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

    2 全自動扶梯節(jié)能改造

    在不對扶梯的正常使用產(chǎn)生任何負(fù)面影響的前提下，引入無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，在有人乘坐時，扶梯以原有速度運(yùn)行（50Hz）；當(dāng)無人時，扶梯減速到低速或停止運(yùn)行。

    系統(tǒng)要求變頻器啟動運(yùn)行平穩(wěn)，加速性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，同時應(yīng)具備當(dāng)變頻器調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)自動切換到工頻運(yùn)行，保障扶梯輸送功能的正常實施。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)計了工/變頻切換，同時，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。

    對于客用自動扶梯，一般使用高峰期出現(xiàn)在下午及晚間時段，其余時段使用率較低，具有相當(dāng)節(jié)能空間。根據(jù)以上改造原則，從投資成本及自動化水平兩方面考慮，擬使用以下變頻拖動方案：采用英威騰CHV110一體化變頻節(jié)能柜（扶梯專用）驅(qū)動電梯主機(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關(guān)，乘客通過電梯時，紅外傳感器開關(guān)被觸發(fā)并發(fā)出開關(guān)信號給變頻器；

    有客流時，紅外傳感開關(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，變頻器內(nèi)置計時器開始計時，若在計時的時間段內(nèi)再無乘客通過電梯，計時結(jié)束后變頻器將自動切換到多段速頻率1，進(jìn)行低速運(yùn)行；

    若在計時器計時期間，有乘客重新觸發(fā)光電開關(guān)，計時器將重新計時；

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

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

    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”、“手動”兩種工作模式選擇：手動模式下，變頻器不工作，整套系統(tǒng)手動起停、工頻運(yùn)行；自動模式下，電機(jī)由變頻器直接拖動，變頻運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動切換到工頻運(yùn)行。

    3 功能參數(shù)的設(shè)置

    自動扶梯專用功能介紹，見表1。

                   表1 自動扶梯專用功能
  
              
   
    調(diào)試過程：

    （1）Pd.00：設(shè)置為1，啟動扶梯專用功能；

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

    （3）Pd.02：運(yùn)行頻率2為扶梯有人時高速運(yùn)行的頻率設(shè)定，頻率設(shè)定的100%對應(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，作為電梯脈沖檢測口，當(dāng)檢測到脈沖信號時，電梯就運(yùn)行頻率2進(jìn)行運(yùn)行，并在所檢測的最后一脈沖信號開始延時，當(dāng)延時到達(dá)頻率2運(yùn)行時間時，電梯又返回運(yùn)行頻率1的頻率進(jìn)行運(yùn)行；

    （5）加速時間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；減速時間設(shè)置為5~10秒較為合適；

    4 變頻系統(tǒng)特點

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

    變頻器的軟啟動功能可消除電機(jī)啟動時的電流沖擊；

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

    變頻器具有過流、過壓、過載、過熱等多種電子保護(hù)裝置，并具有豐富的故障報警輸出功能，可有效保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)作；

    無客流量時電梯運(yùn)行速度很低，機(jī)械磨損大為降低；

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

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

    5 結(jié)束語

    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)啟動運(yùn)行平穩(wěn)、啟動轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高的要求；而且電機(jī)通過變頻拖動，可減少機(jī)械磨損，延長使用壽命，工作更加安全可靠，因為調(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《自動化博覽》2010年第四期