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自动扶梯变频节能改造 

发布时间:2019/05/06

自动扶梯和自动人行道在酒店、商场、地铁、火车站、写字楼、会馆、机场等场所应用较多,在方便顾客和提高服务质量等方面起到了相当重要的作用。但由于其使用场合的特殊性,部分扶梯经常处于空转的状态,这必将浪费大量的电能,同时也使扶梯部件(如电机、减速箱、扶手带等)产生磨损及疲劳损伤。自动扶梯在空载状态下的运转成为一种巨大的浪费。因此,我们设想,如果能让自动扶梯自动检测到空载状态一段时间后,指令扶梯由全速运转减速至半速运转。在人员进出相对不频繁的场所,基于上述思想,自动扶梯检测到空载状态一段时间后,将由全速运转逐渐减速直到停止运转,这样便可实现节省电能达20%~50%左右。当有乘客踏上自动扶梯床盖板时,扶梯可通过设置在床盖板入口处的光电感应装置自动感知乘客的到来,开始全速运转。
一、   自动扶梯工作原理
目前,一般国内安装的自动扶梯多采用单速交流电机作为主机,链轮链条式传动,配有刹车电机,梯级额定速度大多为0.5m/s。这种扶梯即使在无乘客使用时仍以额定的速度来不停的运行,这样具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命低等缺点。
二、全自动扶梯节能改造方案
(1) 改造的总体原则
在不对扶梯的正常使用产生任何影响的前提下,引入无速度传感器矢量控制变频调速的概念。即变频器根据传感器产生的信号,在有人乘坐时,扶梯以原有设计速度运行;当无人乘坐时,扶梯减速或停止运行。
(2) 变频器的作用
主要作用是用来调整扶梯转速,启动和运行平稳,在无人时,系统自动转入爬行运行,以达到节能的目的。将扶梯入口处安装光电开关,有乘客时,光电开关发出信号,扶梯经变频调速至额定速度,当全部乘客离开扶梯后,扶梯又自动进入低速运行状态待客。这样可节省电能、减少机械磨损、延长使用寿命。
(3) 变频器的选型
系统要求启动运行平稳,无抖动,要求变频器启动转矩大,过载能力强。变频器能够提供足够的输出转矩,且过载能力强,转速调节精度高,在开环时速度误差能达到0.5%,转矩响应时间短10ms。能够满足该系统的要求。
(3) 具体方案
      系统要求变频器启动运行平稳,加速性能好,启动转矩大,过载能力强,同时应具备当变频器调速系统出现故障时,自动切换到工频运行,保障扶梯输送功能的正常实施。  对于客用自动扶梯,正常使用高峰期出现在下午及晚间时段,其余时段使用率较低,具有相当大的节能空间。根据以上改造原则,从投资成本及自动化水平两方面考虑,变频拖动方案:变频器采用多段速控制模式,并设置主频率1(低速)、多段速频率2(高速)两种运行频率;  在电梯首尾处各安装一支红外传感器开关,乘客通过电梯时,红外传感器开关被触发并发出开关信号给变频器;有客流时,红外传感开关被触发,变频器立即加速到多段速频率2,并使电梯高速运行;电梯高速运行时,变频器内置计时器开始计时,若在计时的时间段内再无乘客通过电梯,计时结束后变频器将自动切换到多段速频率1,进行低速运行; 若在计时器计时期间,有乘客重新触发光电开关,计时器将重新计时; 对电梯上行和下行,外围控制采用开关互锁,便能确保扶梯系统的正常工作; 为了消耗下行,或者制动过程产生的多余能量,只需在变频器上加装制动电阻。 变频扶梯适用于场所必须有电梯而人流又时断时续的环境,它可以在没人乘坐的时候以原速度的1/2以下速度运行,这样就可以节省能源和减少机械部件的磨损,延长扶梯寿命。当有客人需乘扶梯时,扶梯自动平滑过渡到正常速度以提高运输效率,扶梯空载后又会自动平滑过渡到低速状态。
三、经济效益
自动扶梯的变频节能运行与传统电气控制系统相比,大大减少扶梯配件的磨损,延长适用寿命。扶梯节能改造的设备费用与电能节约和机械磨损的费用相比,投入不大,短期内即可收回投资,因此扶梯变频节能安全改造技术的研制和使用成功,能提高现有扶梯安全节能,具有显著的经济效益和社会效益。
 (1) 节电明显:扶梯电机所带负载为恒转矩负载,由于无人时扶梯电机的转速降为正常转速的一半,所以此时电机功率降为原来的一半。
(2) 减少磨损:由于转速下降,使机械部件的磨损大大下降和扶梯维护费用成倍减少。
(3) 安全可靠:由于使用高性能的变频调速器,除原有的电机保护功能外,由于电机转速的降低,可大幅度降低电机的温升,使电机的工作更加安全可靠。