Solution de mesure du feedback énergétique des ascenseurs

Les ascenseurs sont des charges énergétiques potentielles typiques. Dans les trois conditions de travail spécifiques suivantes, la machine de traction d'ascenseur (moteur) passe d'un état de consommation d'énergie à un état de générateur, produisant de l'énergie électrique régénérative.

• Déplacement vers le bas pour charges lourdes : Le poids de la voiture dépasse le contrepoids, la gravité tire la voiture vers le bas et le moteur est entraîné pour tourner et générer de l'énergie.
• Déplacement vers le haut en charge légère/à vide : Le contrepoids est plus lourd que la voiture, ce qui la tire vers le haut, et le moteur est également entraîné en marche arrière pour générer de l'énergie.
• Freinage par décélération : L'ascenseur décélère jusqu'à s'arrêter avant d'atteindre l'étage cible, libérant une énergie cinétique mécanique massive.

Figure 1 : Diagramme schématique des conditions de génération de l'ascenseur

Sur la base de la fréquence d'utilisation des ascenseurs, l'ajout d'un dispositif de retour d'énergie entraîne un taux d'économie d'énergie moyen de 30 % par ascenseur, avec des pics atteignant plus de 40 %, ce qui est d'une impoutance significative pour l'efficacité énergétique dans les bâtiments modernes avec des volumes d'ascenseurs élevés.

I. Principe de récupération d'énergie

Dans les ascenseurs conventionnels, sans modification, l'énergie électrique générée provoque une augmentation de la tension du bus CC du convertisseur de fréquence. Le système ne peut dissiper cette énergie sous forme de chaleur qu'à travers une résistance de freinage, ce qui non seulement consomme de l'énergie mais augmente également la température de la salle des machines, ce qui a un impact sur le fonctionnement de l'équipement, comme le montre la figure 2.

Après l'ajout d'un dispositif de retour d'énergie, la récupération d'énergie comprend principalement les étapes suivantes :

• Capture d'énergie : Le courant alternatif généré par l'ascenseur est d'abord redressé en courant continu par le convertisseur de fréquence et stocké dans le condensateur du circuit CC.
• Inversion intelligente : Lorsque la tension du bus CC dépasse le seuil défini, le dispositif de retour d'énergie (les composants principaux comprennent un onduleur en pont complet IGBT et un microprocesseur DSP) s'active avant la résistance de freinage, convertissant le courant continu en courant alternatif triphasé avec la même fréquence, phase et tension que le réseau basse tension.
• Purification et rétroaction : Le courant de sortie inversé est purifié à travers des composants tels que des réacteurs filtrants pour éliminer la pollution harmonique avant d'être renvoyé en toute sécurité vers le réseau électrique CA du bâtiment.

Figure 2 : Schéma de principe de la récupération d'énergie d'un ascenseur

II. Exigences standard pertinentes

Une norme nationale dédiée à la technologie de retour d'énergie des ascenseurs vise à réglementer les exigences techniques, les méthodes de test et les performances de sécurité. Elle s'applique aux ascenseurs à vitesse variable et à redressement incontrôlable connectés à des systèmes TN-S avec des tensions nominales de 400 V CA et moins. La norme précise des indicateurs de performance stricts :

• Classement d'efficacité : Divisé en trois niveaux en fonction de la charge ; efficacité ≥85 % à 25 % de charge, ≥90 % à 50 % de charge et ≥95 % à 100 % de charge.
• Qualité de l'alimentation (limites harmoniques) : La distorsion harmonique totale (THDi) du courant de retour ne doit pas dépasser 5 %, avec des limites explicites pour le contenu harmonique impair et pair.
• Facteur de puissance : Pas moins de 0,90 lorsque la puissance de sortie est égale à 50 % de la puissance nominale.
• Sécurité et protection : L'appareil doit disposer d'une protection complète, y compris une protection contre l'îlotage, les surtensions, les sous-tensions, les courts-circuits, les circuits ouverts et les anomalies de fréquence du réseau.

La norme spécifie la construction de la plate-forme de test, les conditions de test et les méthodes de mesure, telles que l'utilisation de compteurs d'énergie bidirectionnels de haute précision pour la mesure synchrone du côté CC (entrée) et du côté CA (sortie) afin de calculer l'efficacité de conversion.

III. Schéma de sélection de mesure de rétroaction d'énergie d'ascenseur

Dans les projets de modification réels, les compteurs doivent être déployés des côtés AC et DC pour vérifier l'efficacité et la qualité de l'énergie.

Côté connecté au réseau AC (consommation d'énergie statistique et volume de retour)

• Demande : Armoire de distribution d'énergie pour ascenseur Entrée triphasée 380 V ou point de connexion au réseau de rétroaction.
• Objectif : Calculez la consommation totale du réseau et l’énergie régénérative renvoyée au réseau pour évaluer les gains globaux en matière d’économie d’énergie.

Schéma de réseau filaire (norme d'ingénierie) :

Modèle recommandé : DTSD1352 Compteur d'énergie ferroviaire triphasé .

Caractéristiques : Prend en charge la mesure bidirectionnelle à quatre quadrants triphasés à quatre fils, classe 0,5S, associée à des transformateurs de courant (CT) externes à noyau divisé, idéal pour la modernisation par lots dans de nouveaux ascenseurs résidentiels ou commerciaux.

Figure 3 : Compteur d'énergie triphasé sur rail AC DTSD1352

Schéma IoT sans fil (pour un câblage difficile) :

Modèle recommandé : ADW300 compteur d'énergie IoT sans fil série .

Caractéristiques : modules 4G/WiFi en option, prise en charge native de la transmission transparente bidirectionnelle TCP. Les données sont téléchargées directement sur la plateforme, adaptées aux anciennes zones résidentielles ou aux ascenseurs dispersés.

Figure 4 : Compteur d'énergie triphasé AC IoT ADW300

Côté bus de rétroaction CC (mesure CC régénérative précise)

• Demande : Côté bus CC à l'intérieur du dispositif de retour d'énergie (par exemple, bus DC540 V/750 V).
• Objectif : Mesurez l'efficacité du convertisseur indépendamment ou, lorsqu'il est associé à des systèmes de stockage d'énergie d'ascenseur (supercondensateurs/batteries au lithium), mesurez avec précision le processus de charge/décharge régénérative CC.

Modèle recommandé : DJSF1352-RN Compteur d'énergie bidirectionnel sur rail CC .

Caractéristiques : couverture de tension DC 0-1000 V, prend en charge les shunts 75 mV ou les capteurs Hall 0-20 mA/0-5 V/0-10 V, capables d'une double entrée DC, précision 0,5 ou 1 classe.

Figure 5 : Compteur d'énergie CC DJSF1352-RN et capteur à effet Hall

Schéma d'acquisition de données

Modèles recommandés : ANet-1E2SM-4G or AWT100-4G .

Caractéristiques : Acquisition en aval d'appareils de terrain via RS485 à l'aide de protocoles standards (par exemple Modbus-RTU), communication sans fil en amont via 4G/WiFi ou Ethernet, montage sur rail.

Figure 6 : Schéma d'acquisition de données ANet-1E2SM-4G et AWT100-4G

IV. Solution de système de gestion de la rétroaction énergétique des ascenseurs

Une plateforme énergétique IoT est une plateforme cloud SaaS développée indépendamment prenant en charge l'accès multiprotocole et l'accès multiterminal, fournissant une surveillance de l'énergie, une analyse de l'efficacité, une analyse de la qualité de l'énergie, une gestion des alarmes et une génération de rapports, permettant une gestion visuelle à distance et une analyse intelligente du retour d'énergie des ascenseurs. Les utilisateurs peuvent terminer le débogage des données en scannant un code QR via une application après l'installation, en utilisant des terminaux WEB mobiles ou PC pour obtenir les services de données requis. Plus d'informations sont disponibles sur Plateforme cloud IoT pour l'énergie .

Figure 7 : Plateforme IoT Energy Cloud

Tableau de sélection des équipements de rétroaction énergétique des ascenseurs

Image du produit	Nom	Modèle	Fonction	Demande
	Triphasé Compteur d'énergie CA	DTSD352	Triphasé current, voltage, time-of-use energy, positive/negative energy statistics, multi-rate settings, precision 0.5S, RS485 interface.	Entrée de distribution d'ascenseur ou point de retour
	Compteur multifonction	ADW300	Triphasé electrical parameters, time-of-use energy, split-core CT, hot-swappable, RS485, 4G wireless. Precision 0.5S class.	Entrée de distribution d'ascenseur ou point de retour
	Compteur d'énergie CC	DJSF1352-RN	Tension CC, courant, puissance, énergie positive/négative, prise en charge du capteur Hall.	Sortie CC du convertisseur d'ascenseur
	Capteur à effet Hall	AHKC-EKA	Mesure de courant DC 0-(5-500)A, sortie DC 4-20mA.	Compteur d'énergie CC correspondant
	Passerelle intelligente	ANet-2E4SM	Linux embarqué, prise en charge des sockets réseau, compression des données, sécurité AES/MD5, prise en charge des protocoles : Modbus, ModbusTCP, DL/T645, 101, 103, 104.	Adaptable à Acrel-EIOT ou à des plateformes tierces
	Routeur sans fil	AWT100-4G	Acquisition de données et liaison montante 4G, transmission transparente.	Adaptable à Acrel-EIOT ou à des plateformes tierces
	Plateforme cloud IoT pour l'énergie	Acrel-EIOT	Il propose des fonctions telles que l'acquisition de données, l'analyse des données, l'avertissement de panne, le rapport de données et la gestion des actifs d'équipement. Il prend en charge la numérisation de code QR basée sur l'application pour la mise en service, ce qui permet essentiellement d'obtenir un fonctionnement sans mise en service.	Les options de déploiement incluent le déploiement sur un cloud privé, le déploiement sur un cloud public et les services d'hébergement de données.