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摘要：介绍了自动扶梯变频器控制系统的构成，以及自动扶梯几种主要节能运行模式。这些节能措施不仅获得了理想的节能效果，还提高了自动扶梯的安全性、可靠性和舒适性，并延长了设备的使用寿命。对于相关领域科研工作者和同行业工作人员具有十分重要的参考意义。
关键词：自动扶梯；变频器；关键作用
1 引言
自动扶梯驱动器具有集成的睡眠模式功能，可在预定义的不活动时间后降低自动扶梯的速度。当自动扶梯记录较轻的负载时，驱动器会降低电机的电压，从而降低速度和扭矩。一种变频器如图1所示。自动扶梯是在公共场所运送乘客的典型设备，并已广泛用于商场，机场，码头，地铁，酒店等场所。然而，由于技术和财务原因，中国的传统自动扶梯主要由电力供电。直接启动模式每天开始运行时启动，并以恒定速度运行直至其下班或直到指定时间。使用率通常较低。综上所述，普通自动扶梯存在以下缺陷：（1）能耗大：由于直接启动模式，普通自动扶梯一般每天运行超过10小时，无论乘客是否存在，始终保持高速运行，并消耗大量电力，特别是在某些情况下地铁，机场，大中型购物中心，周期很明显。（2）机械磨损大，使用寿命短：由于每天运行速度超过10小时，电梯部件会受到不必要的磨损和疲劳损坏，如扶手，梳板，台阶，链条，电机等和减速。盒子等零件已经磨损。通常，这种自动扶梯的寿命约为10年。在这段时间之后，主要部件磨损非常严重，需要更换新部件。（3）故障率高，使用成本高：由于普通自动扶梯始终保持高速运转，经常更换大量易损件，需要大量的成本；增加磨损和高发热也会导致自动扶梯失效率。增加将进一步增加用户的使用成本，并且还增加自动扶梯的维护量并影响正常使用。
图1 一种变频器原理图
2 变频器在自动扶梯中的作用
变频器节能自动扶梯配有变频器，它在其卓越的性能中起着关键作用。变频器是一种电力转换电路，用于调节设备的电压，电流和频率。在变频自动扶梯中，该电路控制压缩机电机的速度，从而根据需要调节速度。在非变频自动扶梯系统中，压缩机电机设计为仅以恒定速度或单速运行。基本上，这意味着自动扶梯器在“全功率”模式或“无电源”模式下运行，就像风扇加热器一样，当速度下降到设定水平时开启，当达到所需速度时再次关闭。这种操作模式与许多可能影响家庭或办公室的能量效率和舒适性的缺点相关联。在变频器节能自动扶梯系统中，压缩机电机减速并根据需要加速以维持选定的速度设置。通过使用包括变频器的电路系统来实现对压缩机电动机速度的这种调节。变频器节能改造自动扶梯的优点：（1）系统采用PLC可编程控制器和变频器的控制组合，功能强大，工作量小。（2）节能效果明显：当没有人乘坐梯子时，自动扶梯自动平稳地过渡到节能运行，并以额定速度的20％运行。此时，电动机的实际工作功率仅为原来的40％左右，功耗显着降低。（3）减少磨损：80％的自动扶梯是机械系统。当机械系统长时间高速运转并以低速运行时，磨损程度不同。由于速度降低，减少了机械部件的磨损。
变频器节能自动扶梯系统中的电路系统将输入的交流电源转换为直流电压，然后通过改变电源的电流，电压和频率对其进行调制，然后进入压缩机。由此产生的变频驱动器控制压缩机，从而控制单元的输出。频率的增加导致输出的相应增加，而频率的减小导致输出的相应减少。这有助于比传统型号提供更精细的速度控制。选择变频器节能自动扶梯的6个理由：
1.有助于实现大幅节能
虽然变频器节能自动扶梯最初成本较高，但运行成本约低30-50％，因为它耗电量较少。那些已经安装了这种类型自动扶梯的人经常发现，从长远来看，节能的好处远大于初始成本。该系统实际上是在购买后的几年内通过较低的能源账单回报。在非变频自动扶梯中，没有办法调节压缩机电机的速度。需要大量制冷剂时，它以满负荷运行，而需求低，它根本不运行。由于这种操作模式，能量消耗很高。
由于其高效的操作模式，变频自动扶梯比传统系统使用更少的电力。变频器技术能够改变电动机的频率，从而调节压缩机的转速。结果，变频器自动扶梯可以保持在期望的水平，并且还可以响应于冷却负载的任何变化而平稳地调节，而不是接通和断开。这确保了最佳的能源效率。
2.舒适性优势
变频器节能自动扶梯能够比传统自动扶梯更快速有效地达到所需的速度。这种快速有效的调节有助于将操作速度始终保持在所需水平 - 传统系统通常无法做到这一点。使用此装置，传统系统不会出现大的速度波动，保证拥有舒适的室内环境。最新的变频器aircons还配备了专门设计的过滤器，可中和过敏原，恶臭和有害的挥发性有机化合物（VOC），从而创造更舒适的室内环境。
3.更长的使用寿命
由于其高效的操作模式（不需要继续打开和关闭），变频自动扶梯不易磨损。因此，与传统装置相比，它具有更长的使用寿命。这些现代化的单元也采用防腐蚀材料处理，大大提高了它们的耐用性。
4.更快，更强大
拥有可以更快，更高效地冷却热室的强大自动扶梯可能是非常有利的。提高变频器节能自动扶梯的频率可确保强大的输出功率，使速度比未配备变频器的自动扶梯更快地达到所需水平。
5.智能生态传感器
变频器节能空气通常配备微控制器，可以对环境速度进行采样并相应地调整压缩机的速度。这样可以自动调节冷却功率，以节省能源，并提供不间断的加热和冷却舒适性和便利性。
6.比传统的非变频自动扶梯安静得多
这是在家中或办公室使用变频节能自动扶梯的另一大优势。由于其变频压缩机比非变频压缩机更安静，因此产生的噪音水平最小。这意味着您不必担心噪音。
3 变频器的发展
变频器已广泛应用于生产和生活中。中高性能矢量变频器可提供足够的输出转矩和强过载能力。速度调节精度高。在开环期间，速度误差可以达到<0.5％，并且可以实现扭矩响应。短时间<10 ms：具有超强过载能力，可确保在重负载下安全，强大的运行。在自动扶梯应用中，VVVF控制可以结合自动启动/停止控制或自动双速控制，根据客流量改变自动扶梯的速度。这类自动扶梯的运行取决于乘客的存在与否，因此，当自动扶梯空转时，可以节省能源。在升降机应用中，与传统电机驱动相比，变速驱动器可以将峰值电机启动电流降低多达80％。此外，设备的磨损也可以在启动时降低/通过使用VVVF电机驱动器停止电动机。在自动扶梯应用中，自动启动/停止和双速自动扶梯的测量节能分别可达到办公楼的52％和14％。经过几年的工作实践，以变频器为核心的普通自动扶梯的节能改造工程悄然兴起。具体计划是：
（1）主要配置：1个电梯矢量变频器；7PLC（微电脑控制装置）；3接触器，继电器；4个光电传感器。（2）控制原理：控制系统基于原有的工频控制系统，配备新的附加控制柜，由变频器，光电开关，自动扶梯变频操作专用控制器等必要辅助部件组成。当自动扶梯开始运行时，它由变频器启动。当自动扶梯达到额定速度时，如果没有乘客上梯子，自动扶梯将自动从额定速度下降到额定速度的20％。如果安装在自动扶梯入口和出口处的传感器检测到有乘客乘坐梯子，则自动扶梯的速度将平稳地上升到额定速度。如果乘客继续进入自动扶梯，自动扶梯将继续以额定速度运行。
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论文作者:覃钧华
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
标签：自动扶梯论文; 变频器论文; 速度论文; 节能论文; 压缩机论文; 磨损论文; 系统论文; 《防护工程》2019年9期论文;