变频技术在地铁自动扶梯上的应用论文

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1、变频技术在地铁自动扶梯上的应用论文摘要：采用变频调速方式控制自动扶梯运行，使扶梯具备平稳启动、节能运行和检修运行功能。扶梯启动时，避免产生很大的启动电流；无人乘梯时，扶梯由额定运行速度转为低速运行，即节约了能源，减小了机械磨损，也为乘客明确了扶梯运行方向；扶梯检修时，检修运行功能保证了扶梯检修精度。本文介绍了自动扶梯几种节能运行方式的对比情况和自动扶梯采用变频控制方式后的工作原理及实际应用。关键词：VVVF、变频控制、自动扶梯、节能地铁作为城市的主要公共交通设施.freel/s）额定速度运行后，如无乘客乘梯，扶梯由100%额定速度自

2、动降为20%（0.1m/s）速度爬行（如扶梯在20%速度下运行很长一段时间仍无人乘梯，则扶梯会自动平缓地停梯待命，该功能可自行设定）。如安装在扶梯出入口处的传感器检测到有乘客乘梯，则扶梯速度马上平缓地升至100%额定速度，如乘客继续进入扶梯，扶梯将一直以额定速度正常运行。如在预先设定的时间内扶梯入口处的传感器没再检测到有乘客进入扶梯，则扶梯将自动转至爬行速度运行。比较三种节能运行方式，自动运行方式节能效果突出，控制方式简单可靠，但会造成扶梯频繁启停，严重影响扶梯使用寿命；Y－Δ运行方式有节能效果（理论上可节电30%左右），但扶梯启动

3、后，一直以额定速度连续运行，增加了扶梯的耗损；VVVF运行方式节电效果明显（理论上可节电60%左右，尖峰电流比无变频器扶梯减小可达80%左右），与自动运行方式相比没有频繁启动问题，扶梯磨损小，并且爬行速度运行时可提示乘客乘梯方向。假设用两台同型号自动扶梯（H=4.5m；V=0.5m/s；θ=30°；m），一台采用Y－Δ运行方式，一台采用VVVF运行方式，在下述情况作比较：—扶梯向上运行。—地铁列车间隔6分钟。—扶梯额定速度运行时间2.8分钟（输送乘客时间为2.8分钟）。—扶梯空载时间为3.2分钟（无乘客乘梯时间为3.2分钟）。—每天

4、连续运行20小时，年中无休息（以365天计）。两台扶梯在上述情况下的运行状态：Y－Δ运行扶梯：地铁到站后，乘客登梯，扶梯以Δ型方式运行2.8分钟，该批乘客输送完后，扶梯转成Y型方式运行。3.2分钟后，下一批乘客登梯。VVVF运行扶梯：地铁到站后，乘客登梯，扶梯速度上升至100%，输送乘客2.8分钟，该批乘客输送完后，扶梯速度降为20%额定速度运行待命。3.2分钟后，下一批乘客登梯。由于在输送乘客的2.8分钟时间内，无论是Δ型运行，还是VVVF运行，都是以100%额定速度运行，其能耗比较接近，因此我们只讨论在3.2分钟空载情况下Y型运

5、行状态和20%额定速度的VVVF运行状态时的功耗。两种运行状态对比试验功耗表从对比试验表中可以看出：—Y型空载额定速度运行，其功率为：1.95Kin/6min×20hr×365day=21180(kin/6min×20hr×365day=4477(kφIcosφ（式中：Cm为电机常数；I为转子电流；φ为电机气隙磁通；cosφ为转子功率因数），必须保持φ恒定。又根据电压公式：U＝4.44f/s运行。当扶梯入口处的扫描传感器检测到有乘客进入扶梯时，扶梯将加速到0.5m/s速度运行。扶梯处于上行状态时，随着乘客不断增加，致使负载达到60%

6、额定功率时，驱动电机切入至电网直接供电，此时电机不受变频器驱动；扶梯处于下行状态时，随着乘客不断增加，负载增加到一定程度时，电机进入发电状态被连接到电网电源，此时电机不受变频器控制。如乘客继续进入扶梯，则扶梯将以0.5m/s的速度稳定运行且始终不受变频器控制。如在预先设定的时间段内没再检测到有乘客进入扶梯，那么扶梯将被接入到变频器驱动，减速到爬行速度运行。在实际运行中也可以针对不同的列车间隔，决定扶梯是否在电网下直接运行。如早7：00-9：30，下午16：00-19：00（列车间隔为3-4分钟），扶梯可以在电网下直接运行，以减少变频

7、器的空载损耗；其它时间扶梯采用变频器控制，起到节能作用。另外，一旦变频器发生故障，则可以通过控制系统修改参数将变频器短接，使驱动电机直接连到电网下运行，从而保证扶梯继续运行使用。虽然扶梯采用变频器运行控制方式后，达到了节能运行的目的，但同时应注意到变频器控制系统也有一定的负面影响，如运行时产生的噪音比直接驱动略大，需加长桁架以增加机房空间，对散热也有相应要求（18Kw变频器的散热量约为2Kw）等等。因此应针对扶梯采用变频控制运行后的特点要求，采取相应的措施，以确保扶梯的正常使用。