红外系统和变频器在自动扶梯中的应用

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1、红外系统和变频器在自动扶梯中的应用1引言随着近年来房地产行业的高速发展以及城市地铁、高铁建设快速推进，自动扶梯的使用率越来越高。因此如何采用高效节能的电梯控制技术，成为自动扶梯商家及其用户十分关注的话题。国家质检总局统计显示，截至2010年底，中国在用电梯总数达到162.8万台，并以每年20%左右的速度高速增长。每年新增的电梯数在30万台以上，占全球每年新增电梯总量的一半以上。目前，国内安装的自动扶梯多采用单速交流电机作为主机，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速度运

2、行，具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命短等缺点，对其进行改造势在必行。2自动扶梯节能改造的常用控制方式在不影响扶梯正常使用的前提下，我们对扶梯进行节能改造。自动扶梯节能改造后，控制器根据红外传感器产生的信号来控制自动扶梯的运行速度。在有人乘坐时，扶梯以工频速率运行；当无人时，扶梯减至低速率或停止运行。同时，改造后自动扶梯应具备以下功能，当节电器出现故障时，扶梯能自动切换到工频模式运行，确保扶梯正常运行。自动扶梯的电路改造外观如图1所示。目前，对自动扶梯进行节能改造，常见有如下两种控制方式：一种方式为

3、高速-低速运行方式。设置主频率（低速）、多段速频率（高速）两种运行频率；在电梯首尾处各安装一对红外传感器开关，乘客通过电梯时，红外传感器开关被触发并输出开关信号至变频器；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，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，若在设定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主频率，扶梯低速运行；若在计时器计时期间，有乘客重新触发红外传感器开关，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，保证扶梯系统的正常工作

4、。为消耗扶梯下行或者制动过程产生的多余能量，需在变频器上加装制动电阻。另一种方式为工频-停止运行方式。设置主频率（50hz）运行、停止两种状态。同样在电梯首尾处各安装一对红外传感器开关，乘客通过电梯时，红外传感器开关被触发并输出开关信号至变频器；有客流时，红外传感器开关被触发，变频器立即加速到主频率，并使电梯以工频运行；电梯工频运行时，变频控制器内置计时器开始计时，若在给定的时间段内再无乘客通过电梯，计时结束后变频器将自动停止，电梯不再运行，直到再一次检测到红外触发信号；若在计时器计时期间，有乘客重

5、新触发红外传感器开关，计时器将重新计时。为消耗扶梯下行或者制动过程产生的多余能量，需在变频控制器上加装制动电阻。另外在扶梯上下两端应加装上下行标识，必要时，还应安装语音提示系统。这种工频-停止的控制方式节能效果十分显著，因为在无人时扶梯已完全停止，基本不耗电。3自动扶梯改造方案3.1扶梯的外部改造这里以三菱自动扶梯和四方变频器为例进行改造说明。客户要求对扶梯进行改造后，不改变扶梯原有的安全检测系统，保留扶梯原有的启停控制方式，尽可能的保持原线路的完整性。针对客户的要求，我们采用以下改造方案：在扶梯上

6、下两端各装一对立杆，此杆用来安装固定红外感应开关和扶梯上下行指示标识。另外在扶梯上端对杆上还要安装一对钥匙开关，一个是节电和市电模式切换开关，另一个是上行、停止、下行模式选择开关（曳引机安装在扶梯上端电井内，故开关就近选择安装）。当节电/市电切换开关选择市电时，自动扶梯开、停、上下行方式与未改造前一致。当节电/市电开关选择节电时，扶梯自带启动开关、上下行开关无效，此时扶梯运行方向由安装在立杆上的上行/停止/下行开关来选择控制。扶梯由红处感应开关启动。当有人走上扶梯时，首先会触发红外传感器开关。当系统

7、检测到红外传感器开关信号时，电梯就会被启动，并开始计时。在计时期间，如果有第二个人走上扶梯，系统会重新计时，直到设定时间结束，电梯便会自动停机。这样实现了“人来自启，人去自停”的运行模式，使扶梯显得更加人性化。还有很重要的一点必须指出，在安装对杆时，电梯无论是上行还是下行，上下两端都必须安装红外传感器开关。因为当有一端没有安装对杆时，客人走上扶梯，扶梯也不会启动；如果客人选择错误方向时，扶梯因没有检测到红外传感器开关信号而不会启动，此时如果有人从相反方向走上扶梯，扶梯就会被触发启动，导致让错误方向先

8、行的客人摔跤。当两端都安装对杆时，即使客人走错了方向，扶梯会反向运行，提醒客人逆行了，很大程度上保证客人的安全。如果此时安装了语音提示系统，在红外传感器开关被触发的同时语音会提醒客人行错了方向。3.2自动扶梯的电路改造（1）自动扶梯的关键控制元件是电机（曳引机），我们改造也从电机开始。图2是扶梯的主回路改造图。图2中接触器80为运行接触器，接触器1，2为电机正反转切换接触器，当接触器1动作时电机正转，接触器2动作时电机反转，对应的电梯就上下运行。为了保留电机的原有控制