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案例頻道 1 引言
隨著城市地產建筑行業的迅猛發展，電梯的安裝使用率越來越高。而作為高耗能設備，如何采用高效節能的電梯控制技術，已成為電梯商家及用戶十分關注的話題。
目前，國內安裝的自動扶梯多采用單速交流電機作為主機，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行，具有耗能大、機械磨損嚴重、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能方案。
2 全自動扶梯節能改造
在不對扶梯的正常使用產生任何負面影響的前提下，引入無速度傳感器矢量變頻調速的概念。即變頻器根據傳感器產生的信號，在有人乘坐時，扶梯以原有速度運行（50Hz）；當無人時，扶梯減速到低速或停止運行。
系統要求變頻器啟動運行平穩，加速性能好，啟動轉矩大，過載能力強，同時應具備當變頻器調速系統出現故障時，控制系統自動切換到工頻運行，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的CHV110系列一體化節電柜（扶梯專用），該控制柜內部設計了工/變頻切換，同時，集成了扶梯節能運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在下午及晚間時段，其余時段使用率較低，具有相當節能空間。根據以上改造原則，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CHV110一體化變頻節能柜（扶梯專用）驅動電梯主機，變頻器采用多段速控制模式，并設置主頻率（低速）、多段速頻率1（高速）兩種運行頻率；
在電梯首尾處各安裝一支紅外傳感器開關，乘客通過電梯時，紅外傳感器開關被觸發并發出開關信號給變頻器；
有客流時，紅外傳感開關被觸發，變頻器立即加速到多段速頻率2，并使電梯高速運行；
電梯高速運行時，變頻器內置計時器開始計時，若在計時的時間段內再無乘客通過電梯，計時結束后變頻器將自動切換到多段速頻率1，進行低速運行；
若在計時器計時期間，有乘客重新觸發光電開關，計時器將重新計時；
對電梯上行和下行，外圍控制采用開關互鎖，保證扶梯系統的正常工作；
為消耗下行，或者制動過程產生的多余能量，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
變頻系統電氣接線圖如圖2所示。
圖2 變頻系統電氣接線圖
如圖2電機的電路上都加裝了“市電”、“節電”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，整套系統手動起停、工頻運行；自動模式下，電機由變頻器直接拖動，變頻運行。當出現故障，系統自動切換到工頻運行。
3 功能參數的設置
自動扶梯專用功能介紹，見表1。
表1 自動扶梯專用功能
調試過程：
（1）Pd.00：設置為1，啟動扶梯專用功能；
（2）Pd.01：運行頻率1為電梯平常無人時低速運行的頻率設定，頻率設定的100%對應最大頻率（P0.07）；
（3）Pd.02：運行頻率2為扶梯有人時高速運行的頻率設定，頻率設定的100%對應最大頻率（P0.07）。一般Pd.02設置為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，當檢測到脈沖信號時，電梯就運行頻率2進行運行，并在所檢測的最后一脈沖信號開始延時，當延時到達頻率2運行時間時，電梯又返回運行頻率1的頻率進行運行；
（5）加速時間P0.11設置為1~2秒，保證客人在登上扶梯之前就加速完成；減速時間設置為5~10秒較為合適；
4 變頻系統特點
該方案采用CHV110一體化變頻節能柜，在開環矢量控制模式下具有低頻啟動扭矩大、響應速度快等特點，在0.5Hz啟動時其輸出轉矩可達150%額定轉矩，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啟動時的電流沖擊；
變頻器為容性負載，可有效改善電機的功率因數，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的正常運作；
無客流量時電梯運行速度很低，機械磨損大為降低；
變頻拖動系統的啟動、停止及速度轉換過程平穩順暢，舒適感較好。
有“手動”“自動”兩種工作模式，在變頻器出現故障的情況下，仍可按手動工作方式繼續運行。
5 結束語
該方案采用英威騰CHV一體化變頻節能柜（扶梯專用），不但能夠滿足系統啟動運行平穩、啟動轉矩大、過載能力強、轉速調節精度高的要求；而且電機通過變頻拖動，可減少機械磨損，延長使用壽命，工作更加安全可靠，因為調節電機轉速空間大，使得系統節能效果更為顯著。
摘自《自動化博覽》2010年第四期
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號