一、概述： 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、機場等場所應用較多，在方便顧客和提高服務質(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。目前自動扶梯主要以液力偶合器調(diào)速或恒速為主。但因工業(yè)現(xiàn)場原因，使用和維護存在許多問題，經(jīng)常需要維護，效率低。經(jīng)常因堵轉(zhuǎn)等故障造成停機，甚至燒毀電機。隨著電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，交流電動機變頻技術(shù)以可靠耐用、自動化控制功能豐富等特點提高了運行可靠性和控制精度，保護全面，綜合節(jié)電效果好，控制接口豐富簡單，并具有計算機通訊接口，可方便地與微機控制系統(tǒng)或過程控制系統(tǒng)相連接，在軟件支持下可進一步升級到計算機監(jiān)控而無須另外的硬件投資。目前變頻技術(shù)已廣泛應用于國內(nèi)冶金、煤礦、電力、機械、化工等行業(yè)。 二、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，扶梯可通過設置在床蓋板入口處的光電感應裝置自動感知乘客的到來，開始全速運轉(zhuǎn)。 三、全自動扶梯節(jié)能改造案例 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，扶梯以原有設計速度運行；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。 四、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)矩響應時間短<10ms。 完全能夠滿足該系統(tǒng)的要求。 選用KV2000無速度傳感器矢量變頻器，即能滿足上述要求。 五、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，實現(xiàn)PLC的刷新功能，減少PLC的購置費用及編程的工作量。 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。 FWD Y1 X1 COM 信號檢測 KV2000變頻器控制線路 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。 KV2000變頻器的全自動計時功能 六、系統(tǒng)功能 1、調(diào)速范圍寬，綜合節(jié)電效果好。與傳統(tǒng)相比節(jié)電10-30%。 2、自動化程度高，應用豐富靈活。具備強大的面向工程的可編程能力，根據(jù)客流量的大小自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。 3、減少機械磨損、減少維護量。變頻器具備自動軟啟動功能，減小了啟動沖擊電流。 4、電源容量降低，自動扶梯有時要多臺電機同時起動，當電源容量不足時需要考慮順次起動。采用變頻器，可在低頻（3HZ以下）起動，所以即使與變頻器容量相當?shù)亩嗯_電機同時起動，起動電流也可以受到抑制。因此，電源容量可以按變頻器容量考慮。與采用工頻電網(wǎng)相比，容量可以降低。 5、保護功能全面，有利于安全生產(chǎn)，可靠、耐用。 具備過電壓、過電流、欠電壓、過載、電機過熱、短路、缺相、堵轉(zhuǎn)（獨有功能）等自動保護功能和自動再試轉(zhuǎn)功能，減少意外停機和故障停機次數(shù)。并可自動顯示故障原因。 6、技術(shù)數(shù)據(jù)： 過壓跳閘：1.3Vmax 欠壓跳閘：0.65Vn 啟動轉(zhuǎn)矩：200%Tn 過載能力：150% 1min 電機堵轉(zhuǎn)：可編程自整定可調(diào) 7、具備九路開關(guān)量輸入，可作為啟停、連鎖保護等工況特殊要求的控制。一組繼電器輸出、四路晶體管輸出可控制連鎖保護、故障顯示、運行狀態(tài)等。 8、自動優(yōu)化電機電流。 9、頻率設定具有手動和自動兩種方式。 10、變頻器附帶直流電抗器，功率因數(shù)可提高到0.98。 七、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。 八、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。