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    1 引言

    隨著城市地產(chǎn)建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，電梯的安裝使用率越來(lái)越高。而作為高耗能設(shè)備，如何采用高效節(jié)能的電梯控制技術(shù)，已成為電梯商家及用戶十分關(guān)注的話題。

    目前，國(guó)內(nèi)安裝的自動(dòng)扶梯多采用單速交流電機(jī)作為主機(jī)，鏈輪鏈條式傳動(dòng)，梯級(jí)額定速度大多為0.5m/s。這種扶梯即使在無(wú)乘客使用時(shí)仍以額定速度運(yùn)行，具有耗能大、機(jī)械磨損嚴(yán)重、使用壽命低等缺點(diǎn)。下面將針對(duì)這種電梯的不足之處提出具體節(jié)能方案。

    2 全自動(dòng)扶梯節(jié)能改造

    在不對(duì)扶梯的正常使用產(chǎn)生任何負(fù)面影響的前提下，引入無(wú)速度傳感器矢量變頻調(diào)速的概念。即變頻器根據(jù)傳感器產(chǎn)生的信號(hào)，在有人乘坐時(shí)，扶梯以原有速度運(yùn)行（50Hz）；當(dāng)無(wú)人時(shí)，扶梯減速到低速或停止運(yùn)行。

    系統(tǒng)要求變頻器啟動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)，加速性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，同時(shí)應(yīng)具備當(dāng)變頻器調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)切換到工頻運(yùn)行，保障扶梯輸送功能的正常實(shí)施。所以選擇了深圳市英威騰電氣有限公司的矢量控制技術(shù)的CHV110系列一體化節(jié)電柜（扶梯專用），該控制柜內(nèi)部設(shè)計(jì)了工/變頻切換，同時(shí)，集成了扶梯節(jié)能運(yùn)行的專用控制功能模塊，方便用戶的使用。

    對(duì)于客用自動(dòng)扶梯，一般使用高峰期出現(xiàn)在下午及晚間時(shí)段，其余時(shí)段使用率較低，具有相當(dāng)節(jié)能空間。根據(jù)以上改造原則，從投資成本及自動(dòng)化水平兩方面考慮，擬使用以下變頻拖動(dòng)方案：采用英威騰CHV110一體化變頻節(jié)能柜（扶梯專用）驅(qū)動(dòng)電梯主機(jī)，變頻器采用多段速控制模式，并設(shè)置主頻率（低速）、多段速頻率1（高速）兩種運(yùn)行頻率；

    在電梯首尾處各安裝一支紅外傳感器開(kāi)關(guān)，乘客通過(guò)電梯時(shí)，紅外傳感器開(kāi)關(guān)被觸發(fā)并發(fā)出開(kāi)關(guān)信號(hào)給變頻器；

    有客流時(shí)，紅外傳感開(kāi)關(guān)被觸發(fā)，變頻器立即加速到多段速頻率2，并使電梯高速運(yùn)行；

    電梯高速運(yùn)行時(shí)，變頻器內(nèi)置計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，若在計(jì)時(shí)的時(shí)間段內(nèi)再無(wú)乘客通過(guò)電梯，計(jì)時(shí)結(jié)束后變頻器將自動(dòng)切換到多段速頻率1，進(jìn)行低速運(yùn)行；

    若在計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)期間，有乘客重新觸發(fā)光電開(kāi)關(guān)，計(jì)時(shí)器將重新計(jì)時(shí)；

    對(duì)電梯上行和下行，外圍控制采用開(kāi)關(guān)互鎖，保證扶梯系統(tǒng)的正常工作；

    為消耗下行，或者制動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的多余能量，需在變頻器上加裝制動(dòng)電阻。

    該方案示意圖如圖1所示，可做上行，也可做下行，二者互鎖控制。
         
                                     圖1 改造方案示意圖

    變頻系統(tǒng)電氣接線圖如圖2所示。

              
                                 圖2 變頻系統(tǒng)電氣接線圖

    如圖2電機(jī)的電路上都加裝了“市電”、“節(jié)電”接觸器，這樣可以有“自動(dòng)”、“手動(dòng)”兩種工作模式選擇：手動(dòng)模式下，變頻器不工作，整套系統(tǒng)手動(dòng)起停、工頻運(yùn)行；自動(dòng)模式下，電機(jī)由變頻器直接拖動(dòng)，變頻運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動(dòng)切換到工頻運(yùn)行。

    3 功能參數(shù)的設(shè)置

    自動(dòng)扶梯專用功能介紹，見(jiàn)表1。

                   表1 自動(dòng)扶梯專用功能
  
              
   
    調(diào)試過(guò)程：

    （1）Pd.00：設(shè)置為1，啟動(dòng)扶梯專用功能；

    （2）Pd.01：運(yùn)行頻率1為電梯平常無(wú)人時(shí)低速運(yùn)行的頻率設(shè)定，頻率設(shè)定的100%對(duì)應(yīng)最大頻率（P0.07）；

    （3）Pd.02：運(yùn)行頻率2為扶梯有人時(shí)高速運(yùn)行的頻率設(shè)定，頻率設(shè)定的100%對(duì)應(yīng)最大頻率（P0.07）。一般Pd.02設(shè)置為50Hz；

    （4）從P5.02～P5.11端子輸入中選擇一端子，作為電梯脈沖檢測(cè)口，當(dāng)檢測(cè)到脈沖信號(hào)時(shí)，電梯就運(yùn)行頻率2進(jìn)行運(yùn)行，并在所檢測(cè)的最后一脈沖信號(hào)開(kāi)始延時(shí)，當(dāng)延時(shí)到達(dá)頻率2運(yùn)行時(shí)間時(shí)，電梯又返回運(yùn)行頻率1的頻率進(jìn)行運(yùn)行；

    （5）加速時(shí)間P0.11設(shè)置為1~2秒，保證客人在登上扶梯之前就加速完成；減速時(shí)間設(shè)置為5~10秒較為合適；

    4 變頻系統(tǒng)特點(diǎn)

    該方案采用CHV110一體化變頻節(jié)能柜，在開(kāi)環(huán)矢量控制模式下具有低頻啟動(dòng)扭矩大、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，在0.5Hz啟動(dòng)時(shí)其輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)150%額定轉(zhuǎn)矩，完全能夠滿足電梯的工藝要求；

    變頻器的軟啟動(dòng)功能可消除電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊；

    變頻器為容性負(fù)載，可有效改善電機(jī)的功率因數(shù)，減少無(wú)功損耗；

    變頻器具有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載、過(guò)熱等多種電子保護(hù)裝置，并具有豐富的故障報(bào)警輸出功能，可有效保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)作；

    無(wú)客流量時(shí)電梯運(yùn)行速度很低，機(jī)械磨損大為降低；

    變頻拖動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止及速度轉(zhuǎn)換過(guò)程平穩(wěn)順暢，舒適感較好。

    有“手動(dòng)”“自動(dòng)”兩種工作模式，在變頻器出現(xiàn)故障的情況下，仍可按手動(dòng)工作方式繼續(xù)運(yùn)行。

    5 結(jié)束語(yǔ)

    該方案采用英威騰CHV一體化變頻節(jié)能柜（扶梯專用），不但能夠滿足系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、過(guò)載能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高的要求；而且電機(jī)通過(guò)變頻拖動(dòng)，可減少機(jī)械磨損，延長(zhǎng)使用壽命，工作更加安全可靠，因?yàn)檎{(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速空間大，使得系統(tǒng)節(jié)能效果更為顯著。

    摘自《自動(dòng)化博覽》2010年第四期