酒店、商場、地鐵、火車站、機場等場所多使用自動扶梯,對方便顧客和提高服務(wù)質(zhì)量等方面起了較大的作用。但因其使用場合的特殊性,,電能浪費較大,同時扶梯部件(如電機、減速箱、扶手帶等)產(chǎn)生無益的磨損及疲勞損傷。
部分自動扶梯經(jīng)常處于空轉(zhuǎn)的狀態(tài),在空載狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)成為一種巨大的浪費。如果能利用光電感應(yīng)裝置給出信號,在人員進出相對不頻繁的場所,指令扶梯由全速運轉(zhuǎn)逐漸減速直到停止運轉(zhuǎn),可實現(xiàn)節(jié)電30%~50%左右。當(dāng)有乘客踏上自動扶梯床蓋板時,扶梯通過集成系統(tǒng)自動全速運轉(zhuǎn)和停止。
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控制調(diào)速的原理。即依據(jù)傳感信號,在有人乘坐時,扶梯以原有設(shè)計速度運行;當(dāng)無人乘坐時,扶梯減速或停止運行。
(2) 變頻調(diào)速控制的作用
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(dāng)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。這樣可節(jié)省電能、減少機械磨損、延長使用壽命。
(3) 設(shè)備選型注意要點
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,能夠提供足夠的輸出轉(zhuǎn)矩,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,滿足該系統(tǒng)的要求。
(4)電氣系統(tǒng)
VEICH優(yōu)化的SVPWM控制技術(shù),功能強大,利用內(nèi)置的PID功能,實現(xiàn)系統(tǒng)的自動檢測。
VEICH內(nèi)置的PLC功能結(jié)合邏輯控制,可實現(xiàn)無人值守自動控制。
效益計算
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=2,680kWh,年節(jié)電為2680×12=32,160kWh,全年節(jié)約電費為32,160×0.9=28,944元。
節(jié)能改造后的可靠性檢驗結(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(dāng)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)的運行情況,避免了原系統(tǒng)以額定速度運行、點動操作停止不及時的不足。
(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)更安全、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)的研制和使用成功,能提高現(xiàn)有扶梯安全節(jié)能,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
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:使用高性能的VEICH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。