变频器在自动扶梯上的应用

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1、变频器在自动扶梯上的应用【摘要】由于能源和电力资源的匮乏，自动扶梯在空载状态下的运转成为一种巨大的浪费，应让自动扶梯自动检测到空载状态一'段时间后，指令扶梯由全速运行减速至低速运行或停止运行。【关键词】变频器；自动扶梯；应用【中图分类号】TN773【文献标识码】A【文章编号】1005-1074(2009)05-0234-011自动扶梯的变频节能运行原理在人员进出相对不频繁的场所，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30%〜50%左右。当有乘客踏上自动扶梯盖板时，扶梯可通过设置在床盖

2、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。而不影响乘客的使用。现在生产的自动扶梯很大部分没有调速功能，而且扶梯由三相异步电动机经变速箱带动机械部件运转。根据电机学理论，交流电动机的转速公式为:n=60Xf/p(l-s)。改变定子电源频率f可达到调速目的，在恒转矩要求下，f最大不能超过电动机额定频率，调速时为了保持最大转距不变，根据转距公式:M=Cm巾Icos巾。式中:Cm为电机常数;I为转子电流；4）为电机气隙磁通;cos4）为转子功率因数，必须保持恒定。又根据电压公式：U=4.44fWk4）。式中:U为定子电压;f为定

3、子电压频率;W为定子绕组匝数;k为电机常数，必须保持U/f为常数，又根据电机拖动原理，转速之比等于频率之比，等于电压之比，等于功率之比。即NO/Nl=fO/fl=UO/Ul=PO/Plo即变频器必须兼备变压、变频两种功能，这就是变频电机的基本控制原理。为转子功率因数，必须保持巾恒定。例如自动扶梯电机为对4极电机，根据公式：n=60Xf/p（l-s）。当转差率变化不大时、n基本上正比于f。扶梯恒速时f=50Hz,电机转速：11=60X50/2=1500,即每分钟1500转。扶梯慢行时电机转速：f=15Hz/n=60X15/2=450,即

4、每分钟450转。当电机的额定电压为380V，频率为50Hz时，经过变频器改变频率后，频率为原频率的33.3%，即15Hz时，送到电机的电压则变成：U=380VX15Hz/50Hz=127Vo根据公式得出：UO/U1=PO/P1；Pl=0.333P0o因而电机所耗费的电功率也为原功率的33.3%。2全自动扶梯节能改造案例2.1改造的总体原则在不对正常使用扶梯产生任何负面影响的前提下，可以引入无速度传感器矢量控制的变频器。即变频器根据传感器产生的信号，在有人乘坐时，扶梯按原有设计速度运行；当无人乗坐时，扶梯减速运行或停止运行。2.2变频器

5、的作用用来调整扶梯转速，启动和运行平稳。在无人时，经过延时，系统自动转入爬行运行或停止运行，以达到节能的目的。将扶梯入口处安装光电开光，有乘客时光电开光发出信号，扶梯经变频器调速至额定速度，当全部乘客离开扶梯后，扶梯又自动进入低速或停止运行状态待客。节省电能、减少机械磨损、延长使用寿命。另变频器的软启动功能可消除电机启动时的电流冲击；变频器为容性负载，可有效改善电机的功率因数，减少无功损耗；变频器具有过流、过压、过载、过热等多种电子保护装置，并具有丰富的故障报警输出功能，可有效保证整个系统的正常运作；无客流量时电梯运行速度很低，机械磨

6、损大为降低。2.3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，选择带有定时功能的变频器为好。如四方E380E、科母龙KV2000型变频器等都具有计时功能。并能提供足够的输出转矩，且过载能力强，转矩调节精度高，在开环条件下速度误差能达到1。如果在（to+tl）时段内无人到来，经过t2=5s延时后，变频器降速到10Hz运行。E380E系列变频器就是一款扶梯专用型的高性能变频器，非常适合类似于扶梯类的恒转矩位能负载，另外,无需用PLC而利用变频器内置的计时单元，设置计时单元的计时时间为（tO+tl+t2）,有人

7、走进入口时，传感器信号送到计时器，计时器开始计时，在（t0+tl+t2）秒内，无人走进入口时，经过（tO+tl+t2）秒扶梯自动转换到低速运行；如在（t0+tl+t2）秒内有人走进入口，传感器输入的信号对计时器复位并重新开始计时，扶梯就一直以正常速度运行，见图1。3应用实例某酒店共有4台自动扶梯（功率5.5kw7.5kw各两台），经实测月节能（240+410）X2=l,300kw•h,年节电为1300X12=15，600kw•h,全年节电电费为7，800元。自动扶梯的变频节能运行特点。①无人乘梯时：保证扶梯自动

8、平稳过渡到节能运行，以1/5额定速度运行；②有人乘梯时：保证扶梯自动以节能速度平稳过渡到额定速度运行，实际测量时得到了验证；③扶梯空载时以节能速度模式运行，功率仅为空载时额定速度运行功率的1/3;④检修运行时:扶梯系统以