自动扶梯节能运行改造方案浅析.doc

自动扶梯节能运行改造方案浅析■顾德仁摘要/关键词摘要:在分析星三角驱动、全变频驱动、旁路变频驱动等自动扶梯节能运行改造方案优劣性的基础上,提出了采用一体化变频驱动进行扶梯节能改造的方案。对扶梯节能运行改造过程中相关国家标准的符合性问题也作了探讨。关键词:扶梯节能一体化控制柜WISH60001前言自动扶梯广泛应用于大型商场、超市、机场、地铁、宾馆等场合。大多数扶梯在客流量大的时候,工作于额定的运行状态,在没有乘客时仍以额定速度运行,具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命低等缺点。2008年10月1日,由国务院颁发的《公共机构节能条例》正式实施。由于自动扶梯的安装数量众多,对在用自动扶梯进行节能改造以及设计新的扶梯节能方案,势在必行。2非节能扶梯的几种控制方式早期的扶梯很多采用继电器、接触器的控制方式,这种控制方式较为简单,已基本被淘汰。目前的国内品牌的扶梯仍以PLC(可编程控制器)或通用微机板作为主流的控制系统,这种控制系统简单可靠,通过编程功能扩展性较强。而一些国际品牌的扶梯采用自己专有的微机板,需专用的调试器或软件方可调试和进行功能设置。几种控制方式的对比如下表。控制器继电器PLC通用微机板专有微机板历史角色1990年代以前电梯控制主导,但随着集成电路的高速发展,已退出历史舞台。国内品牌厂家广泛采用的一种控制方式。一些国内电梯企业控制系统的主流配置。少数国际品牌厂家专有。特点系统较为复杂功能简单故障率高不是能完全符合现行的标准简单可靠保密性差功能较少,,又可分为“自动重新启动”、“Y-△切换”两种方案。前一种方案是在无人乘梯时停止自动扶梯的运行,有人乘梯时起动扶梯,从而达到省电的目的。由于是采用了完全停电的方法,所以在节约能源方面是显而易见。但是这种方法会导致扶梯频繁启制动,启动时不仅对供电电网有一定的冲击,而且频繁的启停会给抱闸等机械部件带来一定损伤。后一种方案是当扶梯启动时,就象通常一样按Y接法进行启动,但不再是通过时间原则切换成△接法运行。而是当扶梯上没有乘客的时候,扶梯一直在Y接法下运行;当有乘客的时候扶梯才切换成△接法运行,如此循环往复。上述方法的节能原理和节能的效果很难给出直接的理论的答案,而从理论上对自动扶梯各个部分的机电能耗作详细的分析又是比较复杂和困难的。但是实际测试表明,在空载或接近空载的工况下,虽然扶梯的运行速度并无明显变化,但是Y接法与△接法相比节能效果可达20%左右。[1],通过变频器来调节曳引电机的转速,在没有乘客使用的时候使扶梯慢速运行或者停止,可很方便实现节能运行。,主回路及部分控制回路可采用图1的方案A。GN其中:JAQ-安全接触器JYX-运行接触器JXW-相序继电器器MT-曳引电机FWD、REV-正反转信号VN-高速运行信号图1全变频控制回路方案A方案A中,检测乘客的信号输入PLC处理,通过更改PLC原本的控制程序,PLC输出多段速信号控制变频器。按照变频器输出电流大于等于曳引电机的额定电流的原则选用变频器。为了保证扶梯下行时变频器处于制动状态的能量消耗,需配置制动电阻。此方案的优点是整个控制系统的安全性可通过更改程序得到保证;缺点是原本的PLC需有至少两个多余的输入点,且要对原本的控制程序非常熟悉。,由于原本控制器内部控制逻辑的更改较为困难,可采用图2所示的方案B。GN其中:MT-曳引电机FWD、REV-正反转信号DI3-高速运行指令端子图2全变频控制回路方案B方案B与方案A不同,检测乘客的信号输入专门的一个简易控制器处理,简易控制器输出多段速信号控制变频器。此方案的优点是可不改变原来控制柜的回路,仅在控制柜输出至曳引电机之间增加一个变频器;缺点是需屏蔽原来控制系统的低速保护功能。,可不必采用简易控制器,直接由变频器定时输出点来控制慢速的切换。控制原理如图3所示的方案C。NG其中:DX-下光电信号UX-上光电信号JYX-运行接触器MT-曳引电机FWD、REV-正反转信号UP、DN-上下行信号Y1-定时输出图3全变频控制回路方案C采用全变频驱动方案,在不同速度之间可实现平滑切换。由于扶梯对控制精度要求并不高,变频器可选择不带编码器的开环控制模式。但是变频器功率需大于等于曳引电机功率选用,使得成本较难降低。另外,还需考虑制动电阻在扶梯有限的机房空间的散热问题。在大提升高度的自动扶梯采用两个或多个曳引机的场所,为了保证多个