扶梯變頻改造

    自動扶梯和自動人行道在酒店、商場、地鐵、火車站、寫字樓、會館、機場等場所應用較多,在方便顧客和提高服務質量等方面起到了相當重要的作用。但由于其使用場合的特殊性,部分扶梯經常處于空轉的狀態,這必將浪費大量的電能,同時也使扶梯部件(如電機、減速箱、扶手帶等)產生不必要的磨損及疲勞損傷。
自動扶梯的變頻節能運行原理

    我們知道,由于能源和電力資源的匱乏,自動扶梯在空載狀態下的運轉成為一種巨大的浪費。因此,我們設想,如果能讓自動扶梯自動檢測到空載狀態一段時間后,指令扶梯由全速運轉減速至半速運轉。在人員進出相對不頻繁的場所,基于上述思想,自動扶梯檢測到空載狀態一段時間后,將由全速運轉逐漸減速直到停止運轉,這樣便可實現節省電能達30%~50%左右。當有乘客踏上自動扶梯床蓋板時,扶梯可通過設置在床蓋板入口處的光電感應裝置自動感知乘客的到來,開始全速運轉,
全自動扶梯節能改造案例
(1) 改造的總體原則
    在不對扶梯的正常使用產生任何負面影響的前提下,引入無速度傳感器矢量控制變頻調速的概念。即變頻器根據傳感器產生的信號,在有人乘坐時,扶梯以原有設計速度運行;當無人乘坐時,扶梯減速或停止運行。
(2) 變頻器的作用
    主要作用是用來調整扶梯轉速,啟動和運行平穩,在無人時,經過延時,系統自動轉入爬行運行,以達到節能的目的。將扶梯入口處安裝光電開關,有乘客時,光電開關發出信號,扶梯經變頻調速至額定速度,當全部乘客離開扶梯后,扶梯又自動進入低速運行狀態待客。這樣可節省電能、減少機械磨損、延長使用壽命。
(3) 變頻器的選型
    系統要求啟動運行平穩,無抖動,要求變頻器啟動轉矩大,過載能力強。變頻器能夠提供足夠的輸出轉矩,且過載能力強,轉速調節精度高,在開環時速度誤差能達到0.5%,轉矩響應時間短10ms。完全能夠滿足該系統的要求。
    選用無錫晨光有限公司自主研發生產的NBOSCH無速度傳感器矢量控制變頻器,即能滿足上述要求。



扶梯原理圖


電氣系統
    速度傳感器矢量控制變頻器(見圖2)功能強大,我們利用內置的TMIA功能,便可實現系統的自動檢測。
    當NBUSCH的任何一個數字輸入端子Xn被指定TMIA功能的時候,可選擇Y1或Y2或TA、TC,當成TMOA的輸出功能;再加上內含的計時/計數器??楸愎鉤閃艘桓鲅郵倍峽痰縉?。其延時之時間長短由F071決定。
    當輸入TMIA ON的時候,輸出TMOA也立刻ON。而當TMIA在OFF之后,TMOA必須經過F071所定義之時間才能 OFF。
    內含計時/計數器功能。當數字輸入端子X2和X4選擇模式28的時候,該計時/計數器功能一定被當成計數器使用;否則當成計時器使用。



全自動扶梯變頻節能改造


效益計算
    某酒店共有4臺自動扶梯(功率5.5kW、7.5kW各2臺),經實測月節能為(260 410)*4=2,680kWh,年節電為2680*12=32,160kWh,全年節約電費為32,160*0.9=28,944元。
自動扶梯的變頻節能運行特點
    根據對位于無錫市某超級市場的多部國外品牌的多部自動扶梯的變頻節能改造后的可靠性考驗結果,驗證了該技術具有功能強、改造工作量小等優點。
(1) 無人乘梯時:保證扶梯自動平穩過渡到節能運行,以1/5額定速度運行。(可以選擇當無人乘梯時,扶梯自動停止的功能
);
(2) 有人乘梯時:保證扶梯自動以節能速度平穩過渡到額定速度運行,實際測量時得到了驗證;
(3) 扶梯空載時以節能速度模式運行,電流僅為空載時額定速度運行電流的1/3。
(4) 檢修運行時:扶梯系統以1/2額定速度運行,便于檢修和觀察扶梯機構的運行情況,避免了原系統以額定速度運行、點動操作停止不及時的不足。
(5) 由于無人乘梯時節能運行時速度很低,機械部分的磨損大大降低,相對延長了扶梯的使用壽命。
(6) 變頻技術的采用,大大降低了扶梯啟動時對電網的沖擊,采用變頻器可有效改善電網的功率因數,降低無功損耗。
(7) 改造中充分考慮了變頻系統與原系統的并存,便于系統故障時相互切換,不影響用戶的使用。
(8) 改造中借用了原系統的安全條件,加上變頻器自身的安全環節使得改造后的系統更安全、更可靠。
(9) 扶梯節能改造的設備費用與電能節約和機械磨損的費用相比,投入不大,短期內即可收回投資,因此扶梯變頻節能安全改造技術的研制和使用成功,能提高現有扶梯安全節能,具有顯著的經濟效益和社會效益。
 結束語
(1) 節電明顯:扶梯電機所帶負載為恒轉矩負載,由于無人時扶梯電機的轉速降為正常轉速的一半,所以此時電機功率降為原來的一半。
(2) 減少磨損:由于轉速下降,使機械部件的磨損大大下降和扶梯維護費用成倍減少。
(3) 安全可靠:由于使用了NBUSCH高性能的變頻調速器,除原有的電機?;すδ芡?,由于電機轉速的降低,可大幅度降低電機的溫升,使電機的工作更加安全可靠。


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