英威騰一體化節(jié)能柜在自動扶梯上的應用

1、引言
隨著城市地產(chǎn)建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，電梯的安裝使用率越來越高。據(jù)統(tǒng)計，目前全國在使用的電梯數(shù)量達到50萬臺以上，年耗電量超過300億千瓦時。因此如何采用高效節(jié)能的電梯控制技術，已成為電梯商家及用戶十分關注的話題。
目前，國內(nèi)安裝的自動扶梯多采用單速交流電機作為主機，鏈輪鏈條式傳動，梯級額定速度大多為0.5m/s。這種扶梯即使在無乘客使用時仍以額定速度運行，具有耗能大、機械磨損嚴重、使用壽命低等缺點。下面將針對這種電梯的不足之處提出具體節(jié)能方案。
2、全自動扶梯節(jié)能改造方案
2.1 改造原則
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，扶梯以原有速度運行（50Hz）；當無人時，扶梯減速到低速或停止運行。
系統(tǒng)要求變頻器啟動運行平穩(wěn)，加速性能好，啟動轉矩大，過載能力強，同時應具備當變頻器調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)自動切換到工頻運行，保障扶梯輸送功能的正常實施。所以選擇了深圳市英威騰電氣有限公司的矢量控制技術的CHV110系列一體化節(jié)電柜（扶梯專用），該控制柜內(nèi)部設計了工/變頻切換，同時，集成了扶梯節(jié)能運行的專用控制功能模塊，方便用戶的使用。
2.2 節(jié)電原理
對于客用自動扶梯，一般使用高峰期出現(xiàn)在下午及晚間時段，其余時段使用率較低，具有相當節(jié)能空間。根據(jù)以上改造原則，從投資成本及自動化水平兩方面考慮，擬使用以下變頻拖動方案：
n 采用英威騰CHV110一體化變頻節(jié)能柜（扶梯專用）驅(qū)動電梯主機，變頻器采用多段速控制模式，并設置主頻率（低速）、多段速頻率1（高速）兩種運行頻率；
n 在電梯首尾處各安裝一支紅外傳感器開關，乘客通過電梯時，紅外傳感器開關被觸發(fā)并發(fā)出開關信號給變頻器；
n 有客流時，紅外傳感開關被觸發(fā)，變頻器立即加速到多段速頻率2，并使電梯高速運行；
n 電梯高速運行時，變頻器內(nèi)置計時器開始計時，若在計時的時間段內(nèi)再無乘客通過電梯，計時結束后變頻器將自動切換到多段速頻率1，進行低速運行；
n 若在計時器計時期間，有乘客重新觸發(fā)光電開關，計時器將重新計時；
n 對電梯上行和下行，外圍控制采用開關互鎖，保證扶梯系統(tǒng)的正常工作；
n 為消耗下行，或者制動過程產(chǎn)生的多余能量，需在變頻器上加裝制動電阻。
該方案示意圖如下，可做上行，也可做下行，二者互鎖控制：


2.3 變頻系統(tǒng)電氣接線圖如下：


如上圖,電機的電路上都加裝了“市電”、“節(jié)電”接觸器，這樣可以有“自動”、“手動”兩種工作模式選擇：手動模式下，變頻器不工作，整套系統(tǒng)手動起停、工頻運行；自動模式下，電機由變頻器直接拖動，變頻運行。當出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動切換到工頻運行。

調(diào)試過程:
1. Pd.00：設置為1，啟動扶梯專用功能；
2. Pd.01：運行頻率1為電梯平常無人時低速運行的頻率設定，頻率設定的100﹪對應最大頻率（P0.07）；
3. Pd.02：運行頻率2為扶梯有人時高速運行的頻率設定，頻率設定的100﹪對應最大頻率（P0.07）。一般Pd.02設置為50Hz；
4. 從P5.02～P5.11端子輸入中選擇一端子，作為電梯脈沖檢測口，當檢測到脈沖信號時，電梯就運行頻率2進行運行，并在所檢測的最后一脈沖信號開始延時，當延時到達頻率2運行時間時，電梯又返回運行頻率1的頻率進行運行；
5. 加速時間P0.11設置為1~2秒，保證客人在登上扶梯之前就加速完成；減速時間設置為5~10秒較為合適；
4、變頻系統(tǒng)特點
l 該方案采用敝司CHV一體化變頻節(jié)能柜，該節(jié)能柜在開環(huán)矢量控制模式下具有低頻啟動扭矩大、響應速度快等特點，在0.5Hz啟動時其輸出轉矩可達150%額定轉矩，完全能夠滿足電梯的工藝要求；
l 變頻器的軟啟動功能可消除電機啟動時的電流沖擊；
l 變頻器為容性負載，可有效改善電機的功率因數(shù)，減少無功損耗；
l 變頻器具有過流、過壓、過載、過熱等多種電子保護裝置，并具有豐富的故障報警輸出功能，可有效保證整個系統(tǒng)的正常運作；
l 無客流量時電梯運行速度很低，機械磨損大為降低；
l 變頻拖動系統(tǒng)的啟動、停止及速度轉換過程平穩(wěn)順暢，舒適感較好。
l 有“手動”“自動”兩種工作模式，在變頻器出現(xiàn)故障的情況下，仍可按手動工作方式繼續(xù)運行。
5、結束語
該方案采用英威騰CHV一體化變頻節(jié)能柜（扶梯專用），不但能夠滿足系統(tǒng)啟動運行平穩(wěn)、啟動轉矩大、過載能力強、轉速調(diào)節(jié)精度高的要求；而且電機通過變頻拖動，可減少機械磨損，延長使用壽命，工作更加安全可靠；同時，上下行變頻器采用共直流母線連接，使得系統(tǒng)節(jié)能效果更為顯著。
參考文獻：
《CHV系列矢量變頻器說明書》 深圳市英威騰電氣有限公司
《扶梯控制原理及日常維護叢書》