譜 15 第三章 電梯循環(huán)周期內的電能測量 11 基于差額質量速度積分的電梯能效測量方法 II 第一章 緒論 提出以 Mvdt?? 即差額質量速度積分計算電梯輸送有效載荷所作的機械能。 定義一種能克 服各種影響電梯電能指標干擾因素的電梯能效測量方法，并且能安全、便捷測量得到電梯能效指標。 III 目 錄 摘 要 2 國內外研究現(xiàn)狀 25 系 統(tǒng)結構框架 54 電梯能效數(shù)據(jù)分析 與此同時，我國已經成為世界上第二大能源消費國，對國外能源的依賴程度不斷上升。攻克主要能耗領域的節(jié)能關鍵技術，積極發(fā)展建筑節(jié)能技術，大力提高一次能源利用效率和終端用能效率 ”[4]。 電梯作為建筑耗能的一部分，其耗能問題已被廣泛關注，電梯已成為重要的節(jié)能減排對象。廣東省在用電梯擁有量占據(jù)全國首位，如按 20xx 年底廣東電梯統(tǒng)計 萬臺計算， 20xx 年耗電量約為 60億千瓦時，應用現(xiàn)在的電梯節(jié)能技術就將節(jié)電約 20 億千瓦時，而且廣東每年新增電梯一般超過 2 萬臺，在我省實行電梯能耗測試與監(jiān)管，大有可為。 另外，由于節(jié)能型電梯成本較普通電梯高，其售價較普通電梯貴，用戶增加投資回收期較長，民眾對執(zhí)行電梯節(jié)能積極性不高。但是，這些評價參數(shù)不能很好的反映出電梯能源效率。 另外，這些電能計量工具不具備測量機械能的功能，而我們項目中需要測量機械能這一重要指標。 影響電梯能效的因素是多方面的，電梯運行速度、運行載荷不同，其能效也不同，即電梯能效本質是隨電梯運行條件而變化的。選擇 10m作為正常繁忙交通情況下的一個合理的行程典型統(tǒng)計平均值。他對四種驅動類型（液壓、交流雙速、 DC 渦流制動和 VVVF）的 29 臺電梯進行能耗現(xiàn)場測量。該方法認為電梯的啟動次數(shù)和額定載荷是影響電梯能效評價的主要因數(shù)。建筑中電梯每年每平方米的能 ( 2//kWh m year)根據(jù)公式 22 計算。 (6) 電梯能效系數(shù)和每噸千米的耗電量 國家質檢總局科技計劃項目 20xxQK350《電梯能源效率的評價與檢測技術研究》課題組 [19]分別以電梯能效系數(shù) (η)和每噸千米的耗電量 ()作為電梯能效的評價參數(shù)對電梯能耗情況進行評價。固定時間內的電梯能耗可作為政府部門或者用戶估算電梯能耗用，而對于電梯能效測量，該指標中參數(shù)是基于統(tǒng)計和估計的，缺乏可操作性和準確性。在循環(huán)周期內的輸入電能和循環(huán)周期內完成的輸送量才有可比性。所謂的電梯測試運行工作圖譜，如圖 23 所示，也即循環(huán)工作圖譜，是指根據(jù)電梯運行樓層數(shù)，設定中間層，具體可為 8 層以下不設中間站， 9~15 層站設一個中間層站； 16~22 層設 2 個中間層站，以此類推。根據(jù)“11 C W ???噸 千 米 耗 電 量 噸 千 米 E”算式，求得電梯噸千米耗電量，并以此作為電梯能源利用效率的度量指標。簡化的電梯能效指標：一個循環(huán)周期內，根據(jù)電梯實際完成的工作量與實際消耗的電量，比例放大到噸千米工作量后的計算當量電量，作為電梯能效指標，如公式 28 所示。 (3)測量方法屏蔽了電梯平衡系數(shù)對電梯能效測量的影響，使不同平衡系數(shù)的電梯能效具有可對比性。 本章小結 本章主要介紹了現(xiàn)有電梯能效評價方法和特點，以及重點介紹了采用的基于差額質量速度積分的電梯能效測量方法 和特點 。根據(jù)樓 層設定好中間層后，測試時電梯按工作圖譜全程運行，電梯循環(huán)周期工作圖譜如圖 31 所示。高通濾波器的作用就是濾除電壓、電流采樣數(shù)據(jù)中的直流成分，保留頻率為 50HZ 的電網信號 ，采用高 通 FIR 濾波器 。因 此，這種方法的重點在于選擇某種恰當?shù)拇昂瘮?shù)和一種合適的理想濾波器。在保證信號幅頻響應不衰減的前提下，能夠對 301500Hz的采樣信號進行移相 90度的處理。無功功率有正向和反向無功，正向無功標識為 +，為 2 象限無功，反向無功標識為 ，為 4 象限無功，如圖 36 所示。在保證信號幅頻響應不衰減的前提下，能夠對 301500Hz 的采樣信號進行移相 90176。誤差小于 1%。 電梯 能效檢測儀工作原理流程圖如圖 42 所示。為便于現(xiàn)場接線，直接取 U、 V、 W 三相電壓，三相電壓中性點為圖 43 中 UF 點， UF 點的電壓相對儀器的地是浮動變化的，如果把 UF 與儀器地直接相連，可能產生地線環(huán)流，干擾儀器的運