自动扶梯节能控制技术分析

1、自动扶梯节能控制技术分析摘要：为充分满足日常生活及工作要求，自动扶梯应 运而生。该设施广泛应用在火车站、地铁、商场、机场、宾 馆等公共场所，拥有较强的便利性。然而自动扶梯工作运行 所需耗电量是十分巨大的，如何降低扶梯能耗，使之更好地 为大众服务，受到社会各界广泛关注。文章对自动扶梯节能 控制技术进行了探讨。关键词：自动扶梯；节能控制技术；转换模式；自动运 行；变频驱动 文献标识码：A中图分类号:TP368文章编号：1009-2374 (2016) 一般来说，自动扶梯为应用自带循环运行梯路通过向上 或者是向下倾斜连续运载乘客的固定电力驱动设备，该便利 设施在众多场所中均有广泛应用。然而，在实际使

2、用过程中, 如果人流量相对较少，会造成自动扶梯出现空载运行情况。 传统意义上的扶梯，无论是载客，还是空载，均使用相同额 定速度运行，无形中催生了一定的机械磨损，导致了严重的 电能浪费，因此有必要采用合理节能控制技术，旨在降低自 动扶梯运行能耗，减小机械磨损，满足节能需求。1自动扶梯的市场现状分析自动扶梯的应用范围十分广泛，在公共场所中实现乘客 运送最为典型的设备设施是自动扶梯，其在超市以及大型商 场、火车站以及地铁站、机场以及宾馆等场合有着广泛应用， 优势在于便捷快速、运输量巨大等，使得人们日常工作生活 能够享受更多便利。自动扶梯在使用中普遍存在一些弊端, 多数自动扶梯遭遇较大客流量的时候处于

3、额定运行状态，若 没有乘客乘坐仍然是以额定速度运行，如此一来会造成扶梯 设备寿命大大降低。基于此，建议选用多种节能控制技术, 譬如PLC与变频器相结合的节能控制系统，能够有效克服扶 梯所存在的缺点，合理控制，优化发展，增加扶梯的使用时 间。2常见的自动扶梯节能控制技术2.1转换模式通常而言，启动自动扶梯设施之后，其一直是通过三角 形接法模式运作。转换节能方式指的是自动扶梯处于轻载状 态或者是承载率在40%以下的空载情形下通过星形接法模式 运行，在重载的时候通过三角形接法运行。相较于Z转换的 启动方式，转换节能方式的不同之处在于其不基于时间原则 转换成三角形接法运行，而是结合具体负载情况实现星形

4、一 三角形的互相转换。自动扶梯在轻载状态下通过星形接法运 行，伴随着乘客数量的不断增多，扶梯负载逐步加大，电动 机转差率随之增加，待其达到某种程度后，基于转换装置, 演变成三角形运行。若自动扶梯搭载乘客数量逐步减少，控 制系统进行检测之后发现负载下降至某种程度，便转换为星 形接法运行，循环往复。自动扶梯基于星形接法进行运作的 时候，其电动机定子绕组相电流及电压为三角形接法的 1/1.73,相较于三角形接法而言，星形接法下的定子及转子 的铜耗、电动机铁耗均较低些，如此一来，能够大大降低扶 梯轻载产生的电能损耗，进而满足节能需求。转换模式不会 对原有控制电路造成较大改动，其只是在自动扶梯处于轻载

5、状态中可起到良好的节能成效。该法在轻载时间多于重载时 间并通过额定速度运行的自动扶梯中较为适用。2.2自动运行节能方式在启动自动扶梯之后，其通常是基于三角形接法通过额 定电压及额定速度实现运行，直至通过人工手段关闭，自动 扶梯才会停止运作。自动运行节能方式指的是在扶梯入口位 置处进行感应区的合理设置，一旦有乘客步入感应区需搭乘 自动扶梯，则感应装置能够把信号向自动扶梯控制系统进行 传输，控制系统可启动自动扶梯。在无人处于感应区位置时, 控制系统会延时1020秒，约是自动扶梯从一端至另一端 的时间，而后让自动扶梯停止运行，进而满足节电要求，其 中感应装置主要包括光电与压力等。自动运行方式操作简单

6、 且拥有十分显著的节约能源成效，造价低廉且不会对原有控 制电路造成较大改动。该方式的缺点在于会导致自动扶梯发 生频繁的启动及制动，不断冲击供电电网跟电动机，相较于 正常运行电能，启动时所消耗的电能很大，同时，频繁制动 及启动会使自动扶梯制动器等机械部件遭受较大磨损情况。 自动运行节能方式在乘客间隔时间较长的自动扶梯设施中 相对适用。2.3变频驱动节能方式结合公式功率等于力乘以速度可知，针对运行速度进行 调整可使所需功率发生变化。变频驱动节能方式主要应用变 频调速装置实现运行速度调整，若有乘客可设定速度运行， 若无乘客则保持低速运行或者是让用户设定关闭，这主要是 因为自动扶梯空载时间多超过载客时

7、间，进而可满足相应的 节能需求。具体操作方式为，乘客搭乘自动扶梯，在入口位 置处设置的感应装置能够自动感知乘客到来，并向控制系统 传输信号，使得系统控制变频器促使自动扶梯启动，满足设 定速度后运行；若无乘客搭乘自动扶梯，感应装置则不会检 测到乘客，在经过一段时间空载运行之后，自动扶梯控制系 统控制变频器实现降速运行，约为额定速度的20%； 旦感 应系统感知到乘客，自动扶梯又会加速至设定速度实现运行, 周而复始，在降低电能损耗的同时减少机械磨损，有效延长 自动扶梯实际使用寿命。变频器启动及调速较为平稳，可实现零速制动，所产生 噪声较小。根据具体客流量，变频驱动节能方式可分时段完 成速度设定，其主

8、要包括两方面内容：第一，旁路变频驱动， 自动扶梯设施处于额定速度实现运行的时候，采用50赫兹 工频电源供电，此时变频器未投入运行，当扶梯空载一段时 间后，控制系统会将供电方式由工频电源供电切换至通过变 频器进行控制，让自动扶梯低速运行，满足节能需求。一旦 有人乘梯，变频器便让自动扶梯加速至额定速度，到达指定 值，扶梯旁路把变频器解除，并向工频电源进行切换完成直 接供电。在此需注意的是变频器容量无需太大，超出自动扶 梯电动机额定功率的60%即可，相较于全变频驱动模式而言, 旁路变频驱动方式成本低且容量大、结构简单，可在机房内 部进行安装，其缺陷在于因为需频繁实施接入退出变频器的 操作，进而要增加

9、完善的电气控制电路，就对接触器有相对 较高的质量要求，建议在此方式下的电动机功率应用控制在 千瓦以下，旨在保证质量可靠；第二，全变频驱动，无论 自动扶梯处于何种运行速度，变频器能够一直串联在电源电 路中，作用为提供电源给自动扶梯，其无需增设复杂程度较 高的电气控制电路，能够实现分时段运行速度设定，客流量 较大时是额定速度，客流量较小时是80%的额定速度，没有 乘客时是20%的额定速度或者是关闭，实际节能成效较为显 著，除此之外，轻载状态下电动机电流逐渐变小，变频器能 够自行适应降低输出电压，满足节能需求，此法缺陷在于变 频器功率大、成本高且所占体积大，对应的制动电阻应进行 散热行为，无法在机房

10、内安装变频器，进而只可将其安装在 自动扶梯外部位置。 2.4节能效果对比分析使用自动节能方式，仅可通过额定速度运行，若有乘客， 自动扶梯能够自动开启；若无乘客，自动扶梯自动关闭；在 关闭状态之下，自动扶梯无需消耗电能。可见，其在没有乘 客的时候能够获取十分显著的节能成效，若有乘客搭乘的时 候则不存在任何节能成效。使用转换节能方式，处丁轻载状态时可节能5% 21%； 一旦扶梯承载率超过40%,则不存在节能效果；处于 额定速度时，该方式跟变频驱动节能方式的节能成效相同。 二者的区别在于，变频驱动节能方式能够结合需求实现运行 速度设定，而转换节能方式仅可通过额定速度运行。伴随着速度的不断增大，自动扶

11、梯所需功率不断增大， 使用变频驱动节能方式能够针对速度进行调整，进而实现功 率消耗的逐步减少，节能比例约为5%83%,处于空载状态 下即20%的额定速度可获取最佳节能效果。除此之外，基于 额定速度，变频驱动节能方式拥有轻载节能功能，若承载率 大于40%,则难以获取良好节能成效。在自动扶梯下行过程中，空载工况所消耗的功率为最大, 伴随着负载的不断增大，实际所需功率逐步减小，若电动机 功率低于8kW,则在承载20%附近变化为发电状态，若电动 机功率高于8kW,其值越大则转换为发电状态实际所需荷载 越大。就目前的情况来看，难以充分利用所发电能，需通过 电阻实现消耗。3注意事项运用上述集中节能方式，基

12、于额定速度运行，处于重载 工况的时候，无节能成效；在不同场合选择不同节能方式, 可获取良好的节能成效；无论采用何种节能手段，一旦乘客 踏上扶梯，自动扶梯必须达到设定速度运行，若乘客处于梯 级位置，自动扶梯不得任意加速或者减速，避免乘客出现惯 性摔倒情况及催发事故，改造维修保养自动扶梯必须选择具 备合格资质的相同单位。4结语综上可知，通过合理应用节能技术控制自动扶梯，能够 起到良好的节能成效，降低机械磨损度，延长机械使用寿命。 伴随着节能技术的优化推广，自动扶梯节能技术将会催生可 观的社会效益和经济效益。参考文献1张超，孙庆杰自动扶梯节能控制技术应用卩城市建 设理论研究(电子版)，2012, (26)2杨泽婷自动扶梯节能设计研究J科技致富向导，2011, (19)3沈玉梅基于PLC的自动扶梯变频系统设计卩机电工 程技术，2011, (12).4梁敏勇浅谈自动感应