地铁自动扶梯运行的节能措施研究

1、    地铁自动扶梯运行的节能措施研究    张鹏摘 要：机场、商场等公共场所为自动扶梯主要的应用场所，自动扶梯应用后，极大的便利了人们的出行，但与此同时，自动扶梯运行期间浪费的电能也是非常大的，严重的消耗了原本就比较有限的能源。为使其能耗降低，并与国家节能减排的政策相适应，需在结合实际情况的基础上，科学的应用节能控制技术。由此可见，本文的研究具有十分重要的现实意义。关键词：地铁；自动扶梯；节能措施1概述自动扶梯和自动扶梯的弊端.自动扶梯的核心部件是两个链条，它们围绕两个齿轮的旋转，自动扶梯顶部，有一个电机驱动齿轮转动环链。对于在电动扶梯的控制，目前有很

2、多自动扶梯的控制是相对简单的，单一的，通过实际使用，我们发现这个操作模式有许多缺点：1.1大功率消耗由于使用直接启动模式，每天运行超过10小时，无论是否有乘客上车，自动扶梯始终保持着高速和连续运行，耗电量非常大。1.2故障率高，使用成本高电梯保持高速运转，机械磨损程度相应增加，除了加重了的额外成本，同时也增加了电梯故障频率，自动扶梯维护成本也就大大增加。正是由于上述缺陷在自动扶梯上存在，再加上国家和世界推广“节能、低碳生活”的概念，普通扶梯如果能合理地被广泛应用于节能，对节能、低碳环保等具有重大的现实意义。2自动扶梯能耗分析分析自动扶梯的能耗时，必要环节之一即为能效测量，此环节共分4步进行。2

3、.1确定测量对象及能耗限定值现阶段，关于自动扶梯能效标准，我国尚未制定统一的，国外可供参考的先关文件也不存在，因此，可将自动扶梯能效限定值标准作为参考，衡量测量结果的能耗情况。以梯级宽度、提升高度、速度为因素，测量不同情况下的输入功率，结果显示，输入功率与其效率成反比。为保证能够获得一致的结果，本文在分析时，梯级宽度、提升高度、额定速度分别设置为1000mm、5±0.5m、0.5m/s。2.2选择测量仪器目前，测量自动扶梯能效时，可采用3169-20钳形功率计、pw3198电能质量分析仪两种。经测试，无论选择哪种测量仪器，电流、电压、有功功率、功率因数、谐波畸变率均可被测量出来，而且

4、精度均能与相应的要求相符合，不过，3169-20钳形功率计的价格低于pw3198电能质量分析仪，而数据处理步骤复杂于pw3198电能质量分析仪。结合实际情况与这两种测量仪器的优缺点后，本文最终以3169-20钳形功率计作为测量仪器。2.3选择运行功率测量点实际测量过程中，测量点通常选取3个，每个测量点会获得不同的测量结果。本文也选取3个运行功率测量点，测量点1位于建筑电源与扶梯电源入口之间，靠近扶梯电源入口，包含了驱动电机、控制系统及辅助系统的结果；测定2位于扶梯电源入口与扶梯控制柜之间，靠近扶梯控制柜，测量结果为控制系统主要电路的能耗；测试点3在辅助设备侧，对其能耗做出测量。在这3个测量点中

5、，以测量点1的结果为最终结果，其他2个测量点结果做参考用。2.4测量工况具体测量过程中，需测量两种工况下的有功功率，一种为空载运行，另一种为实际运行，即载客运行，前一种工况的测量结果可将机械效率情况反映出来，后一种工况测量结果可将消耗电能值推测出来。以某服装商场3#自动扶梯为例，测量实际运行时的输入有功功率值，10：00時，客流量12人/30min，输入有功功率1726kw；12：00时，客流量达到23人/30min，输入有功功率达到2408kw；15：00时，客流量34人/30min，输入有功功率2485kw；16：30时，客流量40人/30min，输入有功功率超过2500kw。以上数据显示

6、，自动扶梯运行时，能耗是非常大的。3 自动扶梯节能控制技术3.1-y转换模式一般来说，自动扶梯启动之后，运作模式一直为三角形接法。所谓-y转换模式，是指采取两种模式运行自动扶梯，载荷比较轻或承载率低于40%时，运行模式采用星形接法，重载状况下运行模式选择原来的三角形接法。y-z转换模式下，启动之后，三角形接法的转换需要在时间原则基础上进行，而采用-y转换模式后，则改变转换方法，变为与具体负载情况相结合，达到互相转换星形-三角形接法的目的。自动扶梯开始运行时，会处于轻载状态，此时的运行方式为星形接法，乘客数量越来越多后，逐渐的加大扶梯负载量，并且会提升电动机转差率，达到一定程度后，以-y转换装置

7、为基础，变为三角形运行。如果逐渐的减少乘客数量，控制系统会开展检测工作，发现负载将至某种程度后，再次转换运作模式，变为星形2。自动扶梯运作方式为星形时，可减少电动机定子绕组的电流及电压，并降低定子与转子的铜耗、电动机铁耗情况，进而将电能损耗明显减少，达到节能的目的。利用-y转换模式时，并不会较大的改动原有的控制电路，自动扶梯重载时间少于轻载时间时，较为适合此种节能技术。3.2自动运行节能方式自动运行节能方式中，于感应区合理的设置扶梯入口位置，感应区内进入乘客后，感应装置会向着控制系统传输信号，自动扶梯由控制系统启动，感应区位置无人状态下，控制系统会存在1020s的延时，与自动扶梯一端到另一端的

8、时间基本相同，之后停止运行自动扶梯，节约电能。通常，以光电或压力作为感应装置。应用自动运行节能方式降低自动扶梯的能耗时，操作简单，而且节能效果也比较明显，成本低，无需较大改动原有电路。不过，频繁的启动与制动自动电梯为此种方法的缺点，供电电网、电动机受到其不断的冲击，提高了启动时消耗的电能，并且较大的磨损自动扶梯的机械部件，缩短自动扶梯的使用寿命。通常，自动扶梯具有较长的乘客时间间隔时，可采用自动运行节能方式。3.3变频驱动节能方式功率=力×速度，由此可知，调整运行速度后，也会相应的改变功率。变频驱动节能方式中，通过变频调速装置的应用，达到调整运行速度的目的，有乘客搭载时，运行速度为设

9、定数值，无乘客搭载状态下，运行速度为低速，原因为自动扶梯相对就有更多的空载时间，可使节能需求被有效满足。自动扶梯应用变频驱动节能方式后，将感应装置安装在入口位置处，乘客进入感应区后装置自动感知，并将信号传输至控制系统，控制系统通过控制变频器，启动自动扶梯，达到设定速度后，开始运行。此种方法不仅具有节能的优点，而且机械磨损可减少，促进自动扶梯使用寿命的延长。4 节能改造中的注意事项在对自动扶梯进行节能改造的过程中，变频电压补偿值的设定过程要注意，采用小幅度递进的方式。这样一来，就可以在变频的过程中，进行多次的调整和验证。要想保证自动扶梯在低频低速状态时仍然能够正常运行，应将电压补偿值进行尽可能小的设定。在节能改造完成后，还要定期的对电动机的运行状态进行检查，并根据运行的具体情况对电压补偿值进行合理调整。5结语自动扶梯运行期间，能耗比较大，一定程度上造成了资源的浪费，应结合自动扶梯实际的运行情况，适当选择节能控制方式，达到降低能耗的目的。参考文献1李欣，李蒙新，王红艳，etal.城市轨道交通车站自动扶梯状态在线监测数据采集研究与实践j.工程建设与设计，2017（2）：176-178.2李欣，梅棋，霍苗苗，e