《電子技術(shù)應(yīng)用》
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科姆龍變頻器在自動扶梯中的應(yīng)用
摘要: 自動扶梯和自動人行道在酒店、商場、地鐵、火車站、寫字樓、會館、機場等場所應(yīng)用較多,在方便顧客和提高服務(wù)質(zhì)量等方面起到了相當重要的作用。但由于其使用場合的特殊性,部分扶梯經(jīng)常處于空轉(zhuǎn)的狀態(tài),這必將浪費大量的電能,同時也使扶梯部件(如電機、減速箱、扶手帶等)產(chǎn)生不必要的磨損及疲勞損傷。
Abstract:
Key words :

1.引言

  自動扶梯和自動人行道在酒店、商場、地鐵、火車站、寫字樓、會館、機場等場所應(yīng)用較多,在方便顧客和提高服務(wù)質(zhì)量等方面起到了相當重要的作用。但由于其使用場合的特殊性,部分扶梯經(jīng)常處于空轉(zhuǎn)的狀態(tài),這必將浪費大量的電能,同時也使扶梯部件(如電機、減速箱、扶手帶等)產(chǎn)生不必要的磨損及疲勞損傷。

  2.自動扶梯的變頻節(jié)能運行原理

  我們知道,由于能源和電力資源的匱乏,自動扶梯在空載狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)成為一種巨大的浪費。因此,我們設(shè)想,如果能讓自動扶梯自動檢測到空載狀態(tài)一段時間后,指令扶梯由全速運轉(zhuǎn)減速至半速運轉(zhuǎn)。在人員進出相對不頻繁的場所,基于上述思想,自動扶梯檢測到空載狀態(tài)一段時間后,將由全速運轉(zhuǎn)逐漸減速直到停止運轉(zhuǎn),這樣便可實現(xiàn)節(jié)省電能達30%~50%左右。當有乘客踏上自動扶梯床蓋板時,扶梯可通過設(shè)置在床蓋板入口處的光電感應(yīng)裝置自動感知乘客的到來,開始全速運轉(zhuǎn)。

  3.全自動扶梯節(jié)能改造案例

  1)改造的總體原則
   在不對扶梯的正常使用產(chǎn)生任何負面影響的前提下,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,扶梯以原有設(shè)計速度運行;當無人乘坐時,扶梯減速或停止運行。

  2)變頻器的作用:
   主要作用是用來調(diào)整扶梯轉(zhuǎn)速,啟動和運行平穩(wěn),在無人時,經(jīng)過延時,系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入爬行運行,以達到節(jié)能的目的。將扶梯入口處安裝光電開關(guān),有乘客時光電開關(guān)發(fā)出信號,扶梯經(jīng)變頻調(diào)速至額定速度,當全部乘客離開扶梯后,扶梯又自動進入低速運行狀態(tài)待客。節(jié)省電能、減少機械磨損、延長使用壽命。

  3)變頻器的選型
   系統(tǒng)要求啟動運行平穩(wěn),無抖動,要求變頻器啟動轉(zhuǎn)矩大,過載能力強。KV2000變頻器能夠提供足夠的輸出轉(zhuǎn)矩,且過載能力強,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高,在開環(huán)時速度誤差能達到<0.5%,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間短<10ms。 完全能夠滿足該系統(tǒng)的要求。
   選用科姆龍電氣(亞洲)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的KV2000無速度傳感器矢量變頻器,即能滿足上述要求。

  4)電氣系統(tǒng)
   KV2000無速度傳感器矢量變頻器功能強大,我們利用內(nèi)置的TMIA功能,便可實現(xiàn)系統(tǒng)的自動檢測。
   當KV2000的任何一個數(shù)字輸入端子Xn被指定TMIA功能的時候,可選擇Y1或Y2或TA、TC,當成TMOA的輸出功能;再加上內(nèi)含的計時(/計數(shù))器模塊便構(gòu)成了一個延時斷開繼電器。其延時之時間長短由F071決定。
  當輸入 TMIA ON的時候,輸出TMOA也立刻ON。而當 TMIA OFF之后,TMOA必須經(jīng)過F071所定義之時間才能 OFF。
   KV2000內(nèi)含計時(/計數(shù))器功能。當數(shù)字輸入端子X2和X4選擇模式28的時候,該計時(/計數(shù))器功能一定被當成計數(shù)器使用;否則當成計時器使用。

  5)某酒店共有 4臺自動扶梯(功率5.5KW、7.5KW各2臺),經(jīng)實測月節(jié)能為(260+410)×4=2,680度,年節(jié)電為2680×12=32,160度,全年節(jié)約電費為32,160×0.9=28,944元。

  4.自動扶梯的變頻節(jié)能運行特點

  根據(jù)對位于深圳市某超級市場的多部國外品牌多部自動扶梯的變頻節(jié)能改造后的可靠性考驗結(jié)果,驗證了該技術(shù)具有功能強、改造工作量小等優(yōu)點。

  1)無人乘梯時:保證扶梯自動平穩(wěn)過渡到節(jié)能運行,以1/5額定速度運行。(可以選擇當無人乘梯時,扶梯自動停止的功能);

  2)有人乘梯時:保證扶梯自動以節(jié)能速度平穩(wěn)過渡到額定速度運行,實際測量時得到了驗證;

  3)扶梯空載時以節(jié)能速度模式運行,電流僅為空載時額定速度運行電流的1/3。

  4)檢修運行時:扶梯系統(tǒng)以1/2額定速度運行,便于檢修和觀察扶梯機構(gòu)的運動情況,避免了原系統(tǒng)額定速度點動停止不及時的不足。

  5)由于無人乘梯時節(jié)能運行時速度很低,機械部分的磨損大大降低,相對延長了扶梯的使用壽命。

  6)變頻技術(shù)的采用大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊,采用變頻器可有效改善電網(wǎng)的功率因數(shù),降低無功損耗。

  7)改造中充分考慮了變頻系統(tǒng)與原系統(tǒng)的并存,便于系統(tǒng)故障時相互切換,不影響用戶的使用。

  8)改造中借用了原系統(tǒng)的安全條件,加上變頻器自身的安全環(huán)節(jié)使得改造后的系統(tǒng)安全性更可靠。

  9)扶梯節(jié)能改造的設(shè)備費用與電能節(jié)約和機械磨損的費用相比,投入不大,短期內(nèi)即可收回投資,因此扶梯變頻節(jié)能安全改造技術(shù)的研制使用成功,對于提高現(xiàn)有扶梯安全節(jié)能,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

  5.結(jié)束語

  1)節(jié)電明顯:扶梯電機所帶負載為恒轉(zhuǎn)矩負載,由于無人時扶梯電機的轉(zhuǎn)速降為正常轉(zhuǎn)速的一半,所以此時電機功率降為原來的一半。

  2)減少磨損:由于轉(zhuǎn)速下降,使機械部件的磨損大大下降和扶梯維護費用成倍減少。

  3)安全可靠:由于使用了KV2000高性能的變頻調(diào)速器,除原有的電機保護功能外,由于電機轉(zhuǎn)速的降低,可大幅度降低電機的溫升,使電機的工作更加安全可靠。

  參考文獻:
 ?。?]科姆龍電氣(亞洲)有限公司《KV2000無速度傳感器矢量變頻器》用戶手冊


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